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1.用手工鎢極弧焊焊接鋁材一般都使用交流,以便產(chǎn)生陰極霧化的作用;熔化極弧焊則用直流反接。
當(dāng)設(shè)備所限采用直流焊接時(shí),焊縫表面一般有一層氧化膜甚至是黑灰,這時(shí)可用鋼絲刷或抹布擦去。對(duì)焊縫表面由于焊劑熔劑殘留物或氧化而形成的白色膜可用鋼絲刷或抹布醮熱水擦去。
2.焊前預(yù)熱:由于鋁材導(dǎo)熱性能很強(qiáng),因此一般手工鎢極弧焊焊接大于10mm厚度時(shí),焊前都應(yīng)預(yù)熱,但不超過(guò)100℃,焊時(shí)層間溫度也不超過(guò)100℃??梢暰唧w情況用火焰或遠(yuǎn)紅外線板進(jìn)行加熱。
鎢極弧焊
這種方法是在氣保護(hù)下施焊,熱量比較集中,電弧燃燒穩(wěn)定,焊縫金屬致密,焊接接頭的強(qiáng)度和塑性高,在工業(yè)中獲得起來(lái)越廣泛的應(yīng)用。鎢極弧焊用于鋁合金是一種較完善的焊接方法,但鎢極弧焊設(shè)備較復(fù)雜,不宜在室外露天條件下操作。
熔化極弧焊
自動(dòng)、半自動(dòng)熔化極弧焊的電弧功率大,熱量集中,熱量影響區(qū)小,生產(chǎn)效率比手工鎢極弧焊可提高2~3倍。可以焊接厚度在50㎜以下的純鋁及鋁合金板。例如,焊接厚度30㎜的鋁板不必預(yù)熱,只焊接正、反兩層就可獲得表面光滑、質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊縫。半自動(dòng)熔化極弧焊適用于定位焊縫、斷續(xù)的短焊縫及結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則的焊件,用半自動(dòng)弧焊焊炬可方便靈活地進(jìn)行焊接,但半自動(dòng)焊的焊絲直徑較細(xì),焊縫的氣孔敏感性較大。
隨著材料技術(shù)的發(fā)展,各種高強(qiáng)高韌鋁合金不斷推出,尤其是第三代鋁鋰合金、新型高強(qiáng)鋁合金的出現(xiàn),對(duì)鋁合金激光焊接技術(shù)提出了更多更高的要求,同時(shí)鋁合金的多樣性也帶來(lái)了各種各樣的激光焊接新問(wèn)題,所以必須深入研究這些問(wèn)題,才能更有效地拓展鋁合金激光焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)用潛力。
大功率激光器
激光焊接是將高強(qiáng)度激光輻射至金屬表面,通過(guò)激光與金屬間熱力耦合作用使金屬熔化再冷卻結(jié)晶形成焊縫的技術(shù)。根據(jù)激光焊接的熱作用機(jī)制可分為熱導(dǎo)焊和深熔焊兩種,前者主要應(yīng)用于精密零件的封裝焊接或微納焊接;后者在焊接過(guò)程中往往產(chǎn)生類(lèi)似于電子束焊接的小孔效應(yīng),形成深寬比較大的焊縫。激光深熔焊接實(shí)現(xiàn)需要的激光功率高,該技術(shù)目前應(yīng)用于激光深熔焊接的大功率激光主要有4種類(lèi)型
鋁合金激光焊接的特點(diǎn)
與常規(guī)熔化焊相比,鋁合金激光焊接加熱集中、焊縫深寬比大、焊接結(jié)構(gòu)變形小,但是也存在一些不足,歸納起來(lái)有:
(1)激光聚焦光斑直徑細(xì)小導(dǎo)致工件焊接裝配精度要求高,通常裝配間隙、錯(cuò)邊量需小于0.1mm或板厚的10%,增大了具有復(fù)雜三維焊縫焊接結(jié)構(gòu)的實(shí)施難度;
(2)由于室溫條件下鋁合金對(duì)激光的反射率高達(dá)90%,因而鋁合金激光深熔焊接要求激光器具有較高的功率。鋁合金薄板激光焊接研究表明:鋁合金激光深熔焊接取決于激光功率密度和線能量雙閾值,激光功率密度和線能量共同制約著焊接過(guò)程的熔池行為,并終體現(xiàn)到焊縫的成形特征上,對(duì)于全熔透焊縫的工藝優(yōu)化可通過(guò)焊縫成形特征參量背寬比進(jìn)行評(píng)價(jià);
(3)鋁合金熔點(diǎn)低,液體金屬流動(dòng)性好,在大功率激光作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈的金屬汽化,在焊接過(guò)程中伴隨小孔效應(yīng)所形成的金屬蒸汽/ 光致等離子體云影響鋁合金對(duì)激光能量的吸收,導(dǎo)致深熔焊接過(guò)程不穩(wěn)定,焊縫易于產(chǎn)生氣孔、表面塌陷、咬邊等缺陷;
(4)激光焊接加熱冷卻速度快,焊縫硬度比電弧的高,但由于鋁合金激光焊接存在合金元素?zé)龘p,影響合金強(qiáng)化作用,鋁合金焊縫仍然存在軟化問(wèn)題,從而降低鋁合金焊接接頭的強(qiáng)度。因此鋁合金激光焊接的主要問(wèn)題是控制焊縫缺陷和提高焊接接頭性能。