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近40年來(lái),由于焊接技術(shù)的進(jìn)步,的焊接方法得到了推廣,鋁及鋁合金在車輛、船舶、建筑、橋梁、化工機(jī)械、低溫工程和宇航工業(yè)等各種結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用在不斷擴(kuò)大。隨著鋁合金的生產(chǎn)技術(shù)的完善成熟和生產(chǎn)成本的不斷降低,鋁合金在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了鋁合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,鋁合金正在成為代替鋼材作為結(jié)構(gòu)材料的理想材料,也是當(dāng)今所需要的節(jié)能、環(huán)保綠色材料。該系合金雖是非熱處理qi強(qiáng)化的材料,但因它們不易產(chǎn)生熱裂紋而作為可熱處理強(qiáng)化合金的重要填加材料使用。此時(shí),根據(jù)基體金屬的具體情況,將與基體金屬的合金成分組成新的合金,往往可使焊縫金屬具有可熱處理強(qiáng)化合金的特性??傊?,我們?cè)谶M(jìn)行鋁合金焊接時(shí),需要根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn),河南省明星機(jī)械提醒你鋁合金焊接我們擁有這專業(yè)的精英技術(shù)團(tuán)隊(duì)和二十多年的豐富經(jīng)驗(yàn)。在這種情況下,可以通過(guò)重新熱處理的方法來(lái)提高焊接接頭的機(jī)械性能,但是,焊接接頭的延伸率和韌性卻會(huì)降低。
液體鋁對(duì)氫的溶解吸收大致與鐵和銅相同。溶解于焊接接頭中的氫氣來(lái)源于焊接火焰、電弧氣氛、溶劑和金屬表面的污染、與氧化膜同時(shí)存在的水分以及大氣中的潮氣等。焊接時(shí)所溶解的氫是結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生氣孔的根源,它能使焊接接頭的強(qiáng)度和抗腐蝕性能降低。鋁的線膨脹系數(shù)約為鋼的兩倍,純鋁結(jié)晶時(shí)體積收縮率達(dá)7%,鋁合金的收縮率平均也達(dá)5%。因此,鋁及鋁合金的焊接變形顯著,焊接時(shí)如果不保持適當(dāng)?shù)暮父g隙或不進(jìn)行拘束,則將產(chǎn)生變形,而且結(jié)晶時(shí),在某些合金的焊縫金屬和熱影響區(qū)等部位會(huì)產(chǎn)生裂紋。
焊接熱會(huì)使基體金屬的某些部位的機(jī)械性能變壞,并且焊接熱輸入量愈大,性能降低的程度也愈明顯。對(duì)于2017、2A11、6A02等,推薦溫度為360℃,根據(jù)工件大小與要求,退火溫度可正向或負(fù)向各調(diào)20℃~30℃,保溫時(shí)間可在0。此外,由于焊接熱的影響,常常在晶界上發(fā)生成分偏析或析出雜質(zhì)相,從而使該區(qū)的抗腐蝕性能降低。焊縫金屬是典型的激冷結(jié)晶組織,在許多情況下,不僅結(jié)晶速度和冷卻速度極快,而且還可以看到自基體金屬的外延生長(zhǎng)、隨著焊接熱源的移動(dòng)而產(chǎn)生的晶粒生長(zhǎng)方向的變化和顯著的攪拌等焊接所特有的結(jié)晶現(xiàn)象。
焊縫金屬組織的過(guò)冷度,隨著由熔合線區(qū)向焊道中心的接近而增大,并隨著焊接速度的提高而更加顯著。因此,靠近熔合線區(qū)的結(jié)晶組織是細(xì)網(wǎng)狀組織,但隨著向焊道中心的接近而逐漸變成網(wǎng)狀枝晶組織,并通過(guò)新晶核的形成進(jìn)一步向著形成等軸枝晶的方向變化。注意:如果不是使用點(diǎn)火粉來(lái)引燃焊劑而是使用點(diǎn)huo炮,可以直接將點(diǎn)huo炮插入模具里。用顯微鏡能觀察到枝狀晶的軸間距,隨著結(jié)晶速度的加快,枝狀晶組織變得愈細(xì)小。焊縫金屬是激冷的結(jié)晶組織,因此會(huì)伴隨著不平衡結(jié)晶而產(chǎn)生偏析。枝狀晶軸間距愈小,偏析率愈小,反之,枝狀晶軸間距愈大,偏析率亦愈大。
