鋁合金焊接保護措施
1、焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學清洗,后機械打磨;
2、焊接過程中要采用合格的保護氣體進行保護;
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
(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),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(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標準要求,純度達到99.99% 以上,但當水分含量達到20ppm時,也會出現(xiàn)大量的致密氣孔,當空氣相對濕度超過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成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,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
焊后處理
(1)焊后清理 焊后留在焊縫及四周的殘存焊劑和焊渣等會破壞鋁表面的鈍化膜,有時還會腐蝕鋁件,應清理干凈。外形簡單、要求一般的工件可以用熱水沖洗或蒸氣吹刷等簡單方法清理。要求高而外形復雜的鋁件,在熱水中用硬毛刷洗擦后,再在60℃~80℃左右、濃度為2%~3%的鉻酐水溶液或溶液中浸洗5 min~10 min,并用硬毛洗擦刷,然后在熱水中沖洗擦滌,用烘箱烘干,或用熱空氣吹干,也可自然干燥。
(2)焊后熱處理 鋁容器一般焊后不要求熱處理。假如所用鋁材在容器接觸的介質(zhì)條件下確有明顯的應力腐蝕敏感性,需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應力,來使容器上的應力降低到產(chǎn)生應力腐蝕開裂的臨界應力以下,這時應由容器設計文件提出特別要求,才進行焊后消除應力熱處理。如需焊后退火熱處理,對于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等,推薦溫度為345℃;對于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等,推薦溫度為415℃;對于2019、2A11、6A02等,推薦溫度為360℃,根據(jù)工件大小與要求,退火溫度可正向或負向各調(diào)20℃~30℃,保溫時間可在0.5 h~2 h之間。
一、鋁及鋁合金的分類
鋁具有良好的導電性、導熱性,其密度小,質(zhì)量輕,塑性好。
在純鋁中加入各種合金元素而成的鋁合金,強度顯著提高。
1、工業(yè)純鋁
純鋁的牌號有1070A(L1)、1060A(L2)、1050A(L3)以及1A85(LG1)、1A90(LG2)、1A99(LG5),其中的雜質(zhì)主要是鐵和硅,隨雜質(zhì)含量的增加,強度增加,塑性、導電性和耐蝕性下降。
2、鋁合金
在純鋁中加入少量合金元素能大大改善鋁的各項性能。Cu、Mg、Mn能提高強度,Ti能細化晶粒,Mg能抗海水腐蝕,Ni能提高耐熱性。
鋁合金分變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。
變形鋁合金在加熱時能形成單相固溶體組織,能進行各種壓力加工。其又可分為非熱處理強化和熱處理強化兩類。
熱處理強化的鋁合金又可分為硬鋁合金、鍛鋁合金、超硬鋁合金。
鑄造鋁合金適宜于鑄造而不能進行壓力加工。
銅線拉絲機開機前準備工作:
1、檢查各項油料是否正確,油料桶內(nèi)油料有無達到要求,機臺各部分是否清潔,尤其要特別注意接近開關是否清潔。
2、確認三相電源無相欠,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,平衡校正應合JIS6級標準。
8、鐵軸是否用扳手旋緊。
9、供線部分供給銅線是否順暢。
10、機器四周圍是否清潔,無有臟污物。
11、檢查機器是否漏油、漏水等。
拉絲機原理按其主要用途可分為金屬復合材料拉絲機,塑料拉絲機,竹板材拉絲機。金屬復合材料拉絲機屬于標準件等金屬制品生產(chǎn)加工預加工機械設備,目的是由于把由不銹鋼板材制造商生產(chǎn)加工運輸至標準件等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的電纜線或圓棒根據(jù)拉絲機的拉撥處理,使電纜線或圓棒的直徑,同軸度,內(nèi)部金相檢驗結(jié)構(gòu),表面光澤度和調(diào)直度都確保標準件等金屬制品生產(chǎn)加工務必的原料處理要求。
拉絲機對電纜線或圓棒的準備解決質(zhì)量可以同時危害到標準件,等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。拉絲機屬于金屬制品機械設備行業(yè)硬質(zhì)合金模貝拉絲機,拉絲機普遍應用于不銹鋼線,制繩絲,預應力鋼絲,標準件等金屬制品的生產(chǎn)制造和預加工處理。
拉絲機安全操作規(guī)程為了更好地使快速拉絲機合理運作和產(chǎn)品品質(zhì)獲得確保,特制訂本安全操作規(guī)程適用該設備臺的任何商品生產(chǎn)制造主題活動和維護保養(yǎng)工作中與實際操作該高速加工中心的作業(yè)員和保養(yǎng)工作人員,務必互相配合,合力工作中,及時處理難題妥善處理。
鋁合金的典型用途
5005 與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性。用作導體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調(diào)協(xié)調(diào)一致
