鋁合金類別
通常以四位數(shù)字標(biāo)明:位數(shù)字: 合金成分
1000系列:材料含99%以上之純鋁
2000系列:銅(Copper)為主要之成分---易熱處理以提高強(qiáng)度, 但提高了腐蝕性
3000系列:錳(Manganese)為主要之成分----增加硬度
4000系列:硅(Silicon)為主要之成分-----為焊條之理想材料
5000系列:鎂(Magnesium)為主要之成分-----提高強(qiáng)度及抗腐蝕
6000系列:鎂與硅為主要之成分-----以硅化鎂存在,可熱處理提高強(qiáng)度及易加工
7000系列:鋅(Zinc)為主要之成分-----經(jīng)熱處理提高強(qiáng)度,為所有鋁合金中強(qiáng)度高
五系
5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低,抗拉強(qiáng)度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列.在常規(guī)工業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
鋁的特性
a)優(yōu)點(diǎn)
鋁及鋁合金是目前應(yīng)用廣泛之飛機(jī)制造材料。
重量輕,差不多是同體積銅或鋼的1/3重量。
防腐蝕能力強(qiáng)。
可反射能—可見光、熱、電磁波。
導(dǎo)電及導(dǎo)熱能力強(qiáng),且又是非鐵磁性。
容易接合(焊接、鉚接或膠合)
外觀及表面易處理
機(jī)械性質(zhì)良好,經(jīng)加工處理后強(qiáng)度高、延展性高
存量多
b)缺點(diǎn)
當(dāng)溫度升高超過200℃,強(qiáng)度大幅減弱
當(dāng)溫度下降時傾向脆性材料
焊接工藝
1焊接材料的選擇
焊絲原則上選擇與母材成分相同的鋁及鋁合金焊絲或板條。氬氣純度>99.95%,盡量選用大直徑焊絲。在Al-Mg系鋁合金的弧焊中,通常都是推薦使用CB-AMr2、CB-AMr3、CB-AMr6、CB- AMr61、CB-AMr63、1557、1577焊條,對Al-Cu系鋁合金則推薦用01201和01217。
2 組對與點(diǎn)固焊
由于鋁及鋁合金管導(dǎo)熱快、熔池結(jié)晶快,所以.組對時不留間隙、鈍邊,應(yīng)避免強(qiáng)制進(jìn)行,以減少焊接后產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,定位焊縫長度10-15mm為易。定位焊位置在管的7點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)處。定位焊焊縫常做為正式焊縫保留,因此發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。焊前對定位焊表面黑粉、氧化膜進(jìn)行清除,并將兩端修成緩坡型。焊件不需要預(yù)熱.焊前在試板上試焊,當(dāng)確認(rèn)無氣孔后再進(jìn)行正式焊接。采用高頻引弧,起弧點(diǎn)應(yīng)越過中心線20mm左右,并停留不動約2-3秒。然后在焊透的情況下,采用大電流、快速焊。焊絲不擺動,焊絲端部不應(yīng)離開氬氣保護(hù)區(qū)。如離開氬氣保護(hù)區(qū).焊絲端部應(yīng)剪掉。焊絲與焊縫表面的夾角宜在15O右。焊槍與焊縫表面的夾角宜保持在80O~90O之間。為氬氣保護(hù)區(qū)和增強(qiáng)保護(hù)效果,可采用大直徑焊槍瓷嘴,加大焊槍氬氣流量。當(dāng)噴嘴上有明顯阻礙氬氣氣流流通的飛濺物附著時。將飛濺物清除或更換噴嘴。當(dāng)鎢極端部出現(xiàn)污染,形狀不規(guī)則等現(xiàn)象時.修整或更換。鎢極不宜伸出噴嘴外。焊接溫度的控制主要是焊接速度和焊接電流大小的控制。試驗(yàn)結(jié)果表明,大電流、快速焊能有效防止氣孔的產(chǎn)生。這主要是由于在焊接過程中以較快速度焊透焊縫,熔化金屬受熱時間短,吸收氣體的機(jī)會少。收弧時,注意填滿弧坑,縮小溶池,避免產(chǎn)生縮孔,終點(diǎn)的結(jié)合處應(yīng)焊過20~30mm。?;『螅舆t停氣6秒??尚D(zhuǎn)的鋁及鋁合金管對接平焊時.焊炬應(yīng)處于稍帶上坡焊位置。這樣有利于焊透。厚壁管子底層焊時??刹惶罴雍附z。但以后的焊層需加焊絲。