焊接裂紋是焊接接頭的主要缺陷之一,可分為焊道金屬中的縱向裂紋、橫向裂紋、弧坑裂紋、顯微裂紋和焊根裂紋以及熱影響區(qū)中的焊趾裂紋、層狀撕裂和熔合線區(qū)附近的顯微裂紋。按裂紋產(chǎn)生的機(jī)理分類,產(chǎn)生在焊接接頭中的裂紋屬于熱裂紋,它主要是由晶界上的合金元素的偏析或低熔點(diǎn)物質(zhì)的存在所引起的。如只焊接一般鋁制品用具,為降低成本,硫suan鋇固化劑可用滑石粉代替。焊接裂紋與焊接接頭的結(jié)晶過(guò)程及其組織有密切的關(guān)系。一般認(rèn)為,合金的結(jié)晶溫度區(qū)間愈寬,愈容易產(chǎn)生裂紋。
產(chǎn)生焊接裂紋的主要原因可歸結(jié)為合金成分的影響,鋁合金線膨脹系數(shù)較大,焊接過(guò)程中易變形、熱應(yīng)力較大,為熱裂紋的產(chǎn)生提供了條件。形狀簡(jiǎn)單、要求一般的工件可以用熱水沖刷或蒸氣吹刷等簡(jiǎn)單方法清理。焊接接頭中的氣孔是僅次于焊接裂紋的重要缺陷,與其它金屬材料相比,鋁合金的焊接接頭容易產(chǎn)生氣孔,這是眾所周知的。氣孔的生產(chǎn)機(jī)理是復(fù)雜的,但產(chǎn)生氣孔的直接根源是氫氣。其原因是高溫時(shí)熔池可以溶解大量的氫,隨著溫度的下降氫的溶解度急劇減小,同時(shí)由于鋁合金冷卻速度較快,鋁合金的密度較小,
形成的氣泡受到的浮力較低,致使氣泡溢出困難,因此形成較多的氣孔。未熔合是不允許存在的,未焊透對(duì)于雙面焊接的焊縫是不允許存在的。鋁合金焊后處理(1)焊后清理焊后留在焊縫及附近的殘存焊劑和焊渣等會(huì)破壞鋁表面的鈍化膜,有時(shí)還會(huì)腐蝕鋁件,應(yīng)清理干凈。未熔合產(chǎn)生的原因,主要是由于母材尚未真正熔化或有時(shí)雖己熔化但表面氧化膜未予清除就填加熔化金屬。在對(duì)接焊縫中,未焊透缺陷通常是由于焊接電流太低,坡口或焊接間隙不夠而形成的,或者對(duì)熱輸入而言,使用的焊槍的移動(dòng)速度太高造成的。在填角焊縫中,是由于充填金屬跨接于接頭的焊邊而沒(méi)有熔透底部造成的。
鋁合金焊接材料生產(chǎn)工藝技術(shù)
鋁制品焊料生產(chǎn)技術(shù) 目前,鋁、鋁合金制品大量進(jìn)入生產(chǎn)、生活領(lǐng)域,鋁制品一旦損壞很難修補(bǔ)。因此,生產(chǎn)鋁、鋁合金制品焊料投入市場(chǎng),很受歡迎。
現(xiàn)將其生產(chǎn)技術(shù)介紹如下:
一、原料配比(重量份) 氧化鋅10,硫suan鋇10,氯化錫10,錫40,鋅20,鋁10,硫酸鋁鉀(明礬)少量。二、生產(chǎn)技術(shù)1.熔化。在鐵坩鍋中加入配方中的鋁、錫、鋅并加熱至400℃,熔化成掖體,并攪拌20分鐘。
2.復(fù)合。在上述熔融的合金液體中加入氯化錫,攪拌10分鐘。再加入氧化鋅,攪拌10分鐘。待充分熔化后,依次加入硫suan鋇、硫酸鋁鉀,攪拌至完全熔合,再攪拌20分鐘。降溫至350℃。
3.成型。準(zhǔn)備半圓形模具(生鐵制作)。用MIG焊鋁合金時(shí),由于鋁焊絲比較軟,為避免咬傷焊絲,送絲輪不允許用帶齒輪的送絲輪,不宜用推絲式。用滑石粉將模具刷均勻后,將上述350℃的復(fù)合液澆注入模具,冷卻50~60分鐘即可。 助熔劑氧化鋅、氯化錫,可用質(zhì)量較高的二氧化鈦(鈦白)代替。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(mén)窗質(zhì)量更佳。如只焊接一般鋁制品用具,為降低成本,硫suan鋇固化劑可用滑石粉代替。
三、使用方法 焊接時(shí)先用適量1%稀鹽suan將破損處洗刷干凈,再用水清洗并晾干。用200~400瓦的電烙鐵即可進(jìn)行焊接或修補(bǔ)。也可將鋁制品在煤氣爐或液化氣爐上稍加熱,再將焊料塊放到損壞處使其熔化。冷卻后即可。
