鋁及鋁合金資料密度低,強(qiáng)度高,熱電導(dǎo)率高,耐腐蝕才能強(qiáng),具有的物理特性和力學(xué)功能,因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)商品的焊接構(gòu)造上。長期以來,因?yàn)楹附愚k法及焊接技術(shù)參數(shù)的選擇不當(dāng),構(gòu)成鋁合金零件焊接后因應(yīng)力過于會集發(fā)生嚴(yán)峻變形,或因?yàn)楹缚p氣孔、夾渣、未焊透等缺點(diǎn),致使焊縫金屬裂紋或原料疏松,嚴(yán)峻影響了商品質(zhì)量及功能。
1.鋁合金焊絲材料特點(diǎn)
鋁是銀白色的輕金屬,具有的塑性、較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,一起還具有抗氧化和抗腐蝕的才能。鋁很簡單氧化發(fā)生三氧化二鋁薄膜,在焊縫中簡單發(fā)生夾雜物,然后損壞金屬的連續(xù)性和均勻性,降低其機(jī)械功能和耐腐蝕功能。常見鋁合金母材和焊絲的化學(xué)成分及機(jī)械功能。
2.鋁合金資料的焊接難點(diǎn)
(1)很簡單氧化。在空氣中,鋁簡單同氧化合,生成細(xì)密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點(diǎn)高(約2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)鋁及鋁合金的熔點(diǎn)(約600℃擺布)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的外表易吸附水分,焊接時(shí),它阻止根本金屬的熔合,很簡單構(gòu)成氣孔、夾渣、未熔合等缺點(diǎn),引起焊縫功能降低。
(2)易發(fā)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)發(fā)生氣孔的首要原因是氫,因?yàn)橐簯B(tài)鋁可溶解很多的氫,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫,因而當(dāng)熔池溫度疾速冷卻與凝結(jié)時(shí),氫來不及逸出,簡單在焊縫中構(gòu)成氣孔。氫氣孔目前難于完全避免,氫的來歷很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲外表吸附空氣中的水分等。實(shí)踐,即便氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)需求,純度到達(dá)99.99%以上,但當(dāng)水分含量到達(dá)20ppm時(shí),也會呈現(xiàn)很多的細(xì)密氣孔,當(dāng)空氣相對濕度80%時(shí),焊縫就會顯著呈現(xiàn)氣孔。
(3)焊縫變形和構(gòu)成裂紋傾向大。鋁的線脹大系數(shù)和結(jié)晶縮短率約比鋼大兩倍,易發(fā)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對剛性較大的構(gòu)造將促進(jìn)熱裂紋的發(fā)生。
(4)鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因而,焊接鋁和鋁合金時(shí),比焊鋼要耗費(fèi)更多的熱量。
(5)合金元素的蒸騰的燒損。鋁合金中含有低沸點(diǎn)的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧效果下,很簡單蒸騰燒損,然后改動(dòng)焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫功能降低。
(6)高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低,損壞了焊縫金屬的成形,有時(shí)還簡單構(gòu)成焊縫金屬塌落和焊穿表象。
(7)無色彩改變。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),無顯著的色彩改變,使操作者難以把握加熱溫度。
鋁合金焊絲在焊接時(shí)容易出現(xiàn)哪些問題呢?出現(xiàn)這些問題的時(shí)候要怎么解決?現(xiàn)在由浙江宇光鋁材有限公司來分析整理一下這些問題:
(1)鋁在空氣中及焊接時(shí)極易氧化,生成的氧化鋁(Al2O3)熔點(diǎn)高、非常穩(wěn)定,不易去除。阻礙母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夾渣、未熔合、未焊透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊縫產(chǎn)生氣孔。焊接前應(yīng)采用化學(xué)或機(jī)械方法進(jìn)行嚴(yán)格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接過程加強(qiáng)保護(hù),防止其氧化。鎢極氬弧焊時(shí),選用交流電源,通過“陰極清理”作用,去除氧化膜。氣焊時(shí),采用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時(shí),可加大焊接熱量,例如,氦弧熱量大,利用氦氣或氬氦混合氣體保護(hù),或者采用大規(guī)范的熔化極氣體保護(hù)焊,在直流正接情況下,可不需要“陰極清理”。
(2)鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導(dǎo)率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過程中,大量的熱量能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,因而焊接鋁及鋁合金時(shí),能量除消耗于熔化金屬熔池外,還要有更多的熱量無謂消耗于金屬其他部位,這種無用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著,為了獲得的焊接接頭,應(yīng)當(dāng)盡量采用能量集中、功率大的能源,有時(shí)也可采用預(yù)熱等工藝措施。
