鋁螺柱焊接工藝技術分析(二)

2020-06-06 09:16:00
孫輝
原創
810

鋁具有良好的導電性、導熱性、抗腐蝕能力,有利於變形特性以及有較大的比強度,因此在工業方麵得到瞭廣泛的應用。
但是,鋁釘焊接時的特徵與鋼有很多不衕之處。焊接鋁與焊接鐵基材料有所不衕,與兩者物理特性有關下錶列齣影響純鋁與鐵焊接性能的物理特性值。

物理性能 單位
金屬的密度 g/cm3 7.85 2.7
氧化物的密度 g/cm3 3.70 3.4
金屬的熔點 1539 660
氧化物的熔點 1460-1580 2050
固態時的溶氫能力① cm3/100g 8 0.05
導熱率 W/(cm·K) 0.58 2.2
導電性 Ω·m/mm2 10 35

根據這些物理性能方麵的區彆,鋁焊接時的特徵是:
(1)和氧的高親和力:在短時間內能夠在光澤鋁闆平麵生成高熔點的氧化層(A1203),其熔點溫度大約2050℃。而牠的密度較大,約3.70 g/cm3,造成夾渣和增加未熔閤的危險。
(2)熔點:鋁比鐵的熔點低很多。鋁加熱時,當鋁還不太紅時就已經熔化瞭。而鐵基材料有十分明顯的“粘稠”狀態,對純鋁來説,則局限在一箇很窄的溫度段內。當鋁的焊接處看起來是固態時,轉瞬間都已變成稀熔液狀態瞭。因此在焊接鋁時要精確控製熱量的輸入。
(3)熱導率:鋁的熱導性比鐵的熱導性大3倍,焊接時要集中線能量。
(4)溶氫能力:鋁在固態時完全不能溶解氫。所有在焊接過程中溶入液態鋁熔池中的氣體,在熔池凝固之前必鬚由焊縫中排齣。否則,氣體將以氣孔形式殘留在焊縫中。
氫氣的來源主要是母材錶麵的氧化層。這種氧化層具有吸濕性,牠可吸引濕氣併溶入熔池。採取的對策是在焊接之前徹底清除待焊工件錶麵的氧化層。

1.鋁 螺柱焊時要註意的問題

在螺柱焊生産中,遇到最多的是工業純鋁和防鏽鋁隻要正確選擇 焊接方法、製訂閤理的 焊接工藝。以及仔細清理和裝配工件就可穫得滿意的焊接質量。需要註意的有:
(1)在鋁螺柱焊時造成的氣孔,最普遍的是因爲螺柱和母材清理不榦淨,或者是清理後放置時間過長。因此,在焊接鋁及其閤金時,工件必鬚仔細清洗。生産中採用的方法,根據不衕生産情況分爲兩種:
①機械清理。在焊接處用銅絲輪打光。但不要劃痕太深,否則反而易於玷汙。工件箇彆地方機械清理不夠徹底時,可用酒精或汽油(丙酮)擦除油汙。
②化學法清洗。在成批生産鋁螺柱焊工件時,用化學清洗的效果與藥品濃度、清洗溫度和清洗時間有著很重要的關繫。生産實踐用的化學清洗規範見下錶:

材料 鹼洗 衝洗 光化 衝洗 榦燥
  NaOH濃度/% 溫度/℃ 時間/min   HNO3 濃度/% 溫度/℃ 時間/min    
工業純鋁
防鏽鋁
8 50-60 20 清水 30 室溫 1 清水 自然晾榦或低溫榦燥箱中榦燥

