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;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)活潑性很強和自身的屬性,使得在焊接時較困難,對焊縫的質(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熔點約為2050℃,MgO熔點約為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,焊接時容易造成不熔合現(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,比鋼約大一倍多;凝固時的體積收縮率較大,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、強度降低等問題。
針對以上問題,采用四川瑪瑞焊業(yè)發(fā)展有限公司高速脈沖MIG焊機可以很好的解決以上問題,同時獲得的焊接質(zhì)量。
高速脈沖MIG焊機焊接時電弧過度脈沖頻率為3kHz—5kHz,自動形成壓縮電弧,電弧電流密度大,從而使焊接時:
① 電弧更集中,小電流焊接時可以代替TIG焊
② 穿透力更強,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,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,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也越大。對于熔合區(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。
1070純鋁焊絲,鋁含量≥99.5%,有的抗腐蝕性能,很高的導(dǎo)熱與導(dǎo)電性能,以及的可加工性能。對經(jīng)陽極化處理 的材料,需要配色時十分理想,推薦用于焊接1000系列鋁合金。 典型化學(xué)成份:Si≤0.03、Cu≤0.002、Zn≤0.013、Fe≤0.18 、Mn≤0.003,AL余量用途廣泛用于鐵路機車、電力、化學(xué)、食 品等行業(yè)。 執(zhí)行GB10858-89標(biāo)準(zhǔn)鋁及鋁合金焊絲廣泛應(yīng)用于鋁及鋁合金氬弧焊及氧 -乙炔氣焊時作填充材料。 焊絲的選擇,主要根據(jù)母材的種類,對接頭的抗裂性能、力學(xué)性能及抗腐蝕性能等方面的要求綜合考慮
鋁材具有的物理特性和力學(xué)性能,其密度低、強度高、熱導(dǎo)率高、電導(dǎo)率高,耐蝕能力強。鋁材廣泛用于容器、機械、電力、化工、航空、航天等焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上。
(一)鋁材的分類及牌號表示方法
1. 鋁材的分類
(1)按有無合金成分,鋁材分為純鋁及鋁合金。鋁合金按合金系列又分為Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。
(2)按壓力加工能力,可分為變形鋁和非變形鋁(例如:鑄鋁)。
(3)按能否熱處理強化,鋁合金又分為非熱處理強化鋁和熱處理強化鋁。鋁沒有同素異構(gòu)體,純鋁、鋁錳合金、鋁鎂合金等不可能通過熱處理相變來進(jìn)步強度。但是,鋁銅和鋁鎂硅等合金可通過固溶時效析出強化相進(jìn)步強度,稱為可熱處理強化鋁。不能通過固溶時效析出強化相進(jìn)步強度的稱為不可熱處理強化鋁。
2. 牌號表示方法和狀態(tài)代號
(1)四位數(shù)字體系牌號命名方法 1997年1月1號,我國開始實施GB/T16474?996《變形鋁和鋁合號表示方法》標(biāo)準(zhǔn)。新的牌號表示方法采用變形鋁和鋁合金國際牌號注冊組織推薦的國際四位數(shù)字體系牌號命名方法,例如產(chǎn)業(yè)純鋁有1070、1060等,Al-Mn合金有3003等,Al-Mg合金有5052、5086等。
(2)四位字符體系牌號命名方法 1997年1月1號前,我國采用前蘇聯(lián)的牌號表示方法。一些老牌號的鋁及鋁合金化學(xué)成分與國際四位數(shù)字體系牌號不完全吻合,不能采用國際四位數(shù)字體系牌號代替,為保存國內(nèi)現(xiàn)有的非國際四位數(shù)字體系牌號,不得不采用四位字符體系牌號命名方法,以便逐步與國際接軌。例如:老牌號LF21的化學(xué)成分與國際四位數(shù)字體系牌號3003不完全吻合,于是,四位字符體系表示的牌號為3A21。
四位數(shù)字體系和四位字符體系牌號個數(shù)字表示鋁及鋁合金的種別,其含義如下:
1)1XXX系列棗產(chǎn)業(yè)純鋁;
2)2XXX系列棗Al-Cu、Al-Cu-Mn合金,;
3)3XXX系列棗Al-Mn合金;
4)4XXX系列棗Al-Si合金;
5)5XXX系列棗Al-Mg合金;
6)6XXX系列棗Al-Mg-Si合金;
7)7XXX系列棗Al-Mg-Si-Cu合金;
8)8XXX系列棗其它。
鋁及鋁合金在現(xiàn)代工程技術(shù)所用的各種材料中占有舉足輕重的地位,它在世界年產(chǎn)量僅次于鋼鐵而居第二位,在有色金屬中則居位。如果說鋁合金初是在航空工業(yè)中嶄露頭角的話,那么近幾十年來,除航空工業(yè)外,在航天、汽車、船舶、橋梁、機械制造、電工、化學(xué)工業(yè)及低溫裝置中已大量應(yīng)用鋁及鋁合金,以制造各種部件、油箱、耐蝕容器及導(dǎo)線等。目前鋁合金焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣的是防銹鋁合金,即鋁鎂合金和鋁錳合金。
?保護(hù)氣體的選擇?
焊接時所用的保護(hù)氣體有惰性氣體氬氣(Ar)和氦氣(He),生產(chǎn)上普遍使用氬氣。用于焊接鋁及鋁合金的氬氣滿足下列純度(體積分?jǐn)?shù))要求:氬氣大于99.99%,氦氣小于0.04%,氧氣小于0.03%,水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.07%。目前國內(nèi)生產(chǎn)的氬氣,其純度一般能達(dá)到此要求,故在使用前不需再進(jìn)行提純處理。
?鎢電極的選用?
氬弧焊用的鎢極材料有純鎢、釷鎢、鈰鎢、鋯鎢四種。純鎢極的熔點和沸點高,不容易熔化揮發(fā),但電子發(fā)射能力比釷鎢、鈰鎢要差。在純鎢中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%~2.0%的氧化釷(Tho)電極稱為釷鎢極。它的電子發(fā)射能力強,允許的電流密度高,電弧燃燒穩(wěn)定。
?溶劑的選擇?
在氣焊、碳弧焊過程中,熔化的金屬表面極易氧化而形成氧化膜,為焊接質(zhì)量,用熔劑去除氧化膜及其他雜質(zhì)。氣焊、碳弧焊用的熔劑是各種鉀、鈉、鋰、鈣等元素的氯化物和氟化物粉末的混合物。
?焊絲的選用?
在鋁合金材料的焊接過程中,鋁合金用焊絲的選用至關(guān)重要,選取前應(yīng)該了解以下內(nèi)容:
?是否所有的鋁合金材料都可用作焊接填充合金?
?是否所有的鋁合金都可以焊接?
?應(yīng)避免發(fā)生的缺陷有哪些?
?如何選擇焊接填充合金?
?選擇時應(yīng)當(dāng)考慮的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
?鋁合金系列需要了解?
選擇什么樣的焊絲?
一種母材可以用多種鋁合金焊材完成焊接 ,如5083-5083的焊接:可用 5356,5183,5556 等焊絲。但是每一種焊絲得到的焊接接頭可能只能在某一個性能方面是佳的。選擇佳的焊絲時,主要應(yīng)考慮焊接件的終使用性能。整體來說,主要考察以下幾個性能指標(biāo):
總之,選擇鋁合金焊絲過程中,只有在對鋁件焊接及其應(yīng)用中的許多相關(guān)變量進(jìn)行了充分分析后,才能選擇出合適的合金填料。
13年