(3)鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時(shí)的體積收縮率較大,焊件的變形和應(yīng)力較大,因此,需采取預(yù)防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時(shí)容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內(nèi)應(yīng)力。生產(chǎn)中可采用調(diào)整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生。在耐蝕性允許的情況下,可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁硅合金中含硅0.5%時(shí)熱裂傾向較大,隨著硅含量增加,合金結(jié)晶溫度范圍變小,流動(dòng)性顯著提高,收縮率下降,熱裂傾向也相應(yīng)減小。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)含硅5%~6%時(shí)可不產(chǎn)生熱裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊絲會有更好的抗裂性。
(4)鋁對光、熱的反射能力較強(qiáng),固、液轉(zhuǎn)態(tài)時(shí),沒有明顯的色澤變化,焊接操作時(shí)判斷難。高溫鋁強(qiáng)度很低,支撐熔池困難,容易焊穿。
(5)鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫,固態(tài)幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過程中,氫來不及溢出,極易形成氫氣孔?;≈鶜夥罩械乃?、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊縫中氫氣的重要來源。因此,對氫的來源要嚴(yán)格控制,以防止氣孔的形成。
(6)合金元素易蒸發(fā)、燒損,使焊縫性能下降。
(7)母材基體金屬如為變形強(qiáng)化或固溶時(shí)效強(qiáng)化時(shí),焊接熱會使熱影響區(qū)的強(qiáng)度下降。
鄭州市船王焊材有限公司研制了,兩種低溫鋁焊條(低溫鋁焊絲)提供客戶選擇!一種「需要沾焊劑,熔點(diǎn)450℃左右】: 本產(chǎn)品為焊鋁水箱,鋁空調(diào),低溫型。流平性好,填縫隙能力強(qiáng)。焊接薄件優(yōu)點(diǎn)非常。適用于各種火焰焊接。如汽油,液化氣,氧乙炔等。其的抗裂性能和抗拉力強(qiáng)度??珊干X,熟鋁,鋁合金。焊絲為2.0mm×900mm焊粉為500g每袋。操作步驟:1燒熱焊條,2沾焊粉(不用拌水),3預(yù)熱底件,4試焊(用焊條在被焊處劃動(dòng),如看到焊粉像水一樣四處淌,底件洗白,那么焊條就會像水一樣融到焊接處了。)二種「無需沾焊劑,熔點(diǎn)350℃左右】: 本產(chǎn)品為環(huán)保銅與鋁、鋁與鋁釬焊材料,該產(chǎn)品在電氣、變壓器、制冷、衛(wèi)浴、五金等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。鋁及鋁合金的釬焊需求不斷增長。純鋁的熔點(diǎn)為660攝氏度。而鋁合金,隨著其含的合金元素的不同,他的熔點(diǎn)在482攝氏度~660攝氏度之間。鋁及鋁合金從常溫加熱到溶化狀態(tài)時(shí),沒有顏色變化,焊接時(shí)判斷母材溫度十分困難,容易使母材過燒或溶化。新銳公司潛心致力于鋁鋁釬焊技術(shù)的研究,為滿足對不同牌號鋁合金母材的釬焊要求,我們提供了釬焊溫度在350攝氏度~600攝氏度的系列焊接材料。主要有自帶釬劑的藥芯焊絲。提供的產(chǎn)品有直條、盤絲、焊環(huán)、焊片等多種形式。主要用于,汽車水箱和空調(diào)的焊接、冰箱的焊接、散熱器的焊接、生鋁以及鋁合金的焊接。 使用方法: 藥芯焊絲操作工藝簡單,使用方便,流動(dòng)性強(qiáng),無需焊接設(shè)備和工人,采用普通的火焰釬焊(氧氣乙炔、氧氣丙烷或氧氣液化石油氣)即可輕易完成焊接。去油、去銹預(yù)處理后,移動(dòng)焊槍均勻加熱需焊接的部位,當(dāng)溫度達(dá)到350℃左右時(shí),加入藥芯焊絲使其受熱熔化并均勻流入結(jié)合點(diǎn),待焊縫飽滿后移開焊槍,冷卻即可。
焊接原理
利用一切可利用的熱源加熱母材至400℃(溫度可高不可低),靠母材熱傳導(dǎo)熔融焊絲成型
WE53的操作注意細(xì)節(jié)
1)母材的表面清理干凈。即清即焊。
2)母材的溫度得達(dá)到400℃,包括焊接的過程中母材的溫度也要保持400℃,并且溫度可高不可低。
3)忌諱用火焰刻意去燒WE53焊絲,母材溫度達(dá)到400℃以后,焊絲自然會靠母材熱傳導(dǎo)熔融。
WE53低溫鋁焊絲下焊絲的方法
一邊用熱源加熱焊接處,一遍用WE53焊絲劃焊接處,就像劃火柴一樣,劃焊絲的角度是60度-80度角度,劃一下收回來,收回來再劃,反復(fù)這個(gè)操作直到將WE53焊絲劃到母材上面薄薄一層為正確效果,就像將蠟燭劃到紅的鐵上面的那種效果(如果是像蚯蚓一樣爬到母材上的話說明劃的角度力度不正確或者錯(cuò)誤地用火燒了焊絲)。當(dāng)用WE53焊絲劃母材表面得時(shí)候,熱源盡量回避一下避免直接用熱源去燒焊絲,可以將熱源移動(dòng)到焊接處附近而不能夠完全移除熱源,這樣的好處是避免熱散失。
WE53焊絲的溫度掌握
按照上面介紹的下焊絲的方法可以避免對溫度掌握不敏感的師傅燒壞薄鋁,因?yàn)槟阍谶吋訜?,邊劃WE53焊絲的過程實(shí)際上也是一個(gè)測試溫度的過程,因?yàn)槟覆牡臏囟炔粔虻脑?,WE53焊絲是不會熔融到母材上面的,不熔融到母材,表明母材溫度不夠,溫度不夠你就不用擔(dān)心燒壞母材,就放心大膽地繼續(xù)加熱。
WE53不銹鋼小刷的用處
1)焊前作表面處理,破除鋁的表面得氧化膜,通俗地說刷“起毛”。
2)當(dāng)加熱劃焊絲到母材上面后,此時(shí)用不銹鋼的小刷刷拭熔融的WE53焊層,至母材毛細(xì),然后方便后面的第二遍焊接,換句話說,只有經(jīng)過2遍的焊接才是完整的焊接,第二遍焊接是在遍刷拭的基礎(chǔ)上進(jìn)行,這樣才能夠表現(xiàn)出很好的浸潤性。
鋁及鋁合金焊接篇
Q :為什么叫純鋁?它們是如何分類的?
