柳州焊接

新聞分類

產品分類

聯系我們

企業名稱:柳州市華鵬機電焊接有限公司

聯系人:李建華  (總經理)

電話:0772-3678466

手機:13557425292

地址:柳州市九頭山路19號

網址:www.mdcgd.com

科普知識|鋁合的焊接方法和材料選用大全

您的當前位置: 首 頁 >> 新聞中心 >> 行業新聞

科普知識|鋁合的焊接方法和材料選用大全

發布日期:2022-07-29 作者: 點擊:

鋁合金焊接方法很多,各種方法有其不同的應用場合。除了傳統的熔焊、電阻焊、氣焊方法外,其他一些焊接方法(如等離子弧焊、電子束焊、真空擴散焊等)也可以容易地將鋁合金焊接在一起。

鋁合金常用焊接方法的特點及適用范圍見表1。應根據鋁及鋁合金的牌號、焊件厚度、產品結構以及對焊接性的要求等選擇。


表1 鋁合金常用焊接方法的特點及適用范圍


(1)氣焊

氧-乙炔氣焊火焰的熱功率低,熱量較分散,因此焊件變形大、生產率低。用氣焊焊接較厚的鋁焊件時需預熱,焊后的焊縫金屬不但晶粒粗大、組織疏松,而且容易產生氧化鋁夾雜、氣孔及裂縫等缺陷。這種方法只用于厚度范圍在0.5~10㎜的不重要鋁結構件和鑄件的焊補上。

(2)鎢極氬弧焊

這種方法是在氬氣保護下施焊,熱量比較集中,電弧燃燒穩定,焊縫金屬致密,焊接接頭的強度和塑性高,在工業中獲得起來越廣泛的應用。鎢極氬弧焊用于鋁合金是一種較完善的焊接方法,但鎢極氬弧焊設備較復雜,不宜在室外露天條件下操作。


(3)熔化極氬弧焊

自動、半自動熔化極氬弧焊的電弧功率大,熱量集中,熱量影響區小,生產效率比手工鎢極氬弧焊可提高2~3倍??梢院附雍穸仍?0㎜以下的純鋁及鋁合金板。例如,焊接厚度30㎜的鋁板不必預熱,只焊接正、反兩層就可獲得表面光滑、質量優良的焊縫。半自動熔化極氬弧焊適用于定位焊縫、斷續的短焊縫及結構形狀不規則的焊件,用半自動氬弧焊焊炬可方便靈活地進行焊接,但半自動焊的焊絲直徑較細,焊縫的氣孔敏感性較大。

(4)脈沖氬弧焊

1)鎢極脈沖氬弧焊

用這種方法可明顯改善小電流焊接過程的穩定性,便于通過調節各種工藝參數來控制電弧功率和焊縫成形。焊件變形小、熱影響區小,特別適用于薄板、全位置焊接等場合以及對熱敏感性強的鍛鋁、硬鋁、超硬鋁等的焊接。

2)熔化極脈沖氬弧焊

可采用的平均焊接電流小,參數調節范圍大,焊件的變形及熱影響區小,生產率高,抗氣孔及抗裂性好,適用于厚度在2~10㎜鋁合金薄板的全位置焊接。

(5)電阻點焊、縫焊

可用來焊接厚度在4㎜以下的鋁合金薄板。對于質量要求較高的產品可采用直流沖擊波點焊、縫焊機焊接。焊接時需要用較復雜的設備,焊接電流大、生產率較高,特別適用于大批量生產的零、部件。

(6)攪拌摩擦焊

攪拌摩擦焊是一種可用于各種合金板焊接的固態連接技術。與傳統熔焊方法相比,攪拌摩擦焊無飛濺、無煙塵,不需要添加焊絲和保護氣體,接頭無氣孔、裂紋。與普通摩擦相比,它不受軸類零件的限制,可焊接直焊縫。這種焊接方法還有一系列其它優點,如接頭的力學性能好、節能、無污染、焊前準備要求低等。由于鋁及鋁合金熔點低,更適于采用攪拌摩擦焊。

鋁合金焊接方法

鋁用焊接材料

(1)焊絲

采用氣焊、鎢極氬弧焊等焊接鋁合金時,需要加填充焊絲。鋁及鋁合金焊絲分為同質焊絲和異質焊絲兩大類。為了得到良好的焊接接頭,應從焊接構件使用要求考慮,選擇適合于母材的焊絲作為填充材料。


