鋁合金類別
通常以四位數(shù)字標明:位數(shù)字: 合金成分
1000系列:材料含99%以上之純鋁
2000系列:銅(Copper)為主要之成分---易熱處理以提高強度, 但提高了腐蝕性
3000系列:錳(Manganese)為主要之成分----增加硬度
4000系列:硅(Silicon)為主要之成分-----為焊條之理想材料
5000系列:鎂(Magnesium)為主要之成分-----提高強度及抗腐蝕
6000系列:鎂與硅為主要之成分-----以硅化鎂存在,可熱處理提高強度及易加工
7000系列:鋅(Zinc)為主要之成分-----經熱處理提高強度,為所有鋁合金中強度高
五系
5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點為密度低,抗拉強度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列.在常規(guī)工業(yè)中應用也較為廣泛。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
鋁的特性
a)優(yōu)點
鋁及鋁合金是目前應用廣泛之飛機制造材料。
重量輕,差不多是同體積銅或鋼的1/3重量。
防腐蝕能力強。
可反射能—可見光、熱、電磁波。
導電及導熱能力強,且又是非鐵磁性。
容易接合(焊接、鉚接或膠合)
外觀及表面易處理
機械性質良好,經加工處理后強度高、延展性高
存量多
b)缺點
當溫度升高超過200℃,強度大幅減弱
當溫度下降時傾向脆性材料
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 組對與點固焊
由于鋁及鋁合金管導熱快、熔池結晶快,所以.組對時不留間隙、鈍邊,應避免強制進行,以減少焊接后產生較大的殘余應力,定位焊縫長度10-15mm為易。定位焊位置在管的7點、9點、12點處。定位焊焊縫常做為正式焊縫保留,因此發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。焊前對定位焊表面黑粉、氧化膜進行清除,并將兩端修成緩坡型。焊件不需要預熱.焊前在試板上試焊,當確認無氣孔后再進行正式焊接。采用高頻引弧,起弧點應越過中心線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,焊絲端部不應離開氬氣保護區(qū)。如離開氬氣保護區(qū).焊絲端部應剪掉。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。為氬氣保護區(qū)和增強保護效果,可采用大直徑焊槍瓷嘴,加大焊槍氬氣流量。當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。試驗結果表明,大電流、快速焊能有效防止氣孔的產生。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,吸收氣體的機會少。收弧時,注意填滿弧坑,縮小溶池,避免產生縮孔,終點的結合處應焊過20~30mm。?;『?,要延遲停氣6秒??尚D的鋁及鋁合金管對接平焊時.焊炬應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。
焊前預備
(1)焊前清理 鋁及鋁合金焊接時,焊前應嚴格清除工件焊口及焊絲表面的氧化膜和油污,清除質量直接影響焊接工藝與接頭質量,如焊縫氣孔產生的傾向和力學性能等。常采用化學清洗和機械清理兩種方法。
1)化學清洗 化學清洗,質量穩(wěn)定,適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產的工件??捎媒捶ê筒料捶▋煞N??捎?、汽油、煤油等表面往油,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,風干或低溫干燥。
2)機械清理 在工件尺寸較大、生產周期較長、多層焊或化學清洗后又沾污時,常采用機械清理。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,焊接時進進熔池產生夾渣等缺陷。另外也可用刮刀、銼刀等清理待焊表面。
工件和焊絲經過清洗和清理后,在存放過程中會重新產生氧化膜,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盡量縮短,在天氣濕潤的情況下,一般應在清理后4 h內施焊。清理后如存放時間過長(如超過24 h)應當重新處理。
(2)墊板 鋁及鋁合金在高溫時強度很低,液態(tài)鋁的活動性能好,在焊接時焊縫金屬輕易產生下塌現(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格自動反饋控制等工藝措施。
(3)焊前預熱 薄、小鋁件一般不用預熱,厚度10 mm~15 mm時可進行焊前預熱,根據不同類型的鋁合金預熱溫度可為100℃~200℃,可用氧一乙炔焰、電爐或噴燈等加熱。預熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。
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),其中的雜質主要是鐵和硅,隨雜質含量的增加,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。
絲機也被稱作拔絲機,拉線機英文名為:drawingmachine,是在工業(yè)化生產應用中運用很廣泛的工業(yè)設備,普遍應用于工業(yè)設備生產制造,五金加工,石油化工設備機器設備,塑料,竹板材商品,電線電纜等行業(yè)。
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,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。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、焊接質量和生產效率。
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。這樣通過調節(jié)脈沖頻率就能夠改變單位時間內熔滴過渡的滴數(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) 焊接生產效率習慣性感覺略低。
2) 對焊工人員素質要求較高。
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。據業(yè)內消息,到2015年國內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)。
13年