焊接工藝
1焊接材料的選擇
焊絲原則上選擇與母材成分相同的鋁及鋁合金焊絲或板條。氬氣純度>99.95%,盡量選用大直徑焊絲。在Al-Mg系鋁合金的弧焊中,通常都是推薦使用CB-AMr2、CB-AMr3、CB-AMr6、CB- AMr61、CB-AMr63、1557、1577焊條,對Al-Cu系鋁合金則推薦用01201和01217。
2 組對與點(diǎn)固焊
由于鋁及鋁合金管導(dǎo)熱快、熔池結(jié)晶快,所以.組對時不留間隙、鈍邊,應(yīng)避免強(qiáng)制進(jìn)行,以減少焊接后產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,定位焊縫長度10-15mm為易。定位焊位置在管的7點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)處。定位焊焊縫常做為正式焊縫保留,因此發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。焊前對定位焊表面黑粉、氧化膜進(jìn)行清除,并將兩端修成緩坡型。焊件不需要預(yù)熱.焊前在試板上試焊,當(dāng)確認(rèn)無氣孔后再進(jìn)行正式焊接。采用高頻引弧,起弧點(diǎn)應(yīng)越過中心線20mm左右,并停留不動約2-3秒。然后在焊透的情況下,采用大電流、快速焊。焊絲不擺動,焊絲端部不應(yīng)離開氬氣保護(hù)區(qū)。如離開氬氣保護(hù)區(qū).焊絲端部應(yīng)剪掉。焊絲與焊縫表面的夾角宜在15O右。焊槍與焊縫表面的夾角宜保持在80O~90O之間。為氬氣保護(hù)區(qū)和增強(qiáng)保護(hù)效果,可采用大直徑焊槍瓷嘴,加大焊槍氬氣流量。當(dāng)噴嘴上有明顯阻礙氬氣氣流流通的飛濺物附著時。將飛濺物清除或更換噴嘴。當(dāng)鎢極端部出現(xiàn)污染,形狀不規(guī)則等現(xiàn)象時.修整或更換。鎢極不宜伸出噴嘴外。焊接溫度的控制主要是焊接速度和焊接電流大小的控制。試驗結(jié)果表明,大電流、快速焊能有效防止氣孔的產(chǎn)生。這主要是由于在焊接過程中以較快速度焊透焊縫,熔化金屬受熱時間短,吸收氣體的機(jī)會少。收弧時,注意填滿弧坑,縮小溶池,避免產(chǎn)生縮孔,終點(diǎn)的結(jié)合處應(yīng)焊過20~30mm。?;『螅舆t停氣6秒??尚D(zhuǎn)的鋁及鋁合金管對接平焊時.焊炬應(yīng)處于稍帶上坡焊位置。這樣有利于焊透。厚壁管子底層焊時??刹惶罴雍附z。但以后的焊層需加焊絲。
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,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,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,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,也會出現(xiàn)大量的致密氣孔,當(dāng)空氣相對濕度超過80%時,如果不采取加熱等措施,焊縫就會明顯出現(xiàn)氣孔。同時,采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時間,并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池攪動,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,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。高溫時鋁的強(qiáng)度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時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,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度
合 金
典 型 用 途
2014
應(yīng)用于要求高強(qiáng)度與硬度(包括高溫)的場合。飛機(jī)重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結(jié)構(gòu)元件,多級火箭級燃料槽與航天器零件,卡車構(gòu)架與懸掛系統(tǒng)零件
2019
是個獲得工業(yè)應(yīng)用的2XXX系合金,目前的應(yīng)用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)與運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件,螺旋槳與配件
2024
飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、構(gòu)件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結(jié)構(gòu)件
2048
航空航天器結(jié)構(gòu)件與兵器結(jié)構(gòu)零件
2124
航空航天器結(jié)構(gòu)件
2218