選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求,還要考慮產品的力學性能、耐蝕性能,結構的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低于母材的填充金屬,可大大減小熱影響區的晶間裂紋傾向。對于非熱處理合金的焊接接頭強度,按1000系、4000系、5000系的次序增大。

含鎂3%以上的5000系的焊絲,應避免在使用溫度65℃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境中會發生應力腐蝕龜裂。用合金含量高于母材的焊絲作為填充金屬,通??煞乐购缚p金屬的裂紋傾向。

目前,鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標準牌號焊絲。在缺乏標準牌號焊絲時,可從基體金屬上切下狹條代用。較為通用的焊絲是HS311,這種焊絲的液態金屬流動性好,凝固時的收縮率小,具體優良的抗裂性能。為了細化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及力學性能,通常在絲中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作為變質劑。

選用鋁合金焊絲應注意的問題如下:

1)焊接接頭的裂紋敏感性

影響裂紋敏感性的直接因素是母材與焊絲的匹配。選用熔化溫度低于母材的焊縫金屬,可以減小焊縫金屬和熱影響區的裂紋敏感性。例如,焊接硅含量0.6%的6061合金時,選用同一合金作焊縫,裂紋敏感性很大,

但用硅含量5%的ER4043焊絲,由于其熔化溫度比6061合金低,在冷卻過程中有較高的塑性,所以抗裂性能良好。此外,焊縫金屬避免鎂與銅的組合,因為Al-Mg-Cu有很高的裂紋敏感性。

2)焊接接頭的力學性能

工業純鋁的強度Z低,4000系列鋁合金居中,5000系列鋁合金強度Z高。鋁硅焊絲雖然有較高的抗裂性能,但含硅焊絲的塑性較差,所以對焊后需要塑性變形加工的接頭來說,應避免選用含硅焊絲

鋁合金焊接方法

3)焊接接頭的使用性能

填充金屬的選擇除取決于母材成分外,還與接頭的幾何形狀、運行中的抗腐蝕性要求以及對焊接件的外觀要求有關。例如,為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲存產品對其的污染,儲存過氧化氫的焊接容器要求高純度的鋁合金。在這種情況下,填充金屬的純度至少要相當于母材。

(2)焊條

鋁合金焊條型號、規格與用途見表2。鋁合金焊條的化學成分和力學性能見表3。

表2 鋁及鋁合金焊條的型號(牌號)、規格與用途


表3 鋁及鋁合金焊條的化學成分和力學性能


(3)保護氣體

焊接鋁合金的惰性氣體有氬所和氦氣。氬氣的技術要求為Ar>99.9%,氧<0.005%,氫<0.005%,水分<0.02mg/L,氮<0.015%。氧、氮增多,均惡化陰極霧化作用。氧>0.3%,則使鎢極燒損加劇,超過0.1%使焊縫表面無光澤或發黑。

鎢極氬弧焊時,交流加高頻焊接選用純氬氣,適用大厚度板;直流正極性焊接選用Ar+He或純Ar。

熔化極氬弧焊時,當板厚<25㎜時,采用純Ar。當板厚為25~50㎜時,采用添加10%~35%Ar的Ar+He混合氣體。當板厚為50~75㎜時,宜采用添加10%~35%或50%He的Ar+He混合氣體。當板厚>75㎜時,推薦添加50%~75%He的Ar+He混合氣體。

鋁合金焊接方法

鋁合金焊接工藝

1 鋁合金的氣焊

氧-乙炔氣焊的熱效率低,焊接熱輸入不集中,焊接鋁及鋁合金時需采用熔劑,焊后又需清除殘渣,接頭質量及性能也不高。因為氣焊設備簡單,無需電源,操作方便靈活,常用于焊接對質量要求不高的鋁合金構件,如厚度較薄的薄板及小零件,以及補焊鋁合金構件和鋁鑄件。

(1)氣焊的接頭形式

氣焊鋁合金時,不宜采用搭接接頭和T形接頭,這種接頭難以清理流入縫隙中的殘留熔劑和焊渣,應盡可能采用對接接頭。為保證焊件焊接時既焊透又不塌陷和燒穿,可以采用帶槽的墊板,墊板一般用不銹鋼或純銅等制成,帶墊板焊接可獲得良好的反面成形,提高焊接生產率。