四、結(jié)論鋁焊料的表面處理工藝有超聲波清洗;熱濃堿溶液清洗加濃xiao酸光化、再用水清洗;刮皮模精刮絲皮等技術(shù)。其中精刮技術(shù)為先進(jìn),主要表現(xiàn)在焊絲表面清潔,耐大氣腐蝕性優(yōu)于濃堿清洗。
(1)目前鋁釬料的制造多用鑄錠——擠壓——拉拔工藝。半連續(xù)鑄錠、等溫?cái)D壓配合連續(xù)拉拔工藝質(zhì)量穩(wěn)定,但設(shè)備投資大。
(2)熔鑄——連鑄——拉拔工藝開(kāi)始在鋁弧焊絲生產(chǎn)中得到應(yīng)用。水平連鑄配合拉拔刮皮工藝生產(chǎn),但是質(zhì)量控制難度大。
(3)直進(jìn)式拉拔和精刮工藝是提高鋁焊料生產(chǎn)效率、保障鋁焊料產(chǎn)品質(zhì)量的先進(jìn)工藝。
鋁及鋁合金MIG焊時(shí),焊接接頭常見(jiàn)的缺陷主要有焊縫成形差、裂紋、氣孔、燒穿,未焊透、未熔合、夾渣。
一、焊縫成形差焊縫成形差主要表現(xiàn)在焊縫波紋不美觀,且不光亮;焊縫彎曲不直,寬窄不一,接頭太多;焊縫中心突起,兩邊平坦或凹陷;焊縫滿溢等。
1.產(chǎn)生原因接規(guī)范選擇不當(dāng);焊槍角度不正確;焊工操作不熟練;導(dǎo)電嘴孔徑太大;焊接電弧沒(méi)有嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)坡口中心;焊絲、焊件及保護(hù)氣體中含有水分。2. 防止措施反復(fù)調(diào)試選擇合適的焊接規(guī)范;保持焊槍合適的傾角;加強(qiáng)焊工技能培訓(xùn);選擇合適的導(dǎo)電嘴徑;力求使焊接電弧與坡口嚴(yán)格對(duì)中;焊前仔細(xì)清理焊絲、焊件;保證保護(hù)氣體的純度。二、裂紋鋁及鋁合金焊縫中的裂紋是在焊縫金屬結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的,稱為熱裂紋,又稱結(jié)晶裂紋。其形式有縱向裂紋、橫向裂紋(往往擴(kuò)展到基體金屬),還有根部裂紋、弧坑裂紋等等。裂紋將使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,甚至引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的突然破壞,因此是完全不允許的。送絲軟管不準(zhǔn)用彈簧管而是用聚四氟乙烯或尼龍制品,不然由于磨削而污染或堵塞軟管。
1.產(chǎn)生原因焊縫隙的深寬比過(guò)大;焊縫末端的弧坑冷卻快;焊絲成分與母材不匹配;操作技術(shù)不正確。2.防止措施適當(dāng)提高電弧電壓或減小焊接電流,以加寬焊道而減小熔深;適當(dāng)?shù)靥顫M弧坑并采用衰減措施減小冷卻速度;保證焊絲與母材合理匹配;選擇合適的焊接參數(shù)、焊接順序,適當(dāng)增加焊接速度,需要預(yù)熱的要采取預(yù)熱措施。三、氣孔在鋁及鋁合金MIG焊中,氣孔是常見(jiàn)的一種缺陷。要徹底清除焊縫中的氣孔是很難辦到的,只能是大限度地減小其含量。99%,lou點(diǎn)≤-55℃,并應(yīng)符合GB/T4842或GB10624的規(guī)定。按其種類,鋁焊縫中的氣孔主要有表面氣孔、彌散氣孔、局部密集氣孔、單個(gè)大氣孔、根部鏈狀氣孔、柱狀氣孔等。氣孔不但會(huì)降低焊縫的致密性,減小接頭的承載面積,而且使接頭的強(qiáng)度、塑性降低,特別是冷彎角和沖擊韌性降低更多,必須加以防止。
