純鋁材料應(yīng)用
1.1035:具有較高的可塑性、耐蝕性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,強(qiáng)度低。用于電容器、電子管隔離罩、電線保護(hù)套、電纜電線線芯等。
2.1045:標(biāo)牌、厚箔、鉸接件(頜)熱交換器、炊具、PS版基
3.1050:食品、化學(xué)和釀造工業(yè)用擠壓盤管,各種軟管,粉、翅片料、深沖、炊具
4. 1060/1070:要求抗蝕性與成形性均高的場合,但對強(qiáng)度要求不高,化工設(shè)備是其典型用途,深沖料
5. 1100:用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強(qiáng)度的零件部件,例如化工產(chǎn)品、食品工業(yè)裝置與儲存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具、鉸接件熱交換器、炊具
6.1145:包裝及絕熱鋁箔,熱交換器
7.1199電解電容器箔,光學(xué)反光膜
8.1200:電容器、炊具、食品及藥物包裝
9.1350:電線、導(dǎo)電絞線、匯流排、變壓器帶材等導(dǎo)電體
10.1A85/1A90/1A93/1A97/1A99:工業(yè)高純鋁,主要用于生產(chǎn)各種電解電容器箔材、抗酸容器等
容器規(guī)范采用的鋁及鋁合金 要求制造容器的材料具有良好的成形性和焊接性,JB/T4734-2002《鋁制焊接容器》中采用的鋁及鋁合金有:
產(chǎn)業(yè)純鋁 1A85、1050A、1060和1200。
Al-Cu合金 2014。
Al-Mn合金 3003和3004。
Al-Mg合金 5A02、5A03、5A05、5052、5052、5058和5086。
Al-Mg-Si合金 6A02、6061和6063。
典型牌號鋁及鋁合金化學(xué)成分和力學(xué)性能,可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
鋁及鋁合金的焊接工藝
鋁及鋁合金的焊接特點(diǎn)
(1) 鋁在空氣中及焊接時極易氧化,天生的氧化鋁(Al2O3)熔點(diǎn)高、非常穩(wěn)定,不易往除。阻礙母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易天生夾渣、未熔合、未焊透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊縫產(chǎn)生氣孔。焊接前應(yīng)采用化學(xué)或機(jī)械方法進(jìn)行嚴(yán)格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接過程加強(qiáng)保護(hù),防止其氧化。鎢極氬弧焊時,選用交流電源,通過“陰極清理”作用,往除氧化膜。氣焊時,采用往除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時,可加大焊接熱量,例如,氦弧熱量大,利用氦氣或氬氦混合氣體保護(hù),或者采用大規(guī)范的熔化極氣體保護(hù)焊,在直流正接情況下,可不需要“陰極清理”。
(2)鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導(dǎo)率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過程中,大量的熱量能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,因而焊接鋁及鋁合金時,能量除消耗于熔化金屬熔池外,還要有更多的熱量無謂消耗于金屬其他部位,這種無用能量的消耗要比鋼的焊接更為明顯,為了獲得的焊接接頭,應(yīng)當(dāng)盡量采用能量集中、功率大的能源,有時也可采用預(yù)熱等工藝措施。
(3)鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時的體積收縮率較大,焊件的變形和應(yīng)力較大,因此,需采取預(yù)防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時輕易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內(nèi)應(yīng)力。生產(chǎn)中可采用調(diào)整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生。在耐蝕性答應(yīng)的情況下,可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁硅合金中含硅0.5%時熱裂傾向較大,隨著硅含量增加,合金結(jié)晶溫度范圍變小,活動性明顯進(jìn)步,收縮率下降,熱裂傾向也相應(yīng)減小。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)含硅5%~6%時可不產(chǎn)生熱裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊絲會有更好的抗裂性。