焊后處理
(1)焊后清理 焊后留在焊縫及四周的殘存焊劑和焊渣等會破壞鋁表面的鈍化膜,有時還會腐蝕鋁件,應(yīng)清理干凈。外形簡單、要求一般的工件可以用熱水沖洗或蒸氣吹刷等簡單方法清理。要求高而外形復(fù)雜的鋁件,在熱水中用硬毛刷洗擦后,再在60℃~80℃左右、濃度為2%~3%的鉻酐水溶液或溶液中浸洗5 min~10 min,并用硬毛洗擦刷,然后在熱水中沖洗擦滌,用烘箱烘干,或用熱空氣吹干,也可自然干燥。
(2)焊后熱處理 鋁容器一般焊后不要求熱處理。假如所用鋁材在容器接觸的介質(zhì)條件下確有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性,需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應(yīng)力,來使容器上的應(yīng)力降低到產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力以下,這時應(yīng)由容器設(shè)計文件提出特別要求,才進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。如需焊后退火熱處理,對于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等,推薦溫度為345℃;對于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等,推薦溫度為415℃;對于2019、2A11、6A02等,推薦溫度為360℃,根據(jù)工件大小與要求,退火溫度可正向或負(fù)向各調(diào)20℃~30℃,保溫時間可在0.5 h~2 h之間。
鋁容器的應(yīng)用特點(diǎn)
(1)鋁在空氣和氧化性水溶液介質(zhì)中,其表面較易產(chǎn)生致密的氧化鋁鈍化膜,它在一些氧化性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。在高溫中,純鋁的耐蝕性優(yōu)于不銹鋼。鋁材常作為耐蝕容器材料。
(2)對一些腐蝕性不太強(qiáng),但要求防鐵污染的介質(zhì),如化纖生產(chǎn)介質(zhì)等,鋁有較好的耐蝕性,而且沒有鐵污染物料,因此,鋁材常作為防鐵污染的容器的材料。其他有色金屬容器也能防鐵污染,但鋁便宜。
(3)鋁是面心立方晶格,沒有同素異構(gòu)體,低溫下不存在像鐵素體鋼那樣的脆性轉(zhuǎn)變,鋁容器的低設(shè)計溫度可達(dá)-269℃。鋁材常作為低溫容器的材料。鋁鎂合金中的鎂含量較高時,會以金屬間化合物Mg2Al3和Mg5Al8在晶間析出,使鋁鎂合金在某些介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕敏感性,只有在65℃以下使用才不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,因此含鎂量超過了3%的鋁鎂合金規(guī)定設(shè)計溫度不超過65℃。析出相過多也會降低沖擊韌性,因此含鎂量超過3%的鋁鎂合金及其焊接接頭應(yīng)檢驗(yàn)沖擊韌性。其他鋁和鋁容器,包括低溫鋁容器均不要求進(jìn)行沖擊韌性檢驗(yàn)。