(2)氣焊熔劑的選用

鋁合金氣焊時,為了使焊接過程順利進行,保證焊縫質量,氣焊時需要加熔劑來去除鋁表面的氧化膜及其他雜質。

氣焊熔劑(又稱氣劑)是氣焊時的助熔劑,主要作用是去除氣焊過程中生成在鋁表面的氧化膜,改善母材的潤濕性能,促使獲得致密的焊縫組織等。氣焊鋁合金必須采用熔劑,一般是在焊前熔劑直接撒在被焊工件坡口上,或者沾在焊絲上加入熔池內。

鋁合金熔劑是鉀、鈉、鈣、鋰等元素的氯人鹽,是粉碎后過篩并按一定比例配制的粉狀化合物。例如鋁冰晶石(Na3AlF6)在1000℃進可以熔解氧化鋁,又如氯化鉀等可使難熔的氧化鋁轉變為易熔的氯化鋁。這種熔劑的熔點低,流動性好,還能改善熔化金屬的流動性,使焊縫成形良好。

(3)焊嘴和火焰的選擇

鋁合金有強烈的氧化性和吸氣性。氣焊時,為使鋁不被氧化,應采用中性焰或微弱碳化焰(乙炔既過剩的碳化焰),使鋁熔池置于還原性氣氛的保護下而不被氧化。嚴禁采用氧化焰,因為用氧化性較強的氧化焰會使鋁強烈氧化,阻礙焊接過程進行;而乙炔過多,游離的氫可能溶入熔池,會促使縫產生氣孔,使焊縫疏松。

(4)定位焊縫

為防止焊件在焊接中產生尺寸和相對位置的變化,焊件焊前需要點固焊。由于鋁的線膨脹系數大、導熱速度快、氣焊加熱面積大,因此,定位焊縫較鋼件應密一些。

定位焊用的填充焊絲與產品焊接時相同,定位焊接前應在焊縫間隙內涂一層氣劑。定位焊的火焰功率比氣焊時稍大。

(5)氣焊操作

焊接鋼鐵材料時,可以從鋼材的顏色變化判斷加熱的溫度。但焊鋁時,卻沒有這個方便條件。因為鋁合金從室溫加熱到熔化的過程中沒有顏色的明顯變化,給操作者帶來控制焊接溫度困難。但可根據以下現象掌握施焊時機:

1)當被加熱的工件表面由光亮白色變成暗淡的銀白色,表面氧化膜起皺,加熱處金屬有波動現象時,表明即將達到熔化溫度,可以施焊;

2)用蘸有熔劑的焊絲端頭及被加熱處,焊絲與母材能熔合時,即達到熔化溫度,可以施焊;

3)母材邊棱有倒下現象時,母材達到熔化溫度,可以施焊。

氣焊薄板可采用左焊法,焊絲位于焊接火焰之前,這種焊法因火焰指向未焊的冷金屬,熱量散失一部分,有利于防止熔池過熱、熱影響區金屬晶粒長大和燒穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法,此法焊絲在焊炬后面,火焰指向焊縫,熱量損失小,熔深大,加熱效率高。

氣焊厚度小于3㎜的薄件時,焊炬傾角為20~40°;氣焊厚件時,焊炬傾角為40~80°,焊絲與焊炬夾角為80~100°。鋁合金氣焊應盡量將接頭一次焊成,不堆敷第二層,因為堆敷第二層時會造成焊縫夾渣等。

鋁合金焊接方法

(6)焊后處理

氣焊焊縫表面的殘留焊劑和熔渣對鋁接頭的腐蝕,是鋁接頭日后使用中引起損壞的原因之一。在氣焊后1~6h之內,應將殘留的熔劑、熔渣清洗掉,以防引起焊件腐蝕。焊后清理工序如下。

1)焊后將焊件放入40~50℃的熱水槽中浸漬,Z好用流動的熱水,用硬毛刷刷焊縫及焊縫附近殘留熔劑、熔渣的地方,直至清除干凈。

2)將焊件浸入硝酸溶液中。當室溫為25°以上時,溶液濃度15%~25%,浸漬時間為10~15min。室溫為10~15℃時,溶液濃度20%~25%,浸漬時間為15min。

3)將焊件置于流動熱水(溫度為40~50℃)的槽中浸漬5~10min。

4)用冷水將焊件沖洗5min。

5)將焊件自然晾干,也可放在干燥箱中烘干或用熱空氣吹干。

2 鋁合金的鎢極氬弧焊(TIG焊)

