鋁及鋁合金在現(xiàn)代工程技術所用的各種材料中占有舉足輕重的地位,它在世界年產(chǎn)量僅次于鋼鐵而居第二位,在有色金屬中則居位。如果說鋁合金初是在航空工業(yè)中嶄露頭角的話,那么近幾十年來,除航空工業(yè)外,在航天、汽車、船舶、橋梁、機械制造、電工、化學工業(yè)及低溫裝置中已大量應用鋁及鋁合金,以制造各種部件、油箱、耐蝕容器及導線等。目前鋁合金焊接結構中應用廣的是防銹鋁合金,即鋁鎂合金和鋁錳合金。
?保護氣體的選擇?
焊接時所用的保護氣體有惰性氣體氬氣(Ar)和氦氣(He),生產(chǎn)上普遍使用氬氣。用于焊接鋁及鋁合金的氬氣滿足下列純度(體積分數(shù))要求:氬氣大于99.99%,氦氣小于0.04%,氧氣小于0.03%,水的質量分數(shù)小于0.07%。目前國內生產(chǎn)的氬氣,其純度一般能達到此要求,故在使用前不需再進行提純處理。
?鎢電極的選用?
氬弧焊用的鎢極材料有純鎢、釷鎢、鈰鎢、鋯鎢四種。純鎢極的熔點和沸點高,不容易熔化揮發(fā),但電子發(fā)射能力比釷鎢、鈰鎢要差。在純鎢中加入質量分數(shù)為1.0%~2.0%的氧化釷(Tho)電極稱為釷鎢極。它的電子發(fā)射能力強,允許的電流密度高,電弧燃燒穩(wěn)定。
?溶劑的選擇?
在氣焊、碳弧焊過程中,熔化的金屬表面極易氧化而形成氧化膜,為焊接質量,用熔劑去除氧化膜及其他雜質。氣焊、碳弧焊用的熔劑是各種鉀、鈉、鋰、鈣等元素的氯化物和氟化物粉末的混合物。
?焊絲的選用?
在鋁合金材料的焊接過程中,鋁合金用焊絲的選用至關重要,選取前應該了解以下內容:
?是否所有的鋁合金材料都可用作焊接填充合金?
?是否所有的鋁合金都可以焊接?
?應避免發(fā)生的缺陷有哪些?
?如何選擇焊接填充合金?
?選擇時應當考慮的標準是什么?
?鋁合金系列需要了解?
選擇什么樣的焊絲?
一種母材可以用多種鋁合金焊材完成焊接 ,如5083-5083的焊接:可用 5356,5183,5556 等焊絲。但是每一種焊絲得到的焊接接頭可能只能在某一個性能方面是佳的。選擇佳的焊絲時,主要應考慮焊接件的終使用性能。整體來說,主要考察以下幾個性能指標:
總之,選擇鋁合金焊絲過程中,只有在對鋁件焊接及其應用中的許多相關變量進行了充分分析后,才能選擇出合適的合金填料。
氣孔產(chǎn)生原因:鋁焊接氣孔主要是氫進入焊接熔池而形成的。氫來源有:材料、焊絲、保護氣體、送絲機構、焊工的手套和環(huán)境濕度太高等,如焊絲被污染、材料及焊絲本身的氧化膜、送絲機構上有油污或汗?jié)n等。預防措施:
6.1.1材料及焊絲內的含氫量≤0.4mL /100g;
6.1.2 被焊件表面應去除油污及氧化膜,存放時間不超過4h。表面清理后應用干燥、潔凈、不起毛的物件覆蓋坡口及兩側;
6.1.3 焊絲盡量使用拋光焊絲,不然處理方法同上;
6.1.4 保護氣體內雜質含量:H2≤0.001%;O2≤0.02%;N2≤0.1%;H2O≤0.02%;
6.1.5保護氣體管路:一般采用不銹鋼管或銅管,軟管采用塑料管而不能用橡膠等易吸水的軟管;焊前應檢查冷卻水管道,確保不會漏水;當環(huán)境濕度很大時,應對保護氣體進行加熱對管路進行吹掃;
6.1.6 送絲機構:不得有油污,送絲管采用聚四氟乙烯管或尼龍,并焊前清理管內污染和冷凝水;
6.1.7現(xiàn)場環(huán)境:溫度不宜超過25℃,相對濕度不超過50%,保持環(huán)境清潔;
6.1.8焊工:工作服裝盡量是白色的,以便能及時發(fā)現(xiàn)和清理污染。焊時注意汗水和油漬不要再次污染焊件;
6.1.9 在焊前都應在試板上試焊,以便檢查保護氣體和管路是否合格。