5050 薄板可作為致冷機與冰箱的內(nèi)襯板,汽車氣管、油管與農(nóng)業(yè)灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態(tài)強度,用于制造飛機油箱、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度的場合,諸如艦艇、汽車和飛機板焊接件;需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設備、交通運輸設備、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度的場合,例如艦艇、汽車、飛機、低溫設備、電視塔、鉆井裝置、運輸設備、零部件與甲板等
5154 焊接結(jié)構(gòu)、儲槽、壓力容器、船舶結(jié)構(gòu)與海上設施、運輸槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件
5252 用于制造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品容器
5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454 焊接結(jié)構(gòu),壓力容器,海洋設施管道
5456 裝甲板、高強度焊接結(jié)構(gòu)、儲槽、壓力容器、船舶材料
5457 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件
5652 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品儲存容器
5657 經(jīng)拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下確保材料具有細的晶粒組織
5A02 飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結(jié)構(gòu)件
5A03 中等強度焊接結(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,飛機蒙皮骨部件
5A12 焊接結(jié)構(gòu)件,甲板
一、熔化極氣體保護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電弧焊。
根據(jù)焊絲材料和保護氣體的不同,可將其分為以下幾種方法,如圖所示。
按焊絲分類可分為實芯焊絲焊接和藥芯焊絲焊接。
用實芯焊絲的惰性氣體(Ar或He)保護電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護焊,簡稱MIG焊(Metal Inert Gas Arc Welding).
用實芯焊絲的富氬混合氣體保護電弧焊,簡稱MAG焊(Metal Active Gas Arc Welding)。
用實芯焊絲的CO2氣體保護焊,簡稱CO2焊。
用藥芯焊絲時,可以用CO2或CO2+Ar混合氣體作為保護氣體的電弧焊稱為藥芯焊絲氣體保護焊。
還可以不加保護氣體,這種方法稱為自保護電弧焊。
二、普通MIG/MAG焊和CO2焊的區(qū)別
CO2焊的的特點是:成本便宜、生產(chǎn)。但是存在飛濺量大、成型差的缺點,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或以富氬氣體保護的弧焊方法,而CO2焊卻具有強烈的氧化性,這就決定了二者的區(qū)別和特點。
與CO2焊相比MIG/MAG焊的主要優(yōu)點如下:
1) 飛濺量減少50%以上。在氬或富氬氣體保護下的焊接電弧穩(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,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,其熔滴過渡特點是每個電流脈沖過渡一個熔滴,就其實質(zhì)而言屬于射滴過渡。與普通MIG/MAG焊相比其主要特點如下:
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,指狀熔深特點減弱,余高小。
4)小電流焊接活潑金屬(如鋁及其合金等)。擴大了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)均可實現(xiàn)穩(wěn)定的射滴過渡。
由上述可知脈沖MIG/MAG的特點和優(yōu)點,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)點是其它焊無法實現(xiàn)和比擬的,但是其同樣存在設備價格高、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)的焊接工藝標準,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、空分等行業(yè)。尤其是動車,包括南車集團四方車輛車、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50萬的城市均實現(xiàn)通動車,可見動車的需求量之大,焊接工作量和焊接設備的需求之大。
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))。
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