1. 產(chǎn)生原因氣體保護(hù)不良,保護(hù)氣體不純;焊絲、焊件被污染;大氣中的絕dui濕度過(guò)大;電弧不穩(wěn),電弧過(guò)長(zhǎng);焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)、噴嘴與焊件之間的距離過(guò)大;焊絲直徑與坡口形式選擇不當(dāng);在同一部位重復(fù)起弧,接頭數(shù)太多。2. 防止措施保證氣體質(zhì)量,適當(dāng)增加保護(hù)氣體流量,以排除焊接區(qū)的全部空氣,消除氣體噴嘴處飛濺物,使保護(hù)氣流均勻,焊接區(qū)要有防止空氣流動(dòng)措施,防止空氣侵入焊接區(qū),保護(hù)氣體流量過(guò)大,要適當(dāng)適當(dāng)減少流量;焊前仔細(xì)清理焊絲、焊件表面的油、污、銹、垢和氧化膜,采用含脫氧劑較高的焊絲;理選擇焊接場(chǎng)所;當(dāng)減少電弧長(zhǎng)度;保持噴嘴與焊件之間的合理距離范圍;盡量選擇較粗的焊絲,同時(shí)增加工件坡口的鈍邊厚度,一方面可以允許允許使用大電流,也使焊縫金屬中焊絲比例下降,這對(duì)降低孔率是行之有效的;盡量不要在同一部位重復(fù)起弧,重復(fù)起弧時(shí)要對(duì)起弧處進(jìn)行打磨或刮除清理;一道焊縫一旦起弧后要盡量焊長(zhǎng)些,不要隨意斷弧,以減少接頭量,在接頭處需要有一定的焊縫重疊區(qū)域。四、燒穿1.產(chǎn)生原因熱輸入量過(guò)大;坡口加工不當(dāng),焊件裝配間隙過(guò)大;點(diǎn)固焊時(shí)焊點(diǎn)間距過(guò)大,焊接過(guò)程中產(chǎn)生較大的變形量;操作姿勢(shì)不正確。2.防止措施適當(dāng)減小焊接電流、電弧電壓,提高焊接速度;加大鈍邊尺寸,減小根部間隙;適當(dāng)減小點(diǎn)固焊時(shí)焊點(diǎn)間距;焊接過(guò)程中,手握焊槍姿勢(shì)要正確,操作要熟練。 五、未焊透1.產(chǎn)生原因焊接速度過(guò)快,電弧過(guò)長(zhǎng);坡口加工不當(dāng),裝配間隙過(guò)?。缓附蛹夹g(shù)較低,操作姿勢(shì)掌握不當(dāng);焊接規(guī)范過(guò)??;焊接電流不穩(wěn)定。2.防止措施當(dāng)減慢焊接速度,壓低電??;適當(dāng)減小鈍邊或增加要部間隙;使焊槍角度保證焊接時(shí)獲得大熔深,電弧始終保持在焊接熔池的前沿,要有正確的姿勢(shì);增加焊接電流及電弧電壓,保證母材足夠的熱輸入獲得量;增加穩(wěn)壓電源裝置或避開(kāi)開(kāi)用電高峰。六、未熔合1.產(chǎn)生原因焊接部位氧化膜或銹未清除干凈;熱輸入不足;焊接操作技術(shù)不當(dāng)。環(huán)境溫度不低于5℃,否則應(yīng)預(yù)熱至100~200℃方可施焊,相對(duì)濕度控。2.防止措施焊前仔細(xì)清理待焊處表面;提高焊提高電流、電弧電壓,減速小焊接速度;焊接時(shí)要稍微采用運(yùn)條方式,在坡口面上有瞬間停歇,焊絲在熔池的前沿,提高焊工技術(shù)。七、夾渣1.產(chǎn)生原因焊前清理不徹底;焊接電流過(guò)大,導(dǎo)致電嘴局部熔化混入熔池而形成夾渣;焊接速度過(guò)高。2.防止措施加強(qiáng)焊接前的清理工作,多道焊時(shí),每焊完一道同樣要進(jìn)行焊縫清理;在保證熔透的情況下,適當(dāng)減少焊接電流,大電流焊接時(shí),導(dǎo)電嘴不要壓得太低;適當(dāng)降低速度,采用含脫氧劑較高的焊絲,提高電弧電壓。
總有客戶為找不到鋁箱體大型結(jié)構(gòu)件焊接加工的制造商而苦惱,或者找到了,但因?yàn)橐幌盗械膯?wèn)題焊接后出現(xiàn)漏水、變形等諸多問(wèn)題,造成后期的返工或客戶的投訴,甚至報(bào)廢。鋁合金手工TIG焊的主要工藝參數(shù)有電流種類、極性和電流大小、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長(zhǎng)度、噴嘴至工件的距離等。河南明星機(jī)械有著多年的鋁焊加工經(jīng)驗(yàn),焊接加工過(guò)多種大箱體、大構(gòu)件。下面我們來(lái)分析一下大型鋁箱體變形控制方法?
鋁箱體大型結(jié)構(gòu)件焊接加工,焊接過(guò)程中既要保證焊接質(zhì)量要密封,又要控制焊接不能變形,保證箱型構(gòu)件的幾何尺寸及形位公差。控制焊接變形的難度較大,要通過(guò)對(duì)構(gòu)件的工藝分析、試驗(yàn), 才能得出解決這一問(wèn)題較為合理的工藝方案。