如在空氣中用裸焊絲焊接,將產(chǎn)生以下問題:
①合鄉(xiāng)元素嚴(yán)重?zé)龘p。焊絲中的C、Mn、Si等元素將燒損30一?o%,只有一部分能過渡到焊縫巾去。
②氣體雜質(zhì)大量侵入熔池。使焊縫中的含氧量可達(dá)0。150.3g6,含氮0.100.20%,均L匕鎮(zhèn)靜鋼的氧、氮含量向十倍以-上,造成焊縫金屬變脆。
③焊縫中產(chǎn)生大量氣孔等焊接缺餡。
④電弧不穩(wěn),導(dǎo)致冶金過程不穩(wěn),焊縫金屬成形極差。
耐磨藥芯焊絲應(yīng)具有以下作用:
?①對(duì)電弧焊電弧穩(wěn)定燃燒和熔滴過渡順利進(jìn)行。對(duì)電渣焊電渣過程穩(wěn)定。
?②焊接中保護(hù)液態(tài)熔池,-防止空氣侵入。
?③進(jìn)行冶金反應(yīng)和過渡合金元素,按預(yù)期要求控制相調(diào)整焊縫金屬的成分與性能。
?④防止氣孔和裂紋等焊接缺陷的產(chǎn)生!
?⑤改善施焊工藝性能和勞動(dòng)衛(wèi)生條件。
?⑥在焊接質(zhì)量的前題下盡可能提高焊接效率。
?
?大電流MAG焊是在大直徑耐磨藥芯焊絲和大電流情況下進(jìn)行的一種焊接方法。直徑通常為4mm、4.8mm和6.4mm,其相應(yīng)的臨界電流為800A、900A和1000A。保護(hù)氣體也使用Ar+CO2混合氣體。考慮到CO2在3%-10%時(shí)能形成指狀熔深,超過30%又不能射流,所以大電流MAG焊用混合氣體為Ar+(10%-25%)CO2。
?主要特點(diǎn)為:
?1)電弧穩(wěn)定。
?2)由于焊接過程穩(wěn)定,則焊縫成形良好,表面成形美觀。但是當(dāng)焊接參數(shù)不合適時(shí),在小電流時(shí)易產(chǎn)生飛濺,在大電流時(shí)根據(jù)焊速的大小會(huì)產(chǎn)生咬邊、焊縫起皺或焊瘤缺陷。
?3)耐磨藥芯焊絲熔化速度較高,通常在250g/min(1.6mm焊絲在500A電流CO2保護(hù)焊接時(shí)熔化速度為140g/min)。
?4)焊縫熔深較大,達(dá)到10-20mm。
?5)使用4mm以上的粗耐磨藥芯焊絲。電弧自調(diào)節(jié)能力差,所以應(yīng)采用均勻調(diào)節(jié)的控制方式。
四系:4000系列鋁棒代表為4A014000系列的鋁板屬于含硅量較高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之間。屬建筑用材料、機(jī)械零件鍛造用材、焊接材料;低熔點(diǎn)、耐蝕性好,產(chǎn)品描述:具有耐熱、耐磨的特性
焊接方法鋁合金材料,強(qiáng)度高和質(zhì)量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護(hù)焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點(diǎn)焊等。
鋁合金焊接保護(hù)措施
1、焊前用化學(xué)+機(jī)械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學(xué)清洗,后機(jī)械打磨;
2、焊接過程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù);
3、在氣焊時(shí),采用熔劑,在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點(diǎn)
(1)極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點(diǎn)高(約2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(diǎn)(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時(shí),它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫,因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí),氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實(shí)踐,即使氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求,純度達(dá)到99.99%以上,但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí),也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔,當(dāng)空氣相對(duì)濕度超過80%時(shí),如果不采取加熱等措施,焊縫就會(huì)明顯出現(xiàn)氣孔。同時(shí),采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時(shí)間,并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池?cái)噭?dòng),可以較好的幫助氣體排出熔池。
(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
(4)鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時(shí),比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點(diǎn)的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發(fā)燒損,從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
(7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度。
鋁合金焊接保護(hù)措施
1、焊前用化學(xué)+機(jī)械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學(xué)清洗,后機(jī)械打磨;
2、焊接過程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù);
3、在氣焊時(shí),采用熔劑,在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點(diǎn)
