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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。
通常,用交流焊接鋁合金時可在載流能力、 電弧可控性以及電弧清理作用等方面實現(xiàn)配合,故大多數(shù)鋁合金的 TIG 焊都采用交流電源。采用直流正接(電極接負極)時,熱量產(chǎn) 生于工件表面,形成深熔透,對一定尺寸的電極可采用更大的焊接電 流。目前常用的焊接方法是亞弧焊、埋弧焊和真空電子束焊等,其中尤以鎢極亞弧焊用得最為普遍。即使是厚截面也不需預熱,且母材幾乎不發(fā)生變形。雖然很少采用直流反接(電極接正極)TIG 焊方法來焊接鋁,但這種方法在連續(xù) 焊或補焊薄壁熱交換器、管道厚在 2.4 ㎜以下的類似組件時有熔深 淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優(yōu)點。
鋁材焊接出現(xiàn)不穩(wěn)定的送絲和電弧如何解決呢?
首先我們焊工應該遵循以下幾個準則,以避免不穩(wěn)定送絲和電弧問題,采用專為鋁設計的焊接電源及耗材。使用合適的焊割導電嘴(與焊絲直徑相匹配的尺寸)。采用專為鋁線焊接設計的導電嘴;如果在焊接鋁時使用專為鋼線焊接設計的導電嘴,會導致過度回燒。
導電嘴應埋設在1/8到?英寸的氣杯里,以確保噴嘴的氣體冷卻是合適的,用于飛濺控制。電弧燃燒會引起導電嘴磨損,這是個問題。為了避免這種情況,可以根據(jù)需要更換導電嘴。
選擇正確的驅(qū)動輥類型。在將鋁焊絲送到焊縫處時,有助于防止送絲。上述問題,大多數(shù)都會導致鋁線削峰,起因是糟糕的安裝以及驅(qū)動輥的錯誤設計。若不能把熔池恢復扁平橢圓狀態(tài),而且鼓肚有增大時,則說明熔池溫度已過高,應立即滅弧,給熔池冷卻時間,待熔池溫度下降后再繼續(xù)焊接。削峰產(chǎn)生后,會阻塞焊槍內(nèi)襯墊,限制金屬絲的自由流動??梢园褜殇X設計的U型槽驅(qū)動輥裝在送絲機里。V形槽驅(qū)動輥會把鋁線壓縮、變形,引起不穩(wěn)定的電弧狀態(tài)。
小心地將驅(qū)動輥排成一行,始終保持持續(xù)喂線所需的至低驅(qū)動輥壓力。定期維護、定期更換磨損件,包括驅(qū)動輥、襯墊和進口導板,也有助于防止送絲問題的產(chǎn)生。使用推拉送絲機或滑槍,可以達到至佳焊絲輸送水平。
絕大多數(shù)的推拉式送絲機,有兩個襯墊:一個導管襯套,可以持續(xù)更長的時間,滑槍里一個頭管襯套,可以防止滑槍的快速磨損。定期更換這兩個襯墊,以防某天突然堵塞,成為麻煩。
盡量減少焊縫變色、發(fā)黑的幾率
當氧通過空氣進入到氣體防護罩時,濕氣和污染物會增加填充金屬絲燃燒(氧化)的幾率,使焊縫變色、發(fā)黑 。使用某些填料金屬的也可能產(chǎn)生類似問題。
焊縫變色、發(fā)黑,使焊接效果看起來很糟糕,其實是個很容易避免的問題。4XXX系列的填充金屬絲,與5XXX系列合金相比,焊接變色、發(fā)黑的幾率較少一些,5XXX系列合金中的鎂,在電弧焊接使氣化,然后在焊縫旁邊凝結(jié)成黑色煙灰。
絕大多數(shù)的4XXX系列合金,含有少量鎂或基本不含鎂。而且,焊工可以通過減小焊槍焊接的角度,來增加氣罩杯的大小,使氣杯靠近母材,使氣杯中的飛濺不能累積起來,并仔細地將電弧罩起。通常焊工在焊接鋼材時,會拖動焊槍。2)由于薄板打砂后有變形,對6mm以下的鋼板打砂后必須滾平才能拼板?,F(xiàn)在,采用以某個角度推動的方式,焊接前先做電弧清潔。保持這個角度,持續(xù)清潔焊縫,降低發(fā)黑率。
焊接設備知識問答篇
1.什么叫焊接電源?
答:電焊機中,供給焊接所需的電能并具有適宜于焊接電氣特性的設備稱為焊接電源。
2.為什么對弧焊電源有特殊要求?有哪些要求?
答:為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和適應各種焊接工藝要求,弧焊電源具有下列特殊要求:
〈1〉弧焊電源的靜特性(或稱外特性)——即穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓之間的關系,有下降特性(恒流特性)和平特性(恒壓特性)。
〈2〉弧焊電源的動特性——當負載狀態(tài)發(fā)生瞬時變化時,弧焊電源輸出電流和輸出電壓與時間的關系,用以表征對負載瞬變的反應能力(即動態(tài)反應能力),簡稱“動特性”。
〈3〉空載電壓——引弧前電源顯示的電壓。
〈4〉調(diào)節(jié)特性——改變電源的外特性以適應焊接規(guī)范的要求。
3.為什么電弧長度發(fā)生變化時,電弧電壓也會發(fā)生變化?
