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幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金,但是鋁及鋁合金對各種焊接方法的適應(yīng)性不同,各種焊接方法有其各自的應(yīng)用場合。氣焊和焊條電弧焊方法,設(shè)備簡單、操作方便。氣焊可用于對焊接質(zhì)量要求不高的鋁薄板及鑄件的補焊。焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補焊。惰性氣體保護焊(TIG 或 MIG)方法是應(yīng)用廣泛的鋁及鋁合金焊接方法。鋁及鋁合金薄板可采用鎢極交流弧焊或鎢極脈沖弧焊。為了保證焊透而又不致塌陷,焊接時常采用墊板來托住熔池及附近金屬。鋁及鋁合金厚板可采用鎢極氦弧焊、氦混合鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊應(yīng)用越來越廣泛(氣或/氦混合氣)。鋁合金焊接的幾種先進(jìn)工藝:攪拌摩擦焊、激光焊、激光- 電弧復(fù)合焊、電子束焊。針對于焊接性不好和曾認(rèn)為不可焊接的合金提出了有效的解決方法,幾種工藝均具有優(yōu)越性,并可對厚板鋁合金進(jìn)行焊接。
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,焊接鋁及鋁合金時需采用熔劑,焊后又需清除殘渣,接頭質(zhì)量及性能也不高。因為氣焊設(shè)備簡單,無需電源,操作方便靈活,常用于焊接對質(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,以及補焊鋁合金構(gòu)件和鋁鑄件。對于體積小的零件應(yīng)在鋪有銅板的焊接平臺上進(jìn)行焊接,接地線夾在銅板上以減少電流損失提高焊機的有效功率。
(1)氣焊的接頭形式
氣焊鋁合金時,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)盡可能采用對接接頭。虛焊的實質(zhì)就是焊接時焊縫結(jié)合面的溫度太低,熔核尺寸太小甚至未達(dá)到熔化的程度,只是達(dá)到了塑性狀態(tài),經(jīng)過碾壓作用以后勉強結(jié)合在一起,所以看上去焊好了,實際上未能完全融合。為保證焊件焊接時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。
(2)氣焊熔劑的選用
鋁合金氣焊時,為了使焊接過程順利進(jìn)行,保證焊縫質(zhì)量,氣焊時需要加熔劑來去除鋁表面的氧化膜及其他雜質(zhì)。
氣焊熔劑(又稱氣劑)是氣焊時的助熔劑,主要作用是去除氣焊過程中生成在鋁表面的氧化膜,改善母材的潤濕性能,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,是粉碎后過篩并按一定比例配制的粉狀化合物。②鋁合金表面易產(chǎn)生難熔的氧化膜(Al2O3其熔點為2060℃),這就需要采用大功率密度的焊接工藝。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。這種熔劑的熔點低,流動性好,還能改善熔化金屬的流動性,使焊縫成形良好。
(3)焊嘴和火焰的選擇
鋁合金有強烈的氧化性和吸氣性。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。氣焊時,為使鋁不被氧化,應(yīng)采用中性焰或微弱碳化焰(yi炔既過剩的碳化焰),使鋁熔池置于還原性氣氛的保護下而不被氧化。嚴(yán)禁采用氧化焰,因為用氧化性較強的氧化焰會使鋁強烈氧化,阻礙焊接過程進(jìn)行;而yi炔過多,游離的氫可能溶入熔池,會促使縫產(chǎn)生氣孔,使焊縫疏松。
(4)定位焊縫
為防止焊件在焊接中產(chǎn)生尺寸和相對位置的變化,焊件焊前需要點固焊。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稍大。(5)氣焊操作
焊接鋼鐵材料時,可以從鋼材的顏色變化判斷加熱的溫度。但焊鋁時,卻沒有這個方便條件。因為鋁合金從室溫加熱到熔化的過程中沒有顏色的明顯變化,給操作者帶來控制焊接溫度困難。但可根據(jù)以下現(xiàn)象掌握施焊時機:
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,加熱處金屬有波動現(xiàn)象時,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,即達(dá)到熔化溫度,可以施焊;
3)母材邊棱有倒下現(xiàn)象時,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,有利于防止熔池過熱、熱影響區(qū)金屬晶粒長大和燒穿。工藝參數(shù)是根據(jù)被焊材料和厚度,先確定鎢極直徑與形狀、焊絲直徑、保護氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速度,再根據(jù)實際焊接效果調(diào)整有關(guān)參數(shù),直至符合使用要求為止。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,焊炬傾角為20~40°;氣焊厚件時,焊炬傾角為40~80°,焊絲與焊炬夾角為80~100°。
鋁合金氣焊應(yīng)盡量將接頭一次焊成,不堆敷第二層,因為堆敷第二層時會造成焊縫夾渣等。然后取出點火粉灑在鋪好的焊劑上面還有模具的周邊部位,最后把模具蓋蓋好,檢查其他部分是不是需要做調(diào)整,調(diào)整完成后,用點huo槍將模具邊沿的點火粉點燃。(6)焊后處理qi焊焊縫表面的殘留焊劑和熔渣對鋁接頭的腐蝕,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,溶液濃度15%~25%,浸漬時間為10~15min。室溫為10~15℃時,溶液濃度20%~25%,浸漬時間為15min。
3)將焊件置于流動熱水(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。
斷定安裝空隙及定位焊距離
鋁合金施焊進(jìn)程中,鋁板受熱脹大,致使焊縫坡口空隙削減,焊前安裝空隙假如留得太小,焊接進(jìn)程中就會引起兩板的坡口堆疊,添加焊后板面不平度和變形量;相反,安裝空隙過大,則施焊艱難,并有燒穿的能夠。2、在多層焊接時,在修整之前位置的表面時必須使得可以在下一位置進(jìn)行無缺陷的焊接。適宜的定位焊距離能保證所需的定位焊空隙,因而,選擇適宜的安裝空隙及定位焊距離,是削減變形的一項有用辦法。