(4) 由于鋁鎂硅合金固溶時效狀態(tài)強(qiáng)度高,塑性也較好,焊接性好,焊接接頭在焊后狀態(tài)仍能保持較高的強(qiáng)度,因而常用作容器用高強(qiáng)度鋁合金。鋁,特別是純鋁的規(guī)定非比例伸長應(yīng)力很低,在小的載荷下即會產(chǎn)生塑性變形。鋁容器在使用與運(yùn)輸時,應(yīng)留意碰撞變形。
(5) 為了得到好的塑性,純鋁、鋁錳合金和鋁鎂合金的變形鋁材都只在退火狀態(tài)或熱作狀態(tài)使用,不采用冷作狀態(tài)。熱作狀態(tài)鋁的焊接接頭,焊接熱對熱影響區(qū)有退火作用,因而其許用應(yīng)力也只取退火狀態(tài)鋁材的許用應(yīng)力。只有鋁鎂硅合金和鋁銅合金的鋁材才采用固溶時效狀態(tài),以其高強(qiáng)度。
基本的鋁合金知識和MIG 焊技巧
鋁合金越來越多的用于機(jī)械制造行業(yè). 隨之而來的是對鋁合金焊接的要求也越來越高。目前國外MIG 焊鋁的技術(shù)工藝日趨成熟, 主要用于全焊接鋁合金游輪、火車及汽車箱體、摩托車架、壓力容器、軌道交通、工作平臺及飛機(jī)等。
這里僅介紹基本的鋁合金知識和MIG焊技巧 (所有材料牌號參照AWS 標(biāo)準(zhǔn))。
1.鋁合金分類及對應(yīng)焊材
1.1. 純鋁 (1xxx 系列), 可焊性很好, 對應(yīng)焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 鋁銅合金 (2xxx 系列), 可焊性較差, 對應(yīng)焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 鋁錳合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 對應(yīng)焊材: ER4043、ER5356
1.4. 鋁硅合金 (4xxx 系列), 一般用于制造焊絲 (4043、4047)
1.5. 鋁鎂合金 (5xxx 系列), 高強(qiáng)度, 可焊性很好, 對應(yīng)焊絲: ER5356、ER5183 等
1.6. 鋁鎂硅合金 (6xxx 系列), 應(yīng)用廣, 可焊性好, 對應(yīng)焊絲: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 鋁鋅合金 (7xxx 系列), 高強(qiáng)度, 用于飛機(jī)制造業(yè), 可焊性很差易裂, 對應(yīng)焊絲: ER5356 (7005 和7039 母材)
1.8. 其它鋁合金 (8xxx 系列), 可焊性很差
2.鋁合金MIG 焊對焊接設(shè)備的要求
2.1. 直流CV 焊接電源或脈沖電源
2.2. 送絲機(jī)構(gòu)及推拉式焊槍
2.3. 鋁焊接用導(dǎo)電嘴 (孔徑比碳鋼用稍大)
2.4. 連接電纜
2.5. Ar 及流量計 (也有Ar+He 混合氣)
3.焊前準(zhǔn)備工作 (非常重要)
3.1. 清理工件待焊處油污 (擦拭)
3.2. 用不銹鋼絲刷或砂輪去除待焊處氧化膜 (至少20毫米范圍)
3.3. 如用水冷焊槍, 確保無漏水
3.4. 確保焊絲處于干凈無損壞狀態(tài)
3.5. 確保送絲輪, 送絲軟管處于良好狀態(tài)
4. 焊接參數(shù) (僅供參考)
4.1. 根據(jù)不同的材料和板厚選用不同型號的焊絲和直徑
4.2. 常用焊接規(guī)范:
4.2.1. 0.8 毫米焊絲 (板厚小于3毫米): WFS: 12-15m/min, I=70-130A, U=17-21V,焊速=600-1125mm/min
4.2.1. 0.9 毫米焊絲 (板厚小于5毫米): WFS: 10-12m/min, I=145-175A, U=20-22V,焊速=600-1125mm/min
4.2.3. 1.0 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 8-12m/min, I=150-200A, U=22-24.5V,焊速=600-1125mm/min