飛機(jī)發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)活塞,飛機(jī)發(fā)動機(jī)汽缸頭,噴氣發(fā)動機(jī)葉輪和壓縮機(jī)環(huán)
2219
航天火箭焊接氧化劑槽,超音速飛機(jī)蒙皮與結(jié)構(gòu)零件,工作溫度為-270~300攝氏度。焊接性好,斷裂韌性高,T8狀態(tài)有很高的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力
2618
模鍛件與自由鍛件?;钊秃娇瞻l(fā)動機(jī)零件
2A02
工作溫度200~300攝氏度的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的軸向壓氣機(jī)葉片
2A06
工作溫度150~250攝氏度的飛機(jī)結(jié)構(gòu)及工作溫度125~250攝氏度的結(jié)構(gòu)鉚釘
2A10
強(qiáng)度比2A01合金的高,用于制造工作溫度小于等于100攝氏度的結(jié)構(gòu)鉚釘
2A11
飛機(jī)的中等強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件、螺旋槳葉片、交通運(yùn)輸工具與建筑結(jié)構(gòu)件。的中等強(qiáng)度的螺栓與鉚釘
2A12
蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘?shù)?,建筑與交通運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)件
2A14
形狀復(fù)雜的自由鍛件與模鍛件
2A16
工作溫度250~300攝氏度的航天零件,在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙
2A17
工作溫度225~250攝氏底的零件
2A50
形狀復(fù)雜的中等強(qiáng)度零件
2A60
發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)輪、導(dǎo)風(fēng)輪、風(fēng)扇、葉輪等
2A70
飛機(jī)蒙皮,發(fā)動機(jī)活塞、導(dǎo)風(fēng)輪、等
2A80
航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件
2A90
航空發(fā)動機(jī)活塞
3A21
飛機(jī)油箱、油路導(dǎo)管、鉚釘線材等;建筑材料與食品等工業(yè)裝備等
5052
此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度,用于制造飛機(jī)油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等
5056
鎂合金與電纜護(hù)套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農(nóng)業(yè)捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場合
5083
用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場合,諸如艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件;需嚴(yán)格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、元件、裝甲等
5086
用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場合,例如艦艇、汽車、飛機(jī)、低溫設(shè)備、電視塔、鉆井裝置、運(yùn)輸設(shè)備、零部件與甲板等
5A02
飛機(jī)油箱與導(dǎo)管,焊絲,鉚釘,船舶結(jié)構(gòu)件
5A03
中等強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu),冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金
5A05
焊接結(jié)構(gòu)件,飛機(jī)蒙皮骨架
5A06
焊接結(jié)構(gòu),冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機(jī)蒙皮骨部件
6005
擠壓型材與管材,用于要求強(qiáng)高大于6063合金的結(jié)構(gòu)件,如梯子、電視天線等
6009
汽車車身板
6010
薄板:汽車車身
6061
要求有一定強(qiáng)度、可焊性與抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)性,如制造卡車、塔式建筑、船舶、電車、家具、機(jī)械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材
6A02
飛機(jī)發(fā)動機(jī)零件,形狀復(fù)雜的鍛件與模鍛件
7049
