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鋁及鋁合金資料密度低,強度高,熱電導(dǎo)率高,耐腐蝕才能強,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,因為焊接辦法及焊接技術(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,或因為焊縫氣孔、夾渣、未焊透等缺點,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
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)成分及機械功能。
2.鋁合金資料的焊接難點
(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),熔點高(約2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)鋁及鋁合金的熔點(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,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,引起焊縫功能降低。
(2)易發(fā)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時發(fā)生氣孔的首要原因是氫,因為液態(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,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,也會呈現(xiàn)很多的細(xì)密氣孔,當(dāng)空氣相對濕度80%時,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,比焊鋼要耗費更多的熱量。
(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,然后改動焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫功能降低。
(6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,損壞了焊縫金屬的成形,有時還簡單構(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,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容易出現(xiàn)哪些問題呢?出現(xiàn)這些問題的時候要怎么解決?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極易氧化,生成的氧化鋁(Al2O3)熔點高、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。在焊接過程加強保護,防止其氧化。鎢極氬弧焊時,選用交流電源,通過“陰極清理”作用,去除氧化膜。氣焊時,采用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時,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,或者采用大規(guī)范的熔化極氣體保護焊,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,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,當(dāng)含硅5%~6%時可不產(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,固、液轉(zhuǎn)態(tài)時,沒有明顯的色澤變化,焊接操作時判斷難。高溫鋁強度很低,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化或固溶時效強化時,焊接熱會使熱影響區(qū)的強度下降。
鑄鐵焊接可運用于比如重要設(shè)備的鑄鐵裂紋,比如鑄鐵的發(fā)動機缸體凍裂裂紋修復(fù),還比如說油缸漏油等,還比如說一些安裝機座裂紋的斷裂修復(fù),比如水泵,泵體。
一般像這種維修都會采用2種焊接方法焊接;
1、如果非重要的可以用普通的便宜的J506焊條預(yù)熱550度,然后緩冷。
2、如果是重要的設(shè)備檢修可以選用抗裂性能好的WEWELDING777鑄鐵焊條焊接,這個是冷焊工藝焊接,直接焊接即可。
鎳基焊條使用的方法
1、焊接前,有必要進(jìn)行機械或使用強力不銹鋼鋼絲刷清理,然后用合適的溶劑脫脂,焊接應(yīng)在清理后8小時內(nèi)進(jìn)行,以降低再次污染的風(fēng)險。熱處理使用無硫燃料或電爐進(jìn)行。在進(jìn)行脫脂之前,可能需要對已在使用中且需要進(jìn)行焊接修補的部件進(jìn)行打磨或機加工,以去除嵌入焊接修補區(qū)域內(nèi)或附近表面的污染物。請記住,如果在除油操作后或焊接過程中進(jìn)行機械清理,所使用的氣動工具的壓縮空氣中會含有水分和油,因此清潔后的表面可能會再次受到污染。
2、盡量采用平焊位置焊接,采用短弧焊接,也就是說焊條頂(壓)著電弧運條。當(dāng)焊接位置立焊或仰焊等其它焊接位置時,應(yīng)選用細(xì)焊條進(jìn)行焊接并采用小電流施焊,以減少熱量輸入和停留。
3、在焊接過程中一般要擺動焊條,擺動的幅度一般不大于焊條直徑的,在擺動到兩邊限位置時,應(yīng)稍作停留,以便使粘稠的液態(tài)焊縫金屬有充分的時間進(jìn)行填充,防止咬邊、未熔合、夾渣等缺陷。
4、熄弧操作,熄弧時,要稍微降低電弧的高度并適當(dāng)提高焊速以減小熔池尺寸,可避免弧坑裂紋產(chǎn)生。在再次引弧時,一般采用反向引弧的方法進(jìn)行,這樣有利于調(diào)整接口處焊縫平滑,成形美觀。
5、注意:對于沉淀硬化型鎳基耐蝕合金是不適合用焊條電弧焊、熔化氣體保護電弧焊和埋弧焊。通常采用鎢氣保焊或等離子焊等方法。
6、一般不焊后熱處理,但對于焊后使用中要不發(fā)生晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕的還是需要進(jìn)行熱處理。
鎳焊條焊接接頭引弧時,應(yīng)采用反向引弧技術(shù),以利調(diào)整接口處焊縫平滑并且能有利于抑制氣孔的發(fā)生。采用逆向收弧,把弧坑填滿,防止弧坑裂紋,必要時要對弧坑進(jìn)行打磨。
鎳焊條焊接時要求盡可能采用小規(guī)范,與同規(guī)格的不銹鋼焊條相比,電流可降低20% ~ 30%。由于液態(tài)金屬的流動性差,為防止未熔合和氣孔等缺陷,一般要求在焊接過程中適當(dāng)擺動,但不能過大。
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