焊前準備:
1.鋁材坡口加工應采用機械方法(含剪切),如采用等離子火焰方法加工應從變色部分機械加工去掉不少于3mm,加工后的坡口表面應平整、光滑,不得有裂紋、分層、夾雜、毛刺、飛邊和氧化色。坡口表面應呈銀白色的金屬光澤;必要時對坡口及兩側不少于50 mm范圍內進行PT。
2.焊絲、坡口表面及其兩側不少于50 mm范圍內進行表面清理(包括去表面氧化膜、鱗片、污染和不合格的氧化色)。打磨可用φ0.15~0.2不銹鋼絲盤刷、金屬磨頭(即電動銑刀)、手工盤銑機、銼刀(應是鋁弧形銼刀)、刮刀和(沾的白布應干凈,不要使用棉布或棉紗,以避免擦拭時帶出毛絨),但應注意這些工具在使用前應被清理干凈,清理時也應注意不要把氧化膜以壓入母材內,因此清理時不要太用力;但不準用砂輪或普通砂紙打磨,因為鋁材很軟而導致砂粒留在鋁材里,焊后就易產生氣孔和夾渣等缺陷。
3.對于外委熱加工的部件,如封頭等,原則上在進廠后應對鋁材表面進行PT,必要時對不能確定的部位進行RT。
4.焊絲表面可用不銹鋼絲刷或干凈的油砂紙擦洗;對表面氧化皮較厚的焊絲在焊前打磨后還需要化學清理。化學清理:用70℃、5%~10%的NaOH溶液浸泡0.5~3min左右后用清水沖洗,接著用15%左右的HNO3溶液在常溫下浸泡約1~2min后用溫水沖洗,再用手持式吹風機(不能用空氣壓縮機,因為空氣中有水和油)吹干再放入烘箱中100℃烘干即可使用。對鋁材也可參考此法。
5.清理干凈的焊絲和焊件應保持清潔和干燥,不得用手觸摸和口吹焊接部位,焊工一般戴白色的焊工手套,不要因為怕麻煩而戴臟手套;焊前嚴禁污染,否則應重新進行清理,局部污染可局部重新清理;好用白紙覆蓋在坡口用兩側。一般機械清理后應立即焊接,如清理后4h之內未焊,焊前就應重新清理。
6.焊件裝配應準確,如果裝配不良時,應考慮換部件,而不得強行組對,以避免造成過大的應力。在正式焊接前應對坡口尺寸進行檢查,合格后方可施焊。
7.定位焊選用的焊絲及采取的工藝措施與焊接工藝相同。
8.焊件組對時在應力集中處(如焊縫交叉處和工件上的轉角處等)盡量避免進行定位焊,定位焊縫長度和間距可按下表:(mm)
母材厚度
定位焊間距
每段定位焊縫長度
<3
3~6
>6
接管或法蘭
40~50
50~60
50~80
2~4點
4~6
5~10
10~12
每點3~8
9.定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷,否則清除重焊。重焊應在附近區(qū)域進行,而不要在原處點焊;對接焊縫間隙在工藝沒規(guī)定時,可按2~4mm。
10.對于會熔入焊縫的定位焊縫焊透和清除其表面的氧化層(只允許銀白色),并使焊縫兩端平滑過渡以便于接弧,否則就應修整。在冷態(tài)零件上施焊時,電弧應在始焊稍作停留一下,待母材邊緣開始熔化時,再及時加絲焊接,以始焊點焊透。
11.焊接縱縫時,在焊件兩端放置引弧板和退弧板,引弧板和退弧板采用與被焊件相同牌號和厚度的鋁材。焊接環(huán)縫時盡量避免產生弧坑。
12.焊接過程中定位焊點開裂,造成板邊錯位或間隙變化,應立即停止焊接,經修復后才能繼續(xù)施焊。
13.在焊接過程中,應先鋼絲刷清理上層焊縫表面的黑灰和氧化物。焊時注意處理火口,即收弧處。引弧可在離焊接始端10~20mm,再迅速回始端焊接,層采用直線焊接,為了獲得良好的成形,其它層焊時可以橫向擺動,并在兩側稍停一下,以便熔合。
