铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位,它在世界年产量仅次于钢铁而居第二位,在有色金属中则居第一位。如果说铝合金最初是在航空工业中崭露头角的话,那么近几十年来,除航空工业外,在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电工、化学工业及低温装置中已大量应用铝及铝合金,以制造各种部件、油箱、耐蚀容器及导线等。目前铝合金焊接结构中应用最广的是防锈铝合金,即铝镁合金和铝锰合金。 铝合金焊接是指把铝合金材料给焊接的过程。铝合金强度高和质量轻。主要焊接工艺为手工MIG焊(熔化极惰性气体保护焊)和自动MIG焊。下面,小编来给大家介绍一下铝合金焊接的几个关键技术。
1、保护气体的选择
焊接时所用的保护气体有惰性气体氩气(Ar)和氦气(He),生产上普遍使用氩气。用于焊接铝及铝合金的氩气必须满足下列纯度(体积分数)要求:氩气大于99.99%,氦气小于0.04%,氧气小于0.03%,水的质量分数小于0.07%。目前国内生产的氩气,其纯度一般能达到此要求,故在使用前不需再进行提纯处理。 Ar100%的特点是电弧稳定、引弧方便,对于8mm以下板厚的母材一般采用Ar100%进行焊接。对于8 mm及以上板厚的母材和气孔要求高的焊缝,采用Ar70%+He30%进行焊接。氦气的特点在于:9倍于氩气的导热性,焊接速度更快,气孔率减少,熔深增加。
2、钨电极的选用
氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高,不容易熔化挥发,但电子发射能力比钍钨、铈钨要差。在纯钨中加入质量分数为1.0%~2.0%的氧化钍(Tho)电极称为钍钨极。它的电子发射能力强,允许的电流密度高,电弧燃烧稳定。但钍元素具有一定的放射性,对其推广应用带来障碍。目前普遍采用的铈钨极(牌号WCe20)是在纯钨中加入质量分数为1.8%~2.2%氧化铈(杂质≤0.1%)而制成。铈钨极电子逸出功低,化学稳定性高,反复引弧的可靠性高,允许电流密度高(如采用直流正接氩弧焊时,允许电流密度比钍钨极提高5%~8%),烧损率低,并消除了放射性。
3、溶剂的选择
在气焊、碳弧焊过程中,熔化的金属表面极易氧化而形成氧化膜,为保证焊接质量,必须用熔剂去除氧化膜及其他杂质。气焊、碳弧焊用的熔剂是各种钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物粉末的混合物。用气焊、碳弧焊方法焊接、角接、搭接等接头时,焊件上残留的熔渣往往难以完全清除,在这种情况下,应根据不同的铝合金材料选用不同的熔剂。对于铝镁合金,不宜用含有钠的熔剂。
4、焊丝的选用
在铝合金材料的焊接过程中,铝合金用焊丝的选用至关重要,选取前应该了解以下内容:
是否所有的铝合金材料都可用作焊接填充合金? 是否所有的铝合金都可以焊接? 应避免发生的缺陷有哪些? 如何选择焊接填充合金? 选择时应当考虑的标准是什么?
铝合金系列需要了解
选择什么样的焊丝?
一种母材可以用多种铝合金焊材完成焊接,如5083-5083的焊接:可用5356,5183,5556等焊丝。但是每一种焊丝得到的焊接接头可能只能在某一个性能方面是****的。选择****的焊丝时,主要应考虑焊接件的最终使用性能。整体来说,主要考察以下几个性能指标:
对于6005A、6082、5083母材来说,选择的焊丝牌号为5087/AlMg4.5MnZr,5087焊丝不仅抗裂性能好,抗气孔性能优越,而且强度性能也很好。对于焊丝规格的选择,优先选择大直径规格的焊丝。同样的焊接填充量即同等重量的焊丝,大规格焊丝较小规格焊丝的表面积要小很多,因此,大规格焊丝较小规格焊丝的表面污染要少即氧化区域要小,焊接质量更容易达到要求。另外大直径焊丝的送丝过程更容易操作。对于8 mm以下板厚的母材一般采用1.2 mm直径的焊丝,对于8 mm及以上板厚的母材采用1.6 mm直径的焊丝。自动焊机采用1.6 mm直径的焊丝。 总之,选择铝合金焊丝过程中,只有在对铝件焊接及其应用中的许多相关变量进行了充分分析后,才能选择出最合适的合金填料。首先必须考虑的是焊接母材的类型和化学性质,其次要考虑的是焊接部件的性能要求。最后,在开发和评估适合的焊接工艺参数时,合金填料的选择是不可缺少的一部分。
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