(4)鋁對光、熱的反射能力較強(qiáng),固、液轉(zhuǎn)態(tài)時,沒有明顯的光彩變化,焊接操縱時判定難。高溫鋁強(qiáng)度很低,支撐熔池困難,輕易焊穿。
(5)鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫,固態(tài)幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過程中,氫來不及溢出,極易形成氫氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊縫中氫氣的重要來源。因此,對氫的來源要嚴(yán)格控制,以防止氣孔的形成。
(6)合金元素易蒸發(fā)、燒損,使焊縫性能下降。
(7)母材基體金屬如為變形強(qiáng)化或固溶時效強(qiáng)化時,焊接熱會使熱影響區(qū)的強(qiáng)度下降。
(8) 鋁為面心立方晶格,沒有同素異構(gòu)體,加熱與冷卻過程中沒有相變,焊縫晶粒易粗大,不能通過相變來細(xì)化晶粒。
基本的鋁合金知識和MIG 焊技巧
鋁合金越來越多的用于機(jī)械制造行業(yè). 隨之而來的是對鋁合金焊接的要求也越來越高。目前國外MIG 焊鋁的技術(shù)工藝日趨成熟, 主要用于全焊接鋁合金游輪、火車及汽車箱體、摩托車架、壓力容器、軌道交通、工作平臺及飛機(jī)等。
這里僅介紹基本的鋁合金知識和MIG焊技巧 (所有材料牌號參照AWS 標(biāo)準(zhǔn))。
1.鋁合金分類及對應(yīng)焊材
1.1. 純鋁 (1xxx 系列), 可焊性很好, 對應(yīng)焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 鋁銅合金 (2xxx 系列), 可焊性較差, 對應(yīng)焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 鋁錳合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 對應(yīng)焊材: ER4043、ER5356
1.4. 鋁硅合金 (4xxx 系列), 一般用于制造焊絲 (4043、4047)
1.5. 鋁鎂合金 (5xxx 系列), 高強(qiáng)度, 可焊性很好, 對應(yīng)焊絲: ER5356、ER5183 等
1.6. 鋁鎂硅合金 (6xxx 系列), 應(yīng)用廣, 可焊性好, 對應(yīng)焊絲: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 鋁鋅合金 (7xxx 系列), 高強(qiáng)度, 用于飛機(jī)制造業(yè), 可焊性很差易裂, 對應(yīng)焊絲: ER5356 (7005 和7039 母材)
1.8. 其它鋁合金 (8xxx 系列), 可焊性很差
2.鋁合金MIG 焊對焊接設(shè)備的要求
2.1. 直流CV 焊接電源或脈沖電源
2.2. 送絲機(jī)構(gòu)及推拉式焊槍
2.3. 鋁焊接用導(dǎo)電嘴 (孔徑比碳鋼用稍大)
2.4. 連接電纜
2.5. Ar 及流量計 (也有Ar+He 混合氣)
3.焊前準(zhǔn)備工作 (非常重要)
3.1. 清理工件待焊處油污 (擦拭)
3.2. 用不銹鋼絲刷或砂輪去除待焊處氧化膜 (至少20毫米范圍)
3.3. 如用水冷焊槍, 確保無漏水
3.4. 確保焊絲處于干凈無損壞狀態(tài)
3.5. 確保送絲輪, 送絲軟管處于良好狀態(tài)
4. 焊接參數(shù) (僅供參考)
4.1. 根據(jù)不同的材料和板厚選用不同型號的焊絲和直徑
4.2. 常用焊接規(guī)范:
4.2.1. 0.8 毫米焊絲 (板厚小于3毫米): WFS: 12-15m/min, I=70-130A, U=17-21V,焊速=600-1125mm/min
4.2.1. 0.9 毫米焊絲 (板厚小于5毫米): WFS: 10-12m/min, I=145-175A, U=20-22V,焊速=600-1125mm/min