A:工業(yè)純鋁:含鋁量≥99.00% 。
國產(chǎn)牌號:L1、L2、L3、L4、L5
國際型號:1060、1035、1100、1200、1370等
國產(chǎn)焊絲牌號:HS301
Q: 為什么叫鋁合金?它們是如何分類的?
A :在鋁材中加入鎂、硅、錳、銅、鋅等合金元素,形成不同的組織和性能,形成不同系列的鋁合金材料,如:
〈1〉鋁銅合金LY19、2014、2219、2024
〈2〉鋁錳合金
LF21、3003、3005、3105國產(chǎn)焊絲牌號:HS321
〈3〉鋁硅合金
LT1、4A11、4043、4047國產(chǎn)焊絲牌號:HS311
〈4〉鋁鎂合金
LF2--LF16、5005、5052、5182、5356國產(chǎn)焊絲牌號: HS331
〈5〉鋁鎂硅合金LD2、LD31、6061、6063、6070
〈6〉鋁銅鎂鋅合金7005、7050、7075、7475
〈7〉鋁銅鎂鋰合金8090等
Q :為什么MIG焊鋁要用亞射流過渡?
A:亞射流過渡—在射流過渡的電弧成分中調(diào)試出3—5%的短路過渡成分,電弧長度較短,電弧不漂移,氣體保護(hù)和陰極霧化效果好,產(chǎn)生氣孔的傾向小,焊縫內(nèi)在質(zhì)量高。
Q :為什么MIG焊鋁的工藝難題較多?
A:MIG焊鋁的工藝難題主要有:
〈1〉鋁及鋁合金的熔點(diǎn)低(純鋁660℃),表面生成高熔點(diǎn)氧化膜(AL2O3 2050℃),容易造成焊接不熔合。
〈2〉低熔點(diǎn)共晶物和焊接應(yīng)力,容易產(chǎn)生焊接熱裂紋。
〈3〉母材、焊材氧化膜吸附水分,焊縫容易產(chǎn)生氣孔。
〈4〉鋁的導(dǎo)熱性是鋼的3倍,焊縫熔池的溫度場變化大,控制焊縫成型的難度較大。
〈5〉焊接變形較大。
Q :為什么MIG焊鋁要用Φ1.2/Φ1.6焊絲?
A :MIG焊鋁時(shí),因焊絲的熔化速度很快,送絲速度高;鋁焊絲剛性小,比較軟,推絲送進(jìn)時(shí),細(xì)焊絲容易堆絲打彎,影響正常焊接。所以一般使用Φ1.2/Φ1.6鋁焊絲。
Q: 什么叫清潔寬度?
A :TIG交流和MIG直流反接焊鋁時(shí),負(fù)電極(母材)表面上集中發(fā)射電子的光亮微小區(qū)域—“陰極霧化區(qū)”,此區(qū)域?yàn)榍鍧崒挾龋謇礓X表面氧化膜。
鎳基合金焊絲焊接注意事項(xiàng):
1、焊接處須油污、鐵銹、水份等表面雜質(zhì)。
2、焊接時(shí),采用小線能量,建議采用較低的道間溫度。
3、所使用的氬氣的純度要在以上且氣體的流量控制要適當(dāng),通常焊接電流在100-200A時(shí),氣體流量約為10-15L/min。
4、施焊時(shí)有適當(dāng)?shù)脑O(shè)施,否則保護(hù)氣體易受風(fēng)的影響而致氣體保護(hù)不良。使焊道劣化而發(fā)生氣孔。
5、適當(dāng)選擇噴嘴及控制鎢電的恰當(dāng)伸岀長度。