?鋁合金焊接廠明星機(jī)械分享：焊接速度與電弧電壓的控制技巧

鋁合金焊接廠明星機(jī)械分享：焊接速度與電弧電壓的控制技巧

焊接工藝參數(shù)對(duì)熱影響區(qū)的大小和性能有很大的影響。采用小的工藝參數(shù)，如降低焊接電流，增大焊接速度等，都可以減小熱影響區(qū)的尺寸。經(jīng)過(guò)一定程度的冷加工可強(qiáng)化基體強(qiáng)度,部分牌號(hào)的鋁合金還可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化處理3、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。不僅如此，從防止過(guò)熱組織和晶粒細(xì)化角度看，也是采用小參數(shù)比較好?！　『笚l電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定：電弧長(zhǎng)度越大，電弧電壓越高，電弧長(zhǎng)度越短，電弧電壓越低。在焊接過(guò)程中，應(yīng)盡量使用短弧焊接。立 焊、仰焊時(shí)弧長(zhǎng)應(yīng)比平焊更短些，以利于熔滴過(guò)渡，防止熔化金屬下滴。堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些，以利于電弧的穩(wěn)定和防止氣孔。

焊接過(guò)程中，焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和余高符合設(shè)計(jì)要求。如果焊速過(guò)快，熔化溫度不夠，易造成 未熔合、焊縫成形不良等缺陷；如果焊速過(guò)慢，使高溫停留時(shí)間增長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學(xué)性降低，同時(shí)使工件變形量增大。但焊炬也應(yīng)向上傾斜，使火焰氣流直接朝向焊縫，利用氣流的壓力阻礙熔化金屬?gòu)娜鄢亓鞒觥．?dāng)焊接較薄 工件時(shí)，易形成燒穿。

焊接速度直接影響焊接生產(chǎn)率，所以應(yīng)該在保證焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)上采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時(shí)根據(jù)具體情況適當(dāng)加快焊接速度，以提高焊接生產(chǎn)率。

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鋁及鋁合金具有導(dǎo)熱性強(qiáng)而熱容量大，線脹系數(shù)大，熔點(diǎn)低和高溫強(qiáng)度小等特點(diǎn)，焊接難度大，應(yīng)采取一定的措施，才能保證焊接質(zhì)量。

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焊接設(shè)備知識(shí)問(wèn)答篇

1.什么叫焊接電源？

答：電焊機(jī)中，供給焊接所需的電能并具有適宜于焊接電氣特性的設(shè)備稱為焊接電源。

2.為什么對(duì)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(yīng)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(guān)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(dòng)特性——當(dāng)負(fù)載狀態(tài)發(fā)生瞬時(shí)變化時(shí)，弧焊電源輸出電流和輸出電壓與時(shí)間的關(guān)系，用以表征對(duì)負(fù)載瞬變的反應(yīng)能力（即動(dòng)態(tài)反應(yīng)能力），簡(jiǎn)稱“動(dòng)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(yīng)焊接規(guī)范的要求。

3.為什么電弧長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，電弧電壓也會(huì)發(fā)生變化？

答：由弧焊電源的外特性所決定的，電弧越長(zhǎng)，電弧電壓越高；電弧越短，電弧電壓越低。

4.為什么CO2焊接時(shí)，焊絲伸出長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，電流顯示值也會(huì)發(fā)生變化？

答：焊絲伸出長(zhǎng)度（即干伸長(zhǎng)度）越長(zhǎng)，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(shí)際焊接電流也變小。所以焊絲伸出長(zhǎng)度一般設(shè)定在12--20mm范圍內(nèi)。

5.為什么CO2/MAG/MIG焊接時(shí)，焊接電流和電弧電壓要嚴(yán)格匹配？

答：CO2/MAG/MIG焊接時(shí)，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(yīng)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(guò)程中，因氣流的干擾、磁場(chǎng)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(shí)，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(guò)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(xì)焊絲？

答：等速送絲系統(tǒng)下,當(dāng)弧長(zhǎng)變化時(shí)引起電流和熔化速度變化,使弧長(zhǎng)恢復(fù)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(xì)，電弧的自身調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，電弧越穩(wěn)定，飛濺越少。這就是CO2焊接用細(xì)焊絲的原理。

10.什么叫焊機(jī)的負(fù)載持續(xù)率？

答：負(fù)載持續(xù)率指焊接電源在一定電流下連續(xù)工作的能力。鋁的導(dǎo)熱系數(shù)很大，在相同的焊接工藝條件下，其冷卻速度為鋼的4～7倍，使金屬結(jié)晶加快，焊接熔池在快速冷卻過(guò)程中，氫的溶解度急劇下降，此時(shí)析出大量過(guò)飽和氣體，氫氣來(lái)不及析出在焊縫金屬中形成氣孔。國(guó)標(biāo)規(guī)定手工焊額定負(fù)載持續(xù)率為60%，自動(dòng)或半自動(dòng)為60%和100% 。如：500KR2焊機(jī)在額定負(fù)載持續(xù)率60%時(shí)的額定電流是500A，在實(shí)際負(fù)載持續(xù)率100%（自動(dòng)焊）時(shí)，其焊接電流≤387A。

