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鋁的熱導(dǎo)率和比熱大,導(dǎo)熱快。盡管鋁及鋁合金的熔點(diǎn)較低,但是導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容都很大,在焊接過(guò)程中大量的熱能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭,必須采用能量集中、功率大的熱源,有時(shí)需采用預(yù)熱等工藝措施,才能實(shí)現(xiàn)熔焊過(guò)程。
容易形成氣孔。焊接接頭中的氣孔是鋁及鋁合金焊接時(shí)極易產(chǎn)生的缺陷,尤其是純鋁和防銹鋁的焊接。氫是鋁及鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因,這已為實(shí)踐所證明。氫的來(lái)源,主要是弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分,其中焊絲及母材表面氧化膜
總會(huì)很多鋁合金焊接新手都會(huì)問(wèn)直流弧焊與脈沖弧焊的區(qū)別是什么?下面是多年焊接經(jīng)驗(yàn)的師傅總結(jié)下來(lái)的:
1、直流弧焊即在直流正極性接法下以氣為保護(hù)氣,憑借電極與焊件之間的電弧在必定的條件下(焊接電流),加熱熔化母材,填充焊絲一起熔入熔池,冷卻組成的焊縫。
直流弧焊機(jī):采用鎢極非熔化極電極,氣保護(hù)焊接熔池,焊接過(guò)程電流始終不變的弧焊機(jī)。
2、脈沖弧焊是利用焊接電源向電弧輸出以一定規(guī)律變化的不均勻電流的弧焊,也就是利用連續(xù)、不間斷基值電流(又稱維弧電流)維持主電弧的電離通道,并周期性地施加一個(gè)同極性高峰值脈沖電流而產(chǎn)生脈沖電弧,用以熔化金屬,控制熔滴的過(guò)渡,達(dá)到焊接的目的。1、裂紋問(wèn)題(1)冷裂紋為了提高鋼的耐熱性,鋼中加入了一定量的Cr、Mo、V、W、Nb、Ti等元素。
鋁合金的氣焊焊接工藝手法氧-yi炔氣焊的熱效率低,焊接熱輸入不集中,焊接鋁及鋁合金時(shí)需采用熔劑,焊后又需清除殘?jiān)?,接頭質(zhì)量及性能也不高。因?yàn)闅夂冈O(shè)備簡(jiǎn)單,無(wú)需電源,操作方便靈活,常用于焊接對(duì)質(zhì)量要求不高的鋁合金構(gòu)件,如厚度較薄的薄板及小零件,以及補(bǔ)焊鋁合金構(gòu)件和鋁鑄件。(4)檢查焊輪壓力是否合理,若壓力不夠,則會(huì)因接觸電阻過(guò)大,實(shí)際電流減小,雖然焊接控制器有恒電流控制模式,但電阻增大超過(guò)一定的范圍(一般為15%),則會(huì)超出電流補(bǔ)償?shù)臉O限,電流無(wú)法隨電阻的增加而相應(yīng)增加,達(dá)不到設(shè)定的數(shù)值。
(1)氣焊的接頭形式
氣焊鋁合金時(shí),不宜采用搭接接頭和T形接頭,這種接頭難以清理流入縫隙中的殘留熔劑和焊渣,應(yīng)盡可能采用對(duì)接接頭。為保證焊件焊接時(shí)既焊透又不塌陷和燒穿,可以采用帶槽的墊板,墊板一般用不銹鋼或純銅等制成,帶墊板焊接可獲得良好的反面成形,提高焊接生產(chǎn)率。應(yīng)用:用于各種鋁合金焊接,而且自身特別適用于自動(dòng)化焊接,將來(lái)的應(yīng)用范圍廣。
(2)氣焊熔劑的選用
鋁合金氣焊時(shí),為了使焊接過(guò)程順利進(jìn)行,保證焊縫質(zhì)量,氣焊時(shí)需要加熔劑來(lái)去除鋁表面的氧化膜及其他雜質(zhì)。
氣焊熔劑(又稱氣劑)是氣焊時(shí)的助熔劑,主要作用是去除氣焊過(guò)程中生成在鋁表面的氧化膜,改善母材的潤(rùn)濕性能,促使獲得致密的焊縫組織等。氣焊鋁合金必須采用熔劑,一般是在焊前熔劑直接撒在被焊工件坡口上,或者沾在焊絲上加入熔池內(nèi)。
鋁合金熔劑是鉀、鈉、鈣、鋰等元素的氯人鹽,是粉碎后過(guò)篩并按一定比例配制的粉狀化合物。例如鋁冰晶石(Na3AlF6)在1000℃進(jìn)可以熔解氧化鋁,又如氯hua鉀等可使難熔的氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹鄣穆然X。2)機(jī)械清理在工件尺寸較大、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、多層焊或化學(xué)清洗后又沾污時(shí),常采用機(jī)械清理。這種熔劑的熔點(diǎn)低,流動(dòng)性好,還能改善熔化金屬的流動(dòng)性,使焊縫成形良好。
(3)焊嘴和火焰的選擇
鋁合金有強(qiáng)烈的氧化性和吸氣性。氣焊時(shí),為使鋁不被氧化,應(yīng)采用中性焰或微弱碳化焰(yi炔既過(guò)剩的碳化焰),使鋁熔池置于還原性氣氛的保護(hù)下而不被氧化。嚴(yán)禁采用氧化焰,因?yàn)橛醚趸暂^強(qiáng)的氧化焰會(huì)使鋁強(qiáng)烈氧化,阻礙焊接過(guò)程進(jìn)行;而yi炔過(guò)多,游離的氫可能溶入熔池,會(huì)促使縫產(chǎn)生氣孔,使焊縫疏松。2、焊接接頭的回火脆性問(wèn)題許多鉻鉬鋼及其焊接接頭在350~500℃溫度范圍長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,產(chǎn)生缺口沖擊韌度劇烈降低現(xiàn)象,這是由回火脆性引起的。
(4)定位焊縫
為防止焊件在焊接中產(chǎn)生尺寸和相對(duì)位置的變化,焊件焊前需要點(diǎn)固焊。由于鋁的線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱速度快、氣焊加熱面積大,因此,定位焊縫較鋼件應(yīng)密一些。
定位焊用的填充焊絲與產(chǎn)品焊接時(shí)相同,定位焊接前應(yīng)在焊縫間隙內(nèi)涂一層氣劑。定位焊的火焰功率比氣焊時(shí)稍大。(5)氣焊操作