4.2.3. 1.0 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 8-12m/min, I=150-200A, U=22-24.5V,焊速=600-1125mm/min
4.2.4.1.2 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 7.5-10m/min, I=190-220A, U=22-26V,焊速=600-800mm/min
4.2.5. 1.6 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 5-8m/min, I=240-330A, U=24-30V,焊速=400-800mm/min
4.3. 注:
4.3.1. 角焊比對接焊規(guī)范稍大, 立焊和仰焊規(guī)范比上述稍小
4.3.2. ER4043 (ER4XXX) 焊絲取下限值, ER5356 (ER5XXX) 取上限值
4.3.3. 保護(hù)氣流量: 10-20L/MIN, 仰焊時多一些, 用粗焊絲時多一些
4.3.4. 焊絲干伸長度: 12-15mm
4.3.5. 過渡方式: 噴射過渡 (Spray arc transfer)
4.3.6. 極性: DC+ (直流反接)
5. 操作技巧
5.1. 半自動焊時總是左焊法 (右焊時焊縫成型很差, 表面發(fā)黑, 易產(chǎn)生未熔合缺陷),收弧時回焊接10 毫米左右以消除弧坑裂紋
5.2. 立焊時總是立向上焊
5.3. 自動焊時焊槍與焊縫軸線在行走方向 (無論左右) 成95-100度角。
總之, MIG 焊鋁合金比焊一般鋼材難一些, 但是如果準(zhǔn)備充分, 材料設(shè)備匹配, 操作方法得當(dāng), 就可以得到很好的效果。
4043是含硅5%的鋁硅合金焊絲,常用作除鋁鎂合金以外的鋁合金工件和鑄件的氬弧焊及氣焊時的填充材料。是一種通用的鋁合金焊接用焊絲。
4043具有:流動性好,抗熱裂能力強(qiáng),但延展性不足、塑性和耐蝕性低的特點(diǎn)。
4043:可廣泛用于船舶、機(jī)車、化工、建筑模具、食品、運(yùn)動器材、模具、家具、容器、集裝箱等行業(yè)。
常見的6系合金比如6061、6063母材即可用ER4043來焊接,它在陽氧化處理后的顏色為灰白色。
拉絲機(jī)對電纜線或圓棒的準(zhǔn)備解決質(zhì)量可以同時危害到標(biāo)準(zhǔn)件,等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。拉絲機(jī)屬于金屬制品機(jī)械設(shè)備行業(yè)硬質(zhì)合金模貝拉絲機(jī),拉絲機(jī)普遍應(yīng)用于不銹鋼線,制繩絲,預(yù)應(yīng)力鋼絲,標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品的生產(chǎn)制造和預(yù)加工處理。
一、熔化極氣體保護(hù)電弧焊的概念及分類
使用熔化電極,以外加氣體作為電弧介質(zhì),并保護(hù)金屬熔滴,焊接熔池和焊接區(qū)高溫金屬的電弧焊方法,稱為熔化極氣體保護(hù)電弧焊。
根據(jù)焊絲材料和保護(hù)氣體的不同,可將其分為以下幾種方法,如圖所示。
按焊絲分類可分為實(shí)芯焊絲焊接和藥芯焊絲焊接。
用實(shí)芯焊絲的惰性氣體(Ar或He)保護(hù)電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊,簡稱MIG焊(Metal Inert Gas Arc Welding).
用實(shí)芯焊絲的富氬混合氣體保護(hù)電弧焊,簡稱MAG焊(Metal Active Gas Arc Welding)。
用實(shí)芯焊絲的CO2氣體保護(hù)焊,簡稱CO2焊。
用藥芯焊絲時,可以用CO2或CO2+Ar混合氣體作為保護(hù)氣體的電弧焊稱為藥芯焊絲氣體保護(hù)焊。
還可以不加保護(hù)氣體,這種方法稱為自保護(hù)電弧焊。
二、普通MIG/MAG焊和CO2焊的區(qū)別
CO2焊的的特點(diǎn)是:成本便宜、生產(chǎn)。但是存在飛濺量大、成型差的缺點(diǎn),因而有些焊接工藝采用普通MIG/MAG焊。
普通MIG/MAG焊是以惰性氣體保護(hù)或以富氬氣體保護(hù)的弧焊方法,而CO2焊卻具有強(qiáng)烈的氧化性,這就決定了二者的區(qū)別和特點(diǎn)。