6.1.10 焊接工藝上預防措施:用雙面焊代替單面焊;每道焊縫薄時比厚時有利于氣孔逸出;大直徑焊絲有利于減少氣孔;焊前預熱、焊后緩冷;降低電弧電壓、電流、降低焊接速度,有利于減少氣孔。
6.2 裂紋產(chǎn)生原因:材料焊接性較差;選擇焊絲時沒考慮抗裂性;結構的拘束度過大。預防措施:
6.2.1 對焊接性較差的鋁材在焊接前應考慮其抗裂性而不能只考慮強度;必要時可考慮對焊件進行退火后焊接,焊后再淬火時效。
6.2.2 選擇抗裂紋性好的焊絲,如含Si等低熔點元素的焊絲。
6.2.3 盡量減少焊接接頭的拘束度,合理安排焊接順序,讓焊縫能夠有橫向收縮余量,以減小焊接應力。沒有必要定位焊的就不要焊定位焊,能雙面定位焊的就不要單面定位焊。
6.2.4 盡量面焊為雙面焊。
探傷要求:
1.封頭拼縫焊后應進行RT,成形后再按規(guī)定RT或PT。
2.A、B類焊縫一般進行RT。
3.容器上的C、D類焊接接頭進行PT。
4.鋁材表面補焊焊縫進行PT。
5.鋁卡具和拉筋的臨時固定連接焊縫拆除后的焊痕等進行PT。
6.其他圖樣要求探傷的部位。
鋁焊絲焊接鋁箱技術
(1)選擇鋁焊絲
一般選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。
(2)選取焊接方法和參數(shù)
一般以左焊法進行,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時,以右焊法進行,焊炬和工件成90°角。
(3)焊前準備
采用化學或機械方法,嚴格清理焊縫坡口兩側的表面氧化膜。
機械清理可采用風動或電動銑刀,還可采用刮刀、銼刀等工具,對于較薄的氧化膜也可用0.25mm的銅絲刷打磨清除氧化膜。
清理好后立即施焊,如果放置時間超過4h,應重新清理。
(4)鋁箱中鋁及鋁合金材料特點
鋁是銀白色的輕金屬,具有良好的塑性、較高的導電性和導熱性,同時還具有抗氧化和抗腐蝕的能力。鋁極易氧化產(chǎn)生三氧化二鋁薄膜,在焊縫中容易產(chǎn)生夾雜物,從而破壞金屬的連續(xù)性和均勻性,降低其機械性能和耐腐蝕性能。
(5)鋁箱中鋁及鋁合金材料鋁合金材料的焊接難點
極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
4047鋁硅焊絲
:船王
鋁焊絲標準:GB/T10858-2008
焊絲直徑:1.2、1.6、2.0、2.4、3.0、3.2、4.0、5.0(mm)
焊絲盤尺寸:D300(9kg)、D270(7kg)、D200(2kg)、D100(0.5kg)
包裝狀態(tài):盤絲、直條、圈絲、桶裝
焊絲特點:12%硅含量,流動性好,焊接溫度低。
推薦焊接方法:釬焊(俗稱:氧氣焊、火焰焊),配201鋁焊粉。
焊接應用:焊接以下鋁合金——汽車鋁水箱、中冷器、散熱器、鋁合金客車窗、自行車車架、鋁件維修。
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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,氣體保護和陰極霧化效果好,產(chǎn)生氣孔的傾向小,焊縫內在質量高。
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〉鋁及鋁合金的熔點低(純鋁660℃),表面生成高熔點氧化膜(AL2O3 2050℃),容易造成焊接不熔合。