焊接鋼鐵材料時(shí),可以從鋼材的顏色變化判斷加熱的溫度。但焊鋁時(shí),卻沒(méi)有這個(gè)方便條件。因?yàn)殇X合金從室溫加熱到熔化的過(guò)程中沒(méi)有顏色的明顯變化,給操作者帶來(lái)控制焊接溫度困難。但可根據(jù)以下現(xiàn)象掌握施焊時(shí)機(jī):
1)當(dāng)被加熱的工件表面由光亮白色變成暗淡的銀白色,表面氧化膜起皺,加熱處金屬有波動(dòng)現(xiàn)象時(shí),表明即將達(dá)到熔化溫度,可以施焊;
2)用蘸有熔劑的焊絲端頭及被加熱處,焊絲與母材能熔合時(shí),即達(dá)到熔化溫度,可以施焊;
3)母材邊棱有倒下現(xiàn)象時(shí),母材達(dá)到熔化溫度,可以施焊。
氣焊薄板可采用左焊法,焊絲位于焊接火焰之前,這種焊法因火焰指向未焊的冷金屬,熱量散失一部分,有利于防止熔池過(guò)熱、熱影響區(qū)金屬晶粒長(zhǎng)大和燒穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法,此法焊絲在焊炬后面,火焰指向焊縫,熱量損失小,熔深大,加熱。氣焊厚度小于3㎜的薄件時(shí),焊炬傾角為20~40°;氣焊厚件時(shí),焊炬傾角為40~80°,焊絲與焊炬夾角為80~100°。此配方價(jià)格稍貴,但焊接后硬度、強(qiáng)度、光潔度較高,尤其是焊接鋁合金門窗質(zhì)量更佳。
鋁合金氣焊應(yīng)盡量將接頭一次焊成,不堆敷第二層,因?yàn)槎逊蟮诙訒r(shí)會(huì)造成焊縫夾渣等。(6)焊后處理qi焊焊縫表面的殘留焊劑和熔渣對(duì)鋁接頭的腐蝕,是鋁接頭日后使用中引起損壞的原因之一。在氣焊后1~6h之內(nèi),應(yīng)將殘留的熔劑、熔渣清洗掉,以防引起焊件腐蝕。焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流TIG焊和交流脈沖TIG焊,其次是直流反接TIG焊。焊后清理工序如下。
1)焊后將焊件放入40~50℃的熱水槽中浸漬,hao用流動(dòng)的熱水,用硬毛刷刷焊縫及焊縫附近殘留熔劑、熔渣的地方,直至清除干凈。
2)將焊件浸入硝suan溶液中。當(dāng)室溫為25°以上時(shí),溶液濃度15%~25%,浸漬時(shí)間為10~15min。室溫為10~15℃時(shí),溶液濃度20%~25%,浸漬時(shí)間為15min。
3)將焊件置于流動(dòng)熱水(溫度為40~50℃)的槽中浸漬5~10min。
4)用冷水將焊件沖洗5min。
5)將焊件自然晾干,也可放在干燥箱中烘干或用熱空氣吹干。
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應(yīng)用多的合金,鋁合金的焊接,也是焊接工作人員非常關(guān)注的內(nèi)容,因此,明星機(jī)械為大家收集普及一下鋁合金的焊接知識(shí),希望不辜負(fù)大家的期望。明星機(jī)械一、釬焊——定義:采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn),低于母材熔化溫度,利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的焊接方法稱為釬焊(火焰、感應(yīng)、爐中、浸漬、電子束、紅外線等)。
1鋁合金的種類
純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學(xué)成份Al表示,后者用漢語(yǔ)拼音LV(鋁、工業(yè)用的)表示。鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類:
形變鋁合金能承受壓力加工。可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。 形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高力學(xué)性能,只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。惰性氣體維護(hù)焊(TIG或MIG)辦法是使用最廣泛的鋁及鋁合金焊接辦法??蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高力學(xué)性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金,鋁鋅合金和鋁稀土合金,其中鋁硅合金又有過(guò)共晶硅鋁合金,共晶硅鋁合金,單共晶硅鋁合金,鑄造鋁合金在鑄態(tài)下使用。
鑄造鋁合金系列:
鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號(hào)編碼分別為100、200、300、400。
高強(qiáng)度鋁合金:
高強(qiáng)度鋁合金指其抗拉強(qiáng)度大于480MPa的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中防銹鋁合金類、硬鋁合金類、超硬鋁合金類、鍛鋁合金類、鋁鋰合金類。
2鋁合金的焊接
鋁合金材料主要焊接工藝為鎢極弧焊TIG、氣體保護(hù)焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點(diǎn)焊等。
鋁合金焊接保護(hù)措施
(1)焊前用化學(xué) 機(jī)械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學(xué)清洗,后機(jī)械打磨。
(2)焊接過(guò)程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)。
(3)在氣焊時(shí),采用熔劑,在焊接過(guò)程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。