與CO2焊相比MIG/MAG焊的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1) 飛濺量減少50%以上。在氬或富氬氣體保護(hù)下的焊接電弧穩(wěn)定,不但射滴過渡與射流過渡時電弧穩(wěn)定,而且在小電流MAG焊的短路過渡情況下,電弧對熔滴的排斥作用較小,從而了MIG/MAG焊短路過渡的飛濺量減少50%以上。
2) 焊縫成形均勻、美觀。由于MIG/MAG焊熔滴過渡均勻、細(xì)微、穩(wěn)定,所以焊縫成形均勻、美觀。
3) 可以焊接許多活潑金屬及其合金。電弧氣氛的氧化性很弱,甚至無氧化性,MIG/MAG焊不但可以焊接碳鋼、高合金鋼,而且還可以焊接許多活潑金屬及其合金,如:鋁及鋁合金、不銹鋼及其合金、鎂及鎂合金等。
4) 大大地提高了焊接工藝性、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
三、脈沖MIG/MAG焊和普通MIG/MAG焊的區(qū)別
普通MIG/MAG焊的主要熔滴過渡形式是大電流時的射流過渡和小電流時的短路過渡,因而小電流仍存在飛濺量大、成型差的缺點(diǎn),尤其是有些活潑金屬在小電流下無法焊接如鋁及合金、不銹鋼等。
因而出現(xiàn)了脈沖MIG/MAG焊,其熔滴過渡特點(diǎn)是每個電流脈沖過渡一個熔滴,就其實(shí)質(zhì)而言屬于射滴過渡。與普通MIG/MAG焊相比其主要特點(diǎn)如下:
1)脈沖MIG/MAG焊的佳熔滴過渡形式是一個脈沖過渡一個熔滴。這樣通過調(diào)節(jié)脈沖頻率就能夠改變單位時間內(nèi)熔滴過渡的滴數(shù),也就是焊絲熔化速度。
2)由于一脈一滴的射滴過渡,熔滴直徑大致與焊絲直徑相等,則熔滴電弧熱較低,也就是熔滴溫度低(與射流過渡和大滴過渡相比)。所以提高了焊絲的熔化系數(shù),也就是提高了焊絲的熔化效率。
3)因熔滴溫度低,所以焊接煙霧少。這樣一方面降低了合金元素的燒損,另一方面改善了施工環(huán)境。
與普通MIG/MAG焊相比其主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1)焊接飛濺小,甚至無飛濺。
2)電弧指向性好,適于全位置焊接。
3)焊縫成形良好,熔寬較大,指狀熔深特點(diǎn)減弱,余高小。
4)小電流焊接活潑金屬(如鋁及其合金等)。擴(kuò)大了MIG/MAG焊射流過渡的使用電流范圍。脈沖焊時焊接電流從射流過渡的臨界電流附近一直到幾十安的較大電流范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的射滴過渡。
由上述可知脈沖MIG/MAG的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),但是任何事物都不可能無缺的。和普通MIG/MAG相比其不足之處如下:
1) 焊接生產(chǎn)效率習(xí)慣性感覺略低。
2) 對焊工人員素質(zhì)要求較高。
3) 目前來說焊接設(shè)備價格較高。
三、脈沖MIG/MAG焊的選用主要工藝決定
針對以上對比結(jié)果,脈沖MIG/MAG焊雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)是其它焊無法實(shí)現(xiàn)和比擬的,但是其同樣存在設(shè)備價格高、生產(chǎn)效率略低、焊工不易掌握的問題。所以脈沖MIG/MAG焊的選用主要由焊接工藝要求決定的。就目前國內(nèi)的焊接工藝標(biāo)準(zhǔn),以下焊接基本上使用脈沖MIG/MAG焊。
1)碳鋼類。對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合,主要是壓力容器行業(yè),如鍋爐、化工換熱器、中央空調(diào)換熱器,還有水電行業(yè)水輪機(jī)的渦殼等。
2)不銹鋼類。使用小電流(200A以下在此稱小電流,下同)和對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合,如機(jī)車、化工行業(yè)的壓力容器等。
3)鋁及其合金類。使用小電流(200A以下在此稱小電流,下同)和對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合,如動車、高壓開關(guān)、空分等行業(yè)。尤其是動車,包括南車集團(tuán)四方車輛車、唐山車輛廠和長客等及為他們外協(xié)加工的小廠家。據(jù)業(yè)內(nèi)消息,到2015年國內(nèi)所有省會和人口超過50萬的城市均實(shí)現(xiàn)通動車,可見動車的需求量之大,焊接工作量和焊接設(shè)備的需求之大。
4)銅及其合金類。根據(jù)目前的了解情況,銅及其合金基本上都使用脈沖MIG/MAG焊(在熔化極氣保焊范圍內(nèi))。
13年