〈2〉低熔點共晶物和焊接應力,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,因焊絲的熔化速度很快,送絲速度高;鋁焊絲剛性小,比較軟,推絲送進時,細焊絲容易堆絲打彎,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,負電極(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)域為清潔寬度,清理鋁表面氧化膜。
鋁焊絲特性介紹及使用存放說明
1、4043(鋁焊條/鋁焊絲)特性如下:主要元素合金有:硅。不可以熱處理,熔化溫度為:574℃~632℃,抗腐蝕能力:B(Gen)A(Sc c ),導電率:42%IACS(-O),密度:2.67克/㎝3,陽極化處理后為灰色。4043鋁焊條是目前用途廣的焊接材料之一,廣泛用于MIG焊及TIG焊。加入硅的作用是增加焊料的流動性,以便于焊接操作。
2、4047(鋁焊條/鋁焊絲)特性如下:主要元素合金有:硅。不可以熱處理,熔化溫度為:577℃~582℃,抗腐蝕能力:B(Gen)A(Sc c ),導電率:41%IACS(-O),密度:2.66克/㎝3,陽極化處理后為灰黑色。4047鋁焊條是主要被用于鋁合金材料的釬焊。
3、5183(鋁焊條/鋁焊絲)特性如下:主要元素合金有:鎂、錳、鉻。不可以熱處理,熔化溫度為:579℃~638℃,抗腐蝕能力:A(Gen)A(Sc c ),,密度:2.66克/㎝3,陽極化處理后為白色。5183鋁焊條于1957年被發(fā)明,用于5083及類似的高強度的鋁合金材料的焊接,它的焊接強度要5356.
4、5356(鋁焊條/鋁焊絲)特性如下:主要元素合金有:鎂、錳、鉻、鈦。不可以熱處理,熔化溫度為:571℃~635℃,抗腐蝕能力:A(Gen)A(Sc c ),導電率:27%IACS(-H12),密度:2.66克/㎝3,硬度(BHN):105(-H18)陽極化處理后為白色。
5、5556(鋁焊條/鋁焊絲)特性如下:主要元素合金有:鎂、錳、鉻、鈦。不可以熱處理,熔化溫度為:570℃~635℃,抗腐蝕能力:A(Gen)A(Sc c ),密度:2.66克/㎝3,陽極化處理后為白色。
現(xiàn)產(chǎn)品已廣泛應用于:汽車制造、制冷、化工、造船、自行車、運動、器材、集裝箱、空分、航天航空等行業(yè)。主要產(chǎn)品形態(tài)有鋁焊條、鋁焊絲、鋁焊環(huán)、
使用及存放說明:
1、產(chǎn)品拆封后,在保質期內你可以直接施焊,不需要任何焊前處理。產(chǎn)品出廠包裝密封條件下可保存二年
以上,拆去包裝后在通常大氣環(huán)境下可保質三個月;
2、產(chǎn)品應置于通風、干燥及酸、堿、油介質隔離的地方存放;
3、產(chǎn)品在運輸中應避免摔撞和受潮,以免損壞焊絲盤和影響焊絲質量;
4、焊絲拆去包裝后,建議在焊絲上方施加適當?shù)姆缐m遮蓋物;
5、對于超過保質期的焊絲,建議在焊前進行焊絲表面清理;
6、焊接過程中的電弧會你的眼睛,請注意保護。
D832鈷基焊條圖片
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山東上焊E309MoL-16不銹鋼焊條
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天津薊縣Z268鑄鐵焊絲
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天津靜海EZFe-2鑄鐵焊絲
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產(chǎn)品名:鑄鐵焊絲