用于鍛造靜態(tài)強(qiáng)度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應(yīng)力腐蝕開裂勇力的零件,如飛機(jī)與零件——起落架液壓缸和擠壓件。零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等,而韌性稍高
7050
飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。制造這類零件對合金的要求是:抗剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高
7075
用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)及 他要求強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的高應(yīng)力結(jié)構(gòu)件、模具制造
7175
用于鍛造用的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)性。T736材料有良好的綜合性能,即強(qiáng)度、抗剝落腐蝕與抗應(yīng)力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度都高
7178
供制造航空航天器的要求抗壓屈服強(qiáng)度高的零部件
7475
機(jī)身用的包鋁的與未包鋁的板材,機(jī)翼骨架、桁條等。其他既要有高的強(qiáng)度又要有高的斷裂韌性的零部件
7A04
飛機(jī)蒙皮、螺釘、以及受力構(gòu)件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等
焊前預(yù)備
(1)焊前清理 鋁及鋁合金焊接時,焊前應(yīng)嚴(yán)格清除工件焊口及焊絲表面的氧化膜和油污,清除質(zhì)量直接影響焊接工藝與接頭質(zhì)量,如焊縫氣孔產(chǎn)生的傾向和力學(xué)性能等。常采用化學(xué)清洗和機(jī)械清理兩種方法。
1)化學(xué)清洗 化學(xué)清洗,質(zhì)量穩(wěn)定,適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的工件??捎媒捶ê筒料捶▋煞N??捎谩⑵汀⒚河偷缺砻嫱?,用40℃~70℃的5%~10%NaOH溶液堿洗3 min~7 min(純鋁時間稍長但不超過20 min),活動凈水沖洗,接著用室溫至60℃的30%HNO3溶液酸洗1 min~3 min,活動凈水沖洗,風(fēng)干或低溫干燥。
2)機(jī)械清理 在工件尺寸較大、生產(chǎn)周期較長、多層焊或化學(xué)清洗后又沾污時,常采用機(jī)械清理。先用、汽油等擦試表面以除油,隨后直接用直徑為0.15 mm~0.2 mm的銅絲刷或不銹鋼絲刷子刷,刷到露出金屬光澤為止。一般不宜用砂輪或普通砂紙打磨,以免砂粒留在金屬表面,焊接時進(jìn)進(jìn)熔池產(chǎn)生夾渣等缺陷。另外也可用刮刀、銼刀等清理待焊表面。
工件和焊絲經(jīng)過清洗和清理后,在存放過程中會重新產(chǎn)生氧化膜,特別是在濕潤環(huán)境下,在被酸、堿等蒸氣污染的環(huán)境中,氧化膜成長得更快。因此,工件和焊絲清洗和清理后到焊接前的存放時間應(yīng)盡量縮短,在天氣濕潤的情況下,一般應(yīng)在清理后4 h內(nèi)施焊。清理后如存放時間過長(如超過24 h)應(yīng)當(dāng)重新處理。
(2)墊板 鋁及鋁合金在高溫時強(qiáng)度很低,液態(tài)鋁的活動性能好,在焊接時焊縫金屬輕易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。為了焊透而又不致塌陷,焊接時常采用墊板來托住熔池及四周金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼板、碳素鋼板、銅板或銅棒等。墊板表面開一個圓弧形槽,以焊縫成型。也可以不加墊板單面焊雙面成型,但要求焊接操縱熟練或采取對電弧施焊能量嚴(yán)格自動反饋控制等工藝措施。
(3)焊前預(yù)熱 薄、小鋁件一般不用預(yù)熱,厚度10 mm~15 mm時可進(jìn)行焊前預(yù)熱,根據(jù)不同類型的鋁合金預(yù)熱溫度可為100℃~200℃,可用氧一乙炔焰、電爐或噴燈等加熱。預(yù)熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。
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
銅線拉絲機(jī)開機(jī)前準(zhǔn)備工作:
1、檢查各項油料是否正確,油料桶內(nèi)油料有無達(dá)到要求,機(jī)臺各部分是否清潔,尤其要特別注意接近開關(guān)是否清潔。
2、確認(rèn)三相電源無相欠,電壓380V 50HZ。
3、電源線有無斷裂。
4、接地線是否正確接地。
5、伸線油型號是否正確,有無變質(zhì),是否受到污染。
6、進(jìn)口線徑是否合格,材料是否為所要求的批次。
7、鐵軸的規(guī)格是否正確,有沒有毛邊等,平衡校正應(yīng)合JIS6級標(biāo)準(zhǔn)。
8、鐵軸是否用扳手旋緊。
9、供線部分供給銅線是否順暢。
10、機(jī)器四周圍是否清潔,無有臟污物。
11、檢查機(jī)器是否漏油、漏水等。
13年