14.鋁焊接變形和焊時易產生塌陷,因此在焊前應有針對性地制作夾具和墊板。采用夾具時一般零件正都需要夾緊,并且夾具的剛性和夾緊力大小要適中,因為過小取不到控制變形作用,過大則焊縫拘束度太強易導致焊縫開裂,夾緊力按350Kg/100mm為宜。軟性鋁材夾具可為碳鋼或不銹鋼,可以減緩散熱;強化鋁材可用鋁材制造夾具,這樣可以加強散熱??v縫夾具可用琴鍵式,環(huán)縫可用液壓脹形夾具??v縫裝配時可適當間隙,以便焊后有收縮余地;環(huán)縫(包括圓形凸緣、法蘭等)則留些反向錯邊或扳邊,因為焊后凸緣會塌陷變形。墊板材料一般為不銹鋼或碳鋼,對要求不高的鋁材焊接可用石墨制作墊板。選擇墊板材料還應考慮對焊縫冷卻速度的影響。當鋁板較厚或墊板裝配間隙較大時,可用粘土泥封住間隙,焊后去掉即可。墊板尺寸可按下圖:
材料及尺寸
A
B
C
不銹鋼或碳鋼
石 墨
鋁焊絲如何選擇
為了得到性能良好的焊接接頭,應從焊接構件使用目的考慮,選擇適合于母材的鋁焊絲作填充材料。
(1)焊縫金屬的裂紋敏感性
選擇具有熔化溫度低于母材的填充金屬,可大大減小熱影響區(qū)中晶間裂紋傾向。故用合金含量母材的焊絲作填充金屬,通??煞乐购缚p金屬裂紋。如含0.6%硅的6061合金,如果用6061作填充金屬,裂紋敏感性很大,但用含5%硅的4043焊絲作填充金屬,熔化溫度比母材低,在冷卻過程中比母材具有更好的塑性以消除引起裂紋的收縮應力,所以抗裂性良好。還應注意避免產生對裂紋敏感的焊縫金屬成分,如在鋁合金焊縫中不希望有鎂與銅的組合,因此5000系列焊絲還應用于焊接2000系列母材;面2219焊絲不應用于5000系列的母材。
(2)接頭強度
焊接接頭的強度隨著焊絲的合金元素含量變化。即對于非熱處理合金的焊接接頭強度,按1000系、4000系和5000系的次序。在5000系中隨鎂、錳等含量增加,焊接接頭強度按5554、5654、5356、5183、5556的順序增加。
(3)接頭的加工性(塑性)
需要彎曲加工的焊接接頭,一般加工性受塑性的影響,而塑性隨著強度的而降低。特別是含3%鎂以上的母材(5154、5056、5082、5182、5083、5086)避免使用含硅的焊絲(4043、4047)。這種組合形成大量的Mg2Si,塑性下降。
(4)陽極氧化處理后的色差
為了提高耐蝕性,焊后常進行陽極氧化處理,若焊縫金屬的成分明顯不同于母材,或焊縫金屬的鑄造組織不同于母材的壓延組織,焊縫金屬在陽極氧化工藝處理后產生色差。例如含硅的4000系焊絲的焊縫陽極氧化處理后呈灰黑色,2000第、5000系和6000系母材呈銀白色。所以若外觀顏色匹配是重要指標時,選擇焊絲時考慮所形成焊縫組織的成分及組織。
(5)高溫下接頭的力學性能及耐蝕性
含3%鎂以上的5000系焊絲(5654、5356、5556、5183)應避免在使用溫度65攝氏度以上的結構中采用,因為這些合金對應力腐蝕裂紋很敏感,在上述溫度和腐蝕環(huán)境中會發(fā)生應力腐蝕龜裂。
4047鋁硅焊絲
:船王
鋁焊絲標準:GB/T10858-2008
焊絲直徑:1.2、1.6、2.0、2.4、3.0、3.2、4.0、5.0(mm)
焊絲盤尺寸:D300(9kg)、D270(7kg)、D200(2kg)、D100(0.5kg)
包裝狀態(tài):盤絲、直條、圈絲、桶裝
焊絲特點:12%硅含量,流動性好,焊接溫度低。
推薦焊接方法:釬焊(俗稱:氧氣焊、火焰焊),配201鋁焊粉。
焊接應用:焊接以下鋁合金——汽車鋁水箱、中冷器、散熱器、鋁合金客車窗、自行車車架、鋁件維修。
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