(1)極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點(diǎn)高(約2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(diǎn)(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時(shí),它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫,因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí),氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實(shí)踐,即使氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求,純度達(dá)到99.99% 以上,但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí),也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔,當(dāng)空氣相對(duì)濕度超過80%時(shí),如果不采取加熱等措施,焊縫就會(huì)明顯出現(xiàn)氣孔。同時(shí),采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時(shí)間,并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池?cái)噭?dòng),可以較好的幫助氣體排出熔池。
(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
(4)鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時(shí),比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點(diǎn)的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發(fā)燒損,從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
(7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度
鋁合金是以鋁為基體元素和加入一種或多種合金元素組成的合金。一般采用交直流方波鎢極氬弧焊和脈沖MIG焊進(jìn)行焊接,脈沖MIG焊又分為一脈一滴脈沖MIG焊和高速脈沖MIG焊。脈沖MIG焊采用焊絲分為:純鋁焊絲301;鋁硅焊絲4043;鋁鎂焊絲5356;保護(hù)氣采用高純度氬氣:99.99%Ar。
鋁合金具有重量輕、抗腐蝕、易成型等優(yōu)點(diǎn);隨著新型硬鋁、超硬鋁等材料的出現(xiàn)使得這類材料的性能不斷提高,因而在航空、航天、高速列車、高速艦艇、汽車等工業(yè)制造領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
由于鋁及其合金化學(xué)活潑性很強(qiáng)和自身的屬性,使得在焊接時(shí)較困難,對(duì)焊縫的質(zhì)量控制要求較高,主要為:
1、鋁及其合金,表面易形成氧化膜:Al2O3或MgO,且多具有難熔性質(zhì)(Al2O3熔點(diǎn)約為2050℃,MgO熔點(diǎn)約為2500℃)。
2、氧化膜(Al2O3或MgO)密度同鋁的密度極其接近,所以也容易成為焊縫金屬的夾雜物。
3、氧化膜(MgO)可以吸收較多的水分而形成焊縫氣孔。
4、鋁及其合金導(dǎo)熱性強(qiáng),焊接時(shí)容易造成不熔合現(xiàn)象。
5、鋁及其合金的線膨脹系數(shù)大約為碳鋼的2倍;導(dǎo)熱性又強(qiáng),比鋼約大一倍多;凝固時(shí)的體積收縮率較大,約為6.5%,而鐵為3.5%。焊接后容易產(chǎn)生變形、熱裂紋以及熱影響區(qū)的軟化、強(qiáng)度降低等問題。
針對(duì)以上問題,采用四川瑪瑞焊業(yè)發(fā)展有限公司高速脈沖MIG焊機(jī)可以很好的解決以上問題,同時(shí)獲得的焊接質(zhì)量。
高速脈沖MIG焊機(jī)焊接時(shí)電弧過度脈沖頻率為3kHz—5kHz,自動(dòng)形成壓縮電弧,電弧電流密度大,從而使焊接時(shí):
① 電弧更集中,小電流焊接時(shí)可以代替TIG焊
② 穿透力更強(qiáng),不易造成未熔合
③ 攪拌力更大和更深,不易造成氣孔和夾渣
④ 高速脈沖對(duì)Al2O3破除效果好
⑤ 焊接速度更快,熱影響區(qū)小、變形小
另外,還得注意氣孔的形成原因和焊接參數(shù)匹配。焊縫氣孔的出現(xiàn)一般多為氫氣孔。氫氣孔的形成主要為:
1、弧柱氣氛中的水分: 弧柱空間總是或多或少存在一定數(shù)量的水分,尤其在潮濕季節(jié)或濕度大的地區(qū)進(jìn)行焊接時(shí),由弧柱氣氛中水分分解而來的氫,溶入過熱的熔融金屬中,可成為焊縫氣孔的原因。
2、焊絲、母材表面氧化膜的吸附水份:鋁合金焊絲、母材的表面氧化膜中含有不致密的MgO或Al2O3,焊接時(shí),在熔透不足的情況下,母材坡口端部未除凈的氧化膜中所吸附的水分,常常是產(chǎn)生焊縫氣孔的主要原因。
3、保護(hù)氣體不純:保護(hù)氣體多為氬氣,氬氣中含有水份或雜質(zhì),焊接時(shí)造成焊縫氣孔。
一般說來,鋁及其合金焊接線能量越大,焊縫性能下降的趨勢(shì)也越大。對(duì)于熔合區(qū),除了防止晶粒粗化,還可能因晶界液化而產(chǎn)生顯微裂紋。所以,熔合區(qū)的變化主要是惡化塑性。因而焊接工藝參數(shù)應(yīng)選用既不造成未熔合又不過燒的合理參數(shù)才能確保鋁及其合金的焊接質(zhì)量。
應(yīng)用舉例:鋁母線的焊接
大中型發(fā)電機(jī)組的槽形和管形,小型機(jī)組的板狀母線。
1、母線材質(zhì)、焊接材料及設(shè)備
母線材質(zhì):L2工業(yè)純鋁;
焊材:絲301或絲311;
焊接設(shè)備:交流氬弧、熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)。
2、對(duì)接坡口及接頭墊板
(1)對(duì)接坡口及其尺寸
δ≤6mm,不開坡口,間隙2-5mm;
δ=6-20mm,70oV型坡口,間隙5-8mm,鈍邊1-2mm。
(2)坡口根部墊板
1)鋁質(zhì)或鋼質(zhì);
2)墊板的大小視母線形狀和尺寸而選擇;
3)母線為板狀或槽狀時(shí),選板形墊板;
4)母線為管形時(shí),一般選純鋁墊圈;
5)母線封閉外殼的環(huán)縫對(duì)接選用帶弧形槽的鋼墊板。
3、清洗工藝
(1)焊絲清洗:分焊絲整理,堿洗,酸洗,烘干存放幾個(gè)步驟。烘好的焊絲要隨即使用,避免再次氧化。
(2)焊件坡口清理
1)化學(xué)清洗 :采用清洗劑進(jìn)行清洗。
2)機(jī)械清洗:先用(、松香或汽油)擦拭表面除油污,然后用細(xì)鋼絲刷或刮刀使母材焊接區(qū)刮至有金屬光澤為止。
(3)焊接過程中的清理
清除焊接過程中出現(xiàn)的黑斑、粘合、夾渣(鏟削)。
4、焊接工藝
(1)預(yù)熱:一般可采取電阻爐加熱。高一些為好,但不要超過250oC。
(2)工藝要點(diǎn):TIG焊
1)大規(guī)范參數(shù):鎢棒直徑3-6mm,焊絲直徑2.4-6mm,焊接電流250-400A,氬氣流量15-20l/min(視噴嘴大小決定)。
2)點(diǎn)焊要求
直線焊縫先點(diǎn)焊兩端,后點(diǎn)焊中部至少三處,每處約60~80mm;
外殼環(huán)焊縫每隔60o點(diǎn)焊一處,每處長約80mm左右;
管形主母線沿圓周均分2-4處點(diǎn)焊,每處長約40-50mm。
3)好用鋁制引弧板引弧和收弧。