4.2.4.1.2 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 7.5-10m/min, I=190-220A, U=22-26V,焊速=600-800mm/min
4.2.5. 1.6 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 5-8m/min, I=240-330A, U=24-30V,焊速=400-800mm/min
4.3. 注:
4.3.1. 角焊比對接焊規(guī)范稍大, 立焊和仰焊規(guī)范比上述稍小
4.3.2. ER4043 (ER4XXX) 焊絲取下限值, ER5356 (ER5XXX) 取上限值
4.3.3. 保護(hù)氣流量: 10-20L/MIN, 仰焊時多一些, 用粗焊絲時多一些
4.3.4. 焊絲干伸長度: 12-15mm
4.3.5. 過渡方式: 噴射過渡 (Spray arc transfer)
4.3.6. 極性: DC+ (直流反接)
5. 操作技巧
5.1. 半自動焊時總是左焊法 (右焊時焊縫成型很差, 表面發(fā)黑, 易產(chǎn)生未熔合缺陷),收弧時回焊接10 毫米左右以消除弧坑裂紋
5.2. 立焊時總是立向上焊
5.3. 自動焊時焊槍與焊縫軸線在行走方向 (無論左右) 成95-100度角。
總之, MIG 焊鋁合金比焊一般鋼材難一些, 但是如果準(zhǔn)備充分, 材料設(shè)備匹配, 操作方法得當(dāng), 就可以得到很好的效果。
銅線拉絲機(jī)開機(jī)前準(zhǔn)備工作:
1、檢查各項油料是否正確,油料桶內(nèi)油料有無達(dá)到要求,機(jī)臺各部分是否清潔,尤其要特別注意接近開關(guān)是否清潔。
2、確認(rèn)三相電源無相欠,電壓380V 50HZ。
3、電源線有無斷裂。
4、接地線是否正確接地。
5、伸線油型號是否正確,有無變質(zhì),是否受到污染。
6、進(jìn)口線徑是否合格,材料是否為所要求的批次。
7、鐵軸的規(guī)格是否正確,有沒有毛邊等,平衡校正應(yīng)合JIS6級標(biāo)準(zhǔn)。
8、鐵軸是否用扳手旋緊。
9、供線部分供給銅線是否順暢。
10、機(jī)器四周圍是否清潔,無有臟污物。
11、檢查機(jī)器是否漏油、漏水等。
拉絲機(jī)安全操作規(guī)程為了更好地使快速拉絲機(jī)合理運(yùn)作和產(chǎn)品品質(zhì)獲得確保,特制訂本安全操作規(guī)程適用該設(shè)備臺的任何商品生產(chǎn)制造主題活動和維護(hù)保養(yǎng)工作中與實(shí)際操作該高速加工中心的作業(yè)員和保養(yǎng)工作人員,務(wù)必互相配合,合力工作中,及時處理難題妥善處理。
絲機(jī)也被稱作拔絲機(jī),拉線機(jī)英文名為:drawingmachine,是在工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用中運(yùn)用很廣泛的工業(yè)設(shè)備,普遍應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)制造,五金加工,石油化工設(shè)備機(jī)器設(shè)備,塑料,竹板材商品,電線電纜等行業(yè)。
一、熔化極氣體保護(hù)電弧焊的概念及分類
使用熔化電極,以外加氣體作為電弧介質(zhì),并保護(hù)金屬熔滴,焊接熔池和焊接區(qū)高溫金屬的電弧焊方法,稱為熔化極氣體保護(hù)電弧焊。
根據(jù)焊絲材料和保護(hù)氣體的不同,可將其分為以下幾種方法,如圖所示。
按焊絲分類可分為實(shí)芯焊絲焊接和藥芯焊絲焊接。
用實(shí)芯焊絲的惰性氣體(Ar或He)保護(hù)電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊,簡稱MIG焊(Metal Inert Gas Arc Welding).