也稱為鎢極惰性氣體保護電弧焊,是利用鎢極與工件之間形成電弧產生的大量熱量熔化待焊處,外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭。氬弧焊焊鋁是利用其“陰極霧化”的特點,自行去除氧化膜。鎢極及縫區域由噴嘴中噴出的惰性氣體屏蔽保護,防止焊縫區和周圍空氣的反應。


TIG焊工藝Z適于焊接厚度小于3㎜的薄板,工件變形明顯小于氣焊和手弧焊。交流TIG焊陰極具有去除氧化膜的清理作用,可以不用熔劑,避免了焊后殘留熔劑、熔渣對接頭的腐蝕。接頭形式可以不受限制,焊縫成形良好、表面光亮。

氬氣流對焊接區的沖刷使接頭冷卻加快,改善了接頭的組織和性能,適于全位置焊接。由于不用熔劑,焊前清理的要求比其他焊接方法嚴格。

焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流TIG焊和交流脈沖TIG焊,其次是直流反接TIG焊。通常,用交流焊接鋁合金時可在載流能力、電弧可控性以及電弧清理作用等方面實現Z佳配合,故大多數鋁合金的TIG焊都采用交流電源。

采用直流正接(電極接負極)時,熱量產生于工件表面,形成深熔透,對一定尺寸的電極可采用更大的焊接電流。即使是厚截面也不需預熱,且母材幾乎不發生變形。雖然很少采用直流反接(電極接正極)TIG焊方法來焊接鋁,但這種方法在連續焊或補焊薄壁熱交換器、管道厚在2.4㎜以下的類似組件時有熔深淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優點。

(1)鎢極

鎢的熔點是3410℃,是熔點Z高的金屬。鎢在高溫時有強烈的電子發射能力,在鎢電極加入微量稀土元素釷、鈰、鋯等的氧化物后,電子逸出功顯著降低,載流能力明顯提高。鋁合金TIG焊時,鎢極作為電極主要起傳導電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。常用鎢極材料分純鎢、釷鎢及鈰鎢等。


(2)焊接工藝參數

為了獲得優良的焊縫成形及焊接質量,應根據焊件的技術要求,合理地選定焊接工藝參數。鋁合金手工TIG焊的主要工藝參數有電流種類、極性和電流大小、保護氣體流量、鎢極伸出長度、噴嘴至工件的距離等。自動TIG焊的工藝參數還包括電弧電壓(弧長)、焊接速度及送絲速度等。

工藝參數是根據被焊材料和厚度,先確定鎢極直徑與形狀、焊絲直徑、保護氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速度,再根據實際焊接效果調整有關參數,直至符合使用要求為止。


鋁合金TIG焊工藝參數的選用要點如下。

1)噴嘴孔徑與保護氣體流量

鋁合金TIG的噴嘴孔徑為5~22㎜;保護氣體流量一般為5~15L/min。

2)鎢極伸出長度及噴嘴至工件的距離

鎢極伸出長度:對接焊縫時一般為5~6㎜,角焊縫時一般為7~8㎜。噴嘴至工件的距離一般取10㎜左右為宜。

3)焊接電流與焊接電壓 與板厚、接頭形式、焊接位置及焊工技術水平有關。

手工TIG焊時,采用交流電源,焊接厚度小于6㎜鋁合金時,Z大焊接電流可根據電極直徑d按公式I=(60~65)d確定。電弧電壓主要由弧長決定,通常使弧長近似等于鎢極直徑比較合理。

4)焊接速度

鋁合金TIG焊時,為了減小變形,應采用較快的焊接速度。手工TIG焊一般是焊工根據熔池大小、熔池形狀和兩側熔合情況隨時調整焊接速度,一般的焊接速度為8~12m/h;自動TIG焊時,工藝參數設定之后,在焊接過程中焊接速度一般不變。

5)焊絲直徑

一般由板厚和焊接電流確定,焊絲直徑與兩者之間呈正比關系。


1)氣孔產生原因

氬氣純度低或氬氣管路內有水分、漏氣等;焊絲或母材坡口附近焊前未清理干凈或清理后又被污物、水分等沾污;焊接電流和焊速過大或過??;熔池保護欠佳,電弧不穩,電弧過長,鎢極伸出過長等。

