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重庆铝板材料密度低,强度大,热电导率高,抗腐蚀能力很强,具有较好的物理特征和物理性能,因此广泛用于工业品的焊接件上。一直以来,因为焊接工艺及焊接工艺参数的选择不善,导致铝合金零件电焊焊接后因为地应力过度集中化造成比较严重变型,或是因为焊接出气孔、焊瘤、未焊透等缺点,造成焊缝金属裂痕或材料松散,严重影响到产品品质及特性。
1重庆铝板特性
铝是银灰色的非金属材料,具有较好的可塑性、相对较高的导电率和传热性,另外还具备抗氧化性和耐腐蚀能力。铝非常容易空气氧化造成三氧化二铝塑料薄膜,在焊接中很容易产生夹杂物,进而毁坏金属持续性和均匀度,降低物理性能和耐腐蚀性。普遍铝合金型材原材质和焊条的成份及物理性能如表1。
2重庆铝板的电焊焊接难题
(1)非常容易空气氧化。在空气中,铝非常容易同空气氧化合,形成致密三氧化二铝塑料薄膜(薄厚约0.1-0.2μm),熔点低(约2050℃),远高于重庆铝板的溶点(约600℃左右)。空气氧化铝密度3.95-4.10g/cm3,大约为铝合金的1.4倍,氧化铝薄膜表面易吸咐水份,焊接过程,它阻拦基本上金属焊接,非常容易产生出气孔、焊瘤、未熔合等缺点,造成焊接功能失效。
(2)易产生出气孔。铝及铝合金焊接过程造成出气孔的主要原因是氢,因为液态铝能溶大量氢,而固体铝基本不融解氢,所以当溶池环境温度快速降温与凝结时,氢赶不及析出,很容易在焊接中汇聚产生出气孔。H2孔现阶段难以避免,氢的由来许多,有电弧焊接氛围里的氢,铝合金板、焊条表面吸附空气中的等。实践经验证明,即便氩气瓶按GB/T4842规范标准,纯净度做到99.99%之上,但是当含水量做到20ppm时,会出现大量高密度出气孔,当相对湿度高于80%时,焊接便会显著发生出气孔。
(3)焊接变形产生裂痕趋向大。铝合金的热膨胀系数和结晶体缩水率约比钢大二倍,易产生比较大的焊接变形的热应力,对刚度比较大的构造将促进热裂纹的形成。
(4)铝合金的传热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。大约为钢4倍,因而,电焊焊接铝及铝合金时,比焊钢要耗费更多发热量。
(5)合金成分的蒸发的烧蚀。铝合金型材里面含有熔点沸点元素(如镁、锌、锰等),在高温下电孤影响下,非常容易挥发烧蚀,从而改善焊缝金属的成分,使焊接功能失效。
(6)持续高温强度可塑性低。持续高温时铝合金的强度可塑性比较低,破坏焊缝金属的成型,有时候还易造成焊缝金属坍落和假焊状况。
(7)无色彩变化。重庆铝板从固体变为液体时,没有明显的颜色的变化,使操作人员无法把握加热温度。
3重庆铝板焊接加工工艺方式
(1)焊前准备
选用有机化学或机械方式,严苛清除焊缝坡口两边表面氧化层。
化学水处理是采用碱或酸清理材料表面,该法既可以清除氧化层,还可以除油污,实际工艺流程如下所示:摩尔分数为6%~10%的NaOH,在70℃上下侵泡0.5min→水清洗→摩尔分数为15%的氰化钠常温下侵泡1min开展中和处理→水清洗→温开水洗→干躁。洗完后铝合金型材表层为暗淡无光的银色。
机械清理可采取倾侧或电动式车刀,还可以选用刮板、挫刀等设备,针对较薄薄的氧化层还可用0.25mm的铜丝刷打磨抛光消除氧化层。
清除之后马上焊接,假如摆放时间超4h,应再次清除。
(2)明确位置精度及定位焊间隔
焊接环节中,铝合金板受热变形,导致焊缝坡口空隙降低,焊前位置精度假如保留过小,焊接操作中就会引发两板的焊缝重合,提升焊后表面不平度和变形程度;反过来,位置精度太大,则焊接艰难,且有烧损的可能性。适宜的定位焊间隔能确保所需要的定位焊空隙,因而,选择适合自己的位置精度及定位焊间隔,是降低变形一项主要措施。凭经验,不一样厚度对接缝处较科学合理的机械加工工艺主要参数见表2。
(3)挑选自动焊接设备
目前市面上焊接产品种类繁多,一般情况下应采用沟通交流电弧焊接(即TIG焊)。是指在氩气瓶的庇护下,运用钨电极与产品工件问所产生的电孤热溶化原材质和充填焊条的一种焊接工艺。该焊接机工作的时候,因为交流电路的正负极要在周期性转换,在每一个周期时间里半波为直流电正接,半波为直流电反接。正接的半波期内钨极能够发送充足电子又很不至于超温,有益于电孤稳定。反接的半波期内材料表面产生的氧化层非常容易被清除掉而得到表层明亮美观大方、成型较好的焊接。
(4)挑选焊条
一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊条。
(5)选择焊接工艺和主要参数
一般以左焊法来,焊炬和产品工件成60°角。电焊焊接薄厚15mm以上时,以右焊法来,焊炬和产品工件成90°角。
电焊焊接厚度在3mm以上时,开V形焊缝,交角为60°~70°,空隙不应大于1mm,以多层焊进行。厚度在1.5mm以下时,不开坡口,没留空隙,不用添充丝。焊固定不动管道对接焊缝时,当口径为200mm,厚度为6mm时,应使用直径约3~4mm的钨极,以220~240A的焊接电流,直径约4mm的添充焊条,以1~2层焊完。
凭经验,在重庆铝板焊接过程,其适用焊接参数见表3所显示。