已經清洗的工件,最好在24小時之內進行焊接。如果放置時間過長。就會重新生成較厚的氧化膜併吸收水分或玷汙工件,仍不能保證焊接質量。
(2)焊接熔池必鬚非常認真地與大氣屏蔽,隻能在極短的焊接時間(< 1.5 ms)情況下作業,通常電弧生成的金屬蒸汽能阻止與大氣的作用。在較長的焊接時間中,需要藉助保護氣體(主要是純氬,純度99.99%)實現完善的屏蔽。 由於螺柱焊的情況是錯綜複雜的,螺柱夾持器在 焊槍的保護氣體氣室上方是無異議的,而且是完全無榦擾的氣流。但是在 焊接作業時,焊槍不斷的往上和往下反覆動 作以及裝螺柱作業後,通電流之前保護氣體還沒有提前供氣,這樣就會使空氣滲入焊槍的保護氣體的氣室。
(3)在鋁螺柱用氬氣作保 護時,利用氬弧焊時可以自動地清除氧化膜的現象(因爲氬弧焊時正離子撞擊陰極錶麵所放齣的能量,比電子撞擊陰極錶麵所放齣能量要大),而螺柱焊是採用直流 電源,把工件接負極(卽直流反接)。那麽,由於正離子衝擊工件錶麵的結果,就可以把氧化膜清除。這種現象一般稱爲“陰極破碎”或“陰極淨化”。所以在鋁螺 柱焊時採用反接極性。
(4)鋁螺柱焊時稀薄的熔池具有微小的焊釉粘度。鋁螺柱浸入工件時擠曏熔池外錶麵,這樣很容易曏工件單側傾斜,所以在操作時要予以註意。
(5)鋁 螺柱焊接時併不是很容易得到無氣孔和少氣孔的優秀焊接效果。雖然使用陶瓷環能夠保持熔池反應尺寸,但是,要是使用瞭受潮的陶瓷環,當電弧與受潮的陶瓷環一起作用時,附加的氫氣會全部溶解在焊錠中。
因此,對於用陶瓷環拉弧鋁螺柱焊時,陶瓷環一定要榦燥,否則陶瓷環應加熱榦燥處理(陞溫至900℃保溫1小時以上)後再使用。

2.儲能式鋁螺柱焊
多年以來,對於到M8爲止的鋁螺柱保持用 儲能式螺柱焊方法。大約1ms的焊接時間能阻止熔池與大氣的作用。較高的電流密度破壞瞭鋁材的氧化皮併形成金屬蒸氣保護瞭熔池。然而對於M10及以上規格較大的鋁螺柱時,使用儲能式鋁螺柱是不穩定的。
藉助帶法蘭螺柱增大焊接麵積。由於氣孔和未熔閤造成的在拉力和彎麴試驗時的斷裂,通常在螺柱,而不是在焊接區。就焊接工業純鋁螺柱來説,焊接區隻能加載低微的強度。而焊接防鏽鋁螺柱,在大多數情況下效果較好,螺柱斷裂前可承受較大的可塑變形。

純鋁螺柱相對來説質地較軟。因此當焊接時尖端引燃衝擊在工件上時可能會髮生變形,從而對進行的焊接過程造成榦擾。

爲瞭有利於儲能式鋁螺柱焊,前提條件是:
(1)工件錶麵榦淨且不粗糙;
(2)螺柱前端錶麵榦淨;
(3)螺柱和夾持器、工件和地線夾接觸沒有問題且必鬚防止 電弧偏吹

發錶評論
56+23=?
評論通過審核後顯示。
服務中心
鴻栢科技微信服務號
服務號
鴻栢科技微信訂閲號
訂閲號
鴻栢科技移動訪問二維碼
移動訪問
銷售經理: 孫 先 生 夏 先 生 屈 先 生 賀 小 姐 週 先 生
在線聯繫: 鴻栢科技孫先生 鴻栢科技夏先生 鴻栢科技屈先生 鴻栢科技賀小姐 鴻栢科技週先生
點擊聯繫鴻栢科技孫先生在線購買 點擊聯繫鴻栢科技夏先生在線購買 點擊聯繫鴻栢科技屈先生在線購買 點擊聯繫鴻栢科技賀小姐在線購買 點擊聯繫鴻栢科技週先生在線購買 電焊機購買諮詢
服務方式: 服務熱線:40060-78960
銷售專線:0755-26013200 (孫先生、屈先生、夏先生)
                 0755-26013464 (賀小姐)
公司傳真 : 0755-26013188
公司地址: 深圳市寶安區塘頭大道58號
  • 在線客服
  • 關註微信
    • 銷售孫先生
    • 銷售屈先生
    • 銷售夏先生
    • 銷售週先生
    • 銷售蒯先生
    • 銷售賀小姐
    • 銷售黃先生
  • 掃一掃關註微信