防止措施:

保證氬氣的管路,選擇認真清理焊絲、焊件,清理后及時焊接,并防止再次污染。更新送氣管路,選擇合適的氣體流量,調整好鎢極伸出長度;正確選擇焊接工藝參數。必要時,可以采取預熱工藝,焊接現場裝擋風裝置,防止現場有風流動。

2)裂紋產生原因

焊絲合金成分選擇不當;當焊縫中的鎂含量小于3%,或鐵、硅雜質含量超出規定時,裂紋傾向增大;焊絲的熔化溫度偏高時,會引起熱影響區液化裂紋;結構設計不合理,焊縫過于集中或受熱區溫度過高,造成接頭拘束應力過大;高濁停留時間長,組織過熱;弧坑沒填滿,出現弧坑裂紋等。

防止措施:

所選焊絲的成分與母材要匹配;加入引弧板或采用電流衰減裝置填滿弧坑;正確設計焊接結構,合理布置焊縫,使焊縫盡量避開應力集中處,選擇合適的焊接順序;減小焊接電流或適當增加焊接速度。


3)未焊透產生原因

焊接速度過快,弧長過大,焊件間隙、坡口角度、焊接電流均過小,鈍邊過大;工件坡口邊緣的毛刺、底邊的污垢焊前沒有除凈;焊炬與焊絲傾角不正確。

防止措施

正確選擇間隙、鈍邊、坡口角度和焊接工藝參數;加強氧化膜、熔劑、熔渣和油污的清理;提高操作技能等。

4)焊縫夾鎢產生原因

接觸引弧所致;鎢極末端形狀與焊接電流選擇得不合理,使尖端脫落;填絲觸及到熱鎢極尖端和錯用了氧化性氣體。

防止措施

采用高頻高壓脈沖引??;根據選用的電流,采用合理的鎢極尖端形狀;減小焊接電流,增加鎢極直徑,縮短鎢極伸出長度;更新惰性氣體;提高操作技能,勿使填絲與鎢極接觸等。

鋁合金焊接方法

5)咬邊產生原因

焊接電流太大,電弧電壓太高,焊炬擺幅不均勻,填絲太少,焊接速度太快。

防止措施

減小焊接電流與電弧電壓,保持焊炬擺幅均勻,適當增加送絲速度或降低焊接速度。

3 鑄件常規補焊工藝

通常的鋁合金鑄件缺陷均可以采用氬弧焊接工藝進行補焊挽救,而以交流TIG焊方法補焊效果為佳。

采用補焊工藝實施鑄件缺陷補焊時,除了以上提到的一般做法如焊前注意清理焊絲和工件待焊部位,選用合理的焊絲材料,選擇短弧和小角度焊絲加入方式進行施焊等要點之外,在實踐中針對不同缺陷類型還有許多成功的經驗值得借鑒,如盡量選用小電流施焊;

選用補焊時的焊絲合金成分高于母材,以便在補焊過程中補充燒損合金,使焊縫成分與母材保持一致;對帶有裂紋缺陷的鑄件補焊前在兩端打止裂孔;焊接時應首先加熱待焊部位,采用左焊法填絲,以利于觀察焊縫的熔化情況,待施焊處熔化后再行填絲以形成充分潤濕的熔池;

當缺陷尺寸較大時為了提高補焊效率,可在傳統TIG焊前將很薄的一層表面活性劑(簡稱ATIG活性劑)涂敷在施焊位置表面,焊接時活性劑引起焊接電弧收縮或熔池內金屬流態發生變化,使得焊縫熔深增加,在進行鋁合金交流TIG焊時,是在焊縫表面涂敷一層SiO2活性劑以改變焊縫熔深、減少預熱程序和降低焊接難度。


本文網址:http://www.mdcgd.com/news/649.html

關鍵詞:鋁合金焊接方法,離子弧焊,熔化極氬弧焊

Z近瀏覽:

相關產品:

相關新聞:

  • 在線客服
  • 聯系電話
    13321728044
  • 在線留言
  • 微信聯系
  • 在線咨詢
    歡迎給我們留言
    請在此輸入留言內容,我們會盡快與您聯系。
    姓名
    聯系人
    電話
    座機/手機號碼
    郵箱
    郵箱
    地址
    地址
    亚洲女忧在线观看_精品五月天堂_欧美亚洲黄色片_日本高清在线看_高清视频欧美