11.什么叫焊槍的負(fù)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(shí)，焊件接電焊機(jī)輸出端的正極，焊槍（焊鉗）接輸出端的負(fù)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(shí)，焊件接電焊機(jī)輸出端的負(fù)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(shí)，鎢極為負(fù)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(shí)，鎢極為正極，產(chǎn)生動(dòng)能較大的陽(yáng)離子，撞擊鋁、鎂及其合金表面的氧化膜，具有清潔作用；而鎢極為陽(yáng)極區(qū)，溫度很高，鎢極嚴(yán)重?zé)龘p，不能使用較大的焊接電流進(jìn)行正常焊接。要避免在非常冷的情況下焊接鋁，要避免預(yù)熱操作導(dǎo)致的過(guò)熱——150°F的預(yù)熱溫度，就足以滿足所有的鋁合金焊接要求了。采用交變的方波電源，正半波加熱工件，負(fù)半波清理氧化膜，實(shí)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(kāi)關(guān)起弧的電流；松開(kāi)焊槍開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)的電流；一般小于焊接電流40--60%，無(wú)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(shí)間？

答：TIG焊時(shí)，起始電流到焊接電流的過(guò)渡時(shí)間。MIG焊時(shí)，基值電流到脈沖電流的時(shí)間。

19.什么叫下降時(shí)間？

答：TIG焊時(shí)，焊接電流到收弧電流的過(guò)渡時(shí)間。MIG焊時(shí)，脈沖電流到基值電流的時(shí)間。

20.什么叫脈沖焊接電流？

答：TIG或MIG脈沖焊接時(shí)的峰值電流。

21.什么叫基值焊接電流？

答：TIG或MIG脈沖焊接時(shí)的較小電流。

22.什么叫滯后停氣時(shí)間？

答：即焊接電弧熄滅后，保護(hù)氣體延遲0.3—5秒再停止送氣的時(shí)間；一般TIG焊鋁、不銹鋼、鈦等金屬滯后停氣時(shí)間要長(zhǎng)到3—5秒。

鋁及鋁合金其它金屬材料相比，主要具有以下一些特點(diǎn)：

1、密度小鋁及鋁合金的密度接近2.7g/,約為鐵或銅的1/3。

2、強(qiáng)度高鋁及鋁合金的強(qiáng)度高。經(jīng)過(guò)一定程度的冷加工可強(qiáng)化基體強(qiáng)度,部分牌號(hào)的鋁合金還可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化處理

3、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。

4、耐蝕性好鋁的表面易自然生產(chǎn)一層致密牢固的AL2O3保護(hù)膜，能很好的保護(hù)基體不受腐蝕。通過(guò)人工陽(yáng)極氧化和著色，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金或加工塑性好的變形鋁合金。

5、易加工添加一定的合金元素后，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金或加工塑性好的變形鋁合金。

那么鋁合金焊接相比其它金屬材料焊接起來(lái)要麻煩的很多，首先就是要做到焊前預(yù)熱：

焊前預(yù)熱的主目的是改善材料的可焊性。在加熱并保持一定溫度的過(guò)程中可以降低焊接接頭區(qū)域的溫差，使熱影響區(qū)的淬硬傾向減弱。在焊接過(guò)程中有利于氫氣的逸出，降低焊縫中的氫含量，防止冷裂紋的產(chǎn)生，改善焊接接頭的塑性及韌性。

那么焊前預(yù)熱過(guò)后我們還需要做到焊后熱處理，焊后熱處理的方法一般是高溫回火，其主要目地是：

（1）消除或減少在焊接過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。

（2）改善焊縫和熱影響區(qū)的機(jī)械性能，即提高其塑性及韌性，改善硬脆傾向。

（3）改善焊縫和熱影響區(qū)的金相組織。

一般碳素鋼的焊接性能好，焊接時(shí)可不必預(yù)熱與熱處理。但對(duì)于含碳量高、剛度大的焊件，由于焊后殘余應(yīng)力大，也需預(yù)熱及熱處理。

以上是鋁合金焊接為什么要進(jìn)行焊前預(yù)熱及焊后熱處理的原因，如您還有什么想要了解的關(guān)于鋁合金焊接或機(jī)械加工方面的知識(shí)可以與我們河南省獲嘉明星機(jī)械聯(lián)系，也可以關(guān)注我們下方的公眾號(hào)，我們會(huì)定期分享鋁合金焊接及機(jī)械加工方面的知識(shí)。