答:由弧焊電源的外特性所決定的,電弧越長,電弧電壓越高;電弧越短,電弧電壓越低。
4.為什么CO2焊接時,焊絲伸出長度發(fā)生變化時,電流顯示值也會發(fā)生變化?
答:焊絲伸出長度(即干伸長度)越長,焊絲的電阻量越大,由電阻熱消耗的電流越大,焊接電流顯示值越小,實際焊接電流也變小。所以焊絲伸出長度一般設定在12--20mm范圍內(nèi)。
5.為什么CO2/MAG/MIG焊接時,焊接電流和電弧電壓要嚴格匹配?
答:CO2/MAG/MIG焊接時,調(diào)節(jié)焊接電流—即調(diào)節(jié)焊絲的給送速度;調(diào)節(jié)電弧電壓—即調(diào)節(jié)焊絲的熔化速度;很顯然,焊絲的熔化速度和給送速度一定要相等,才能保證電弧穩(wěn)定焊接。
6.什么叫電弧挺度?
答:在熱收縮和磁收縮等效應的作用下,電弧沿電極軸向挺直的程度。
7.為什么焊接電弧有偏吹現(xiàn)象?
答:焊接過程中,因氣流的干擾、磁場的作用或焊條偏心的影響,使電弧中心偏離電極軸線的現(xiàn)象。
8.什么叫磁偏吹?
答:直流電弧焊時,因受到焊接回路中電磁力的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹。通過改變接地線位置或減小焊接電流及改變焊條角度,能夠減弱磁偏吹的影響。
9.什么叫CO2電源電弧系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)特性?為什么CO2焊接用細焊絲?
答:等速送絲系統(tǒng)下,當弧長變化時引起電流和熔化速度變化,使弧長恢復的作用成為電源電弧系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)作用。使用的焊絲直徑越細,電弧的自身調(diào)節(jié)作用越強,電弧越穩(wěn)定,飛濺越少。這就是CO2焊接用細焊絲的原理。
10.什么叫焊機的負載持續(xù)率?
答:負載持續(xù)率指焊接電源在一定電流下連續(xù)工作的能力。國標規(guī)定手工焊額定負載持續(xù)率為60%,自動或半自動為60%和100% 。如:500KR2焊機在額定負載持續(xù)率60%時的額定電流是500A,在實際負載持續(xù)率100%(自動焊)時,其焊接電流≤387A。焊接熱導率很高的材料,如銅、鋁及其合金,有時需要預熱,這樣可以減小焊接電流和增加熔深,也有利于焊縫金屬與母材熔合。
11.什么叫焊槍的負載持續(xù)率?
答:指焊槍在一定電流下連續(xù)工作的能力。
12.什么叫正接法?
答:直流電弧焊時,焊件接電焊機輸出端的正極,焊槍(焊鉗)接輸出端的負極的接線法,叫“正接法”也稱正極性。
13.什么叫反接法?
答:直流電弧焊時,焊件接電焊機輸出端的負極,焊槍(焊鉗)接輸出端的正極的接線法,叫“反接法”也稱反極性。堿性焊條(結(jié)507等)、碳弧氣刨、CO2焊接均用反接法。
14.為什么直流TIG焊二次輸出回路接為直流正接?適合于哪些金屬材料的焊接?答:直流正接時,鎢極為負極,陰極區(qū)發(fā)射電子,溫度低,鎢極不容易燒損,可以使用較大的焊接電流。適合焊接碳鋼、不銹鋼、銅、鈦及難熔活性金屬鉬、鈮、鉭等。
15.為什么焊接鋁、鎂及其合金要用交流TIG焊?
答:直流反接時,鎢極為正極,產(chǎn)生動能較大的陽離子,撞擊鋁、鎂及其合金表面的氧化膜,具有清潔作用;2㎜和較小的焊接電流,打底焊時為110~115A,中間過度層為115~120A,蓋面層為105~110A。而鎢極為陽極區(qū),溫度很高,鎢極嚴重燒損,不能使用較大的焊接電流進行正常焊接。采用交變的方波電源,正半波加熱工件,負半波清理氧化膜,實現(xiàn)了鋁、鎂及其合金的高質(zhì)量焊接。
16.什么叫起始電流(初期電流)?
答:在收弧“有”狀態(tài)下,按焊槍開關起弧的電流;松開焊槍開關轉(zhuǎn)入焊接電流。
17.什么叫收弧電流?
答:在收弧“有”狀態(tài)下,第二次按焊槍開關的電流;一般小于焊接電流40--60%,無論TIG/MIG/MAG/CO2焊接,均用于焊縫收尾處填滿弧坑,減少弧坑缺陷。
18.什么叫上升時間?
答:TIG焊時,起始電流到焊接電流的過渡時間。MIG焊時,基值電流到脈沖電流的時間。
19.什么叫下降時間?
答:TIG焊時,焊接電流到收弧電流的過渡時間。MIG焊時,脈沖電流到基值電流的時間。
20.什么叫脈沖焊接電流?
答:TIG或MIG脈沖焊接時的峰值電流。
21.什么叫基值焊接電流?
答:TIG或MIG脈沖焊接時的較小電流。
22.什么叫滯后停氣時間?
答:即焊接電弧熄滅后,保護氣體延遲0.3—5秒再停止送氣的時間;一般TIG焊鋁、不銹鋼、鈦等金屬滯后停氣時間要長到3—5秒。