用實(shí)芯焊絲的富氬混合氣體保護(hù)電弧焊,簡稱MAG焊(Metal Active Gas Arc Welding)。
用實(shí)芯焊絲的CO2氣體保護(hù)焊,簡稱CO2焊。
用藥芯焊絲時,可以用CO2或CO2+Ar混合氣體作為保護(hù)氣體的電弧焊稱為藥芯焊絲氣體保護(hù)焊。
還可以不加保護(hù)氣體,這種方法稱為自保護(hù)電弧焊。
二、普通MIG/MAG焊和CO2焊的區(qū)別
CO2焊的的特點(diǎn)是:成本便宜、生產(chǎn)。但是存在飛濺量大、成型差的缺點(diǎn),因而有些焊接工藝采用普通MIG/MAG焊。
普通MIG/MAG焊是以惰性氣體保護(hù)或以富氬氣體保護(hù)的弧焊方法,而CO2焊卻具有強(qiáng)烈的氧化性,這就決定了二者的區(qū)別和特點(diǎn)。
與CO2焊相比MIG/MAG焊的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1) 飛濺量減少50%以上。在氬或富氬氣體保護(hù)下的焊接電弧穩(wěn)定,不但射滴過渡與射流過渡時電弧穩(wěn)定,而且在小電流MAG焊的短路過渡情況下,電弧對熔滴的排斥作用較小,從而了MIG/MAG焊短路過渡的飛濺量減少50%以上。
2) 焊縫成形均勻、美觀。由于MIG/MAG焊熔滴過渡均勻、細(xì)微、穩(wěn)定,所以焊縫成形均勻、美觀。
3) 可以焊接許多活潑金屬及其合金。電弧氣氛的氧化性很弱,甚至無氧化性,MIG/MAG焊不但可以焊接碳鋼、高合金鋼,而且還可以焊接許多活潑金屬及其合金,如:鋁及鋁合金、不銹鋼及其合金、鎂及鎂合金等。
4) 大大地提高了焊接工藝性、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
三、脈沖MIG/MAG焊和普通MIG/MAG焊的區(qū)別
普通MIG/MAG焊的主要熔滴過渡形式是大電流時的射流過渡和小電流時的短路過渡,因而小電流仍存在飛濺量大、成型差的缺點(diǎn),尤其是有些活潑金屬在小電流下無法焊接如鋁及合金、不銹鋼等。
因而出現(xiàn)了脈沖MIG/MAG焊,其熔滴過渡特點(diǎn)是每個電流脈沖過渡一個熔滴,就其實(shí)質(zhì)而言屬于射滴過渡。與普通MIG/MAG焊相比其主要特點(diǎn)如下:
1)脈沖MIG/MAG焊的佳熔滴過渡形式是一個脈沖過渡一個熔滴。這樣通過調(diào)節(jié)脈沖頻率就能夠改變單位時間內(nèi)熔滴過渡的滴數(shù),也就是焊絲熔化速度。
2)由于一脈一滴的射滴過渡,熔滴直徑大致與焊絲直徑相等,則熔滴電弧熱較低,也就是熔滴溫度低(與射流過渡和大滴過渡相比)。所以提高了焊絲的熔化系數(shù),也就是提高了焊絲的熔化效率。
3)因熔滴溫度低,所以焊接煙霧少。這樣一方面降低了合金元素的燒損,另一方面改善了施工環(huán)境。
與普通MIG/MAG焊相比其主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1)焊接飛濺小,甚至無飛濺。
2)電弧指向性好,適于全位置焊接。
3)焊縫成形良好,熔寬較大,指狀熔深特點(diǎn)減弱,余高小。
4)小電流焊接活潑金屬(如鋁及其合金等)。擴(kuò)大了MIG/MAG焊射流過渡的使用電流范圍。脈沖焊時焊接電流從射流過渡的臨界電流附近一直到幾十安的較大電流范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的射滴過渡。
由上述可知脈沖MIG/MAG的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),但是任何事物都不可能無缺的。和普通MIG/MAG相比其不足之處如下:
1) 焊接生產(chǎn)效率習(xí)慣性感覺略低。
2) 對焊工人員素質(zhì)要求較高。
3) 目前來說焊接設(shè)備價格較高。
三、脈沖MIG/MAG焊的選用主要工藝決定
針對以上對比結(jié)果,脈沖MIG/MAG焊雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)是其它焊無法實(shí)現(xiàn)和比擬的,但是其同樣存在設(shè)備價格高、生產(chǎn)效率略低、焊工不易掌握的問題。所以脈沖MIG/MAG焊的選用主要由焊接工藝要求決定的。就目前國內(nèi)的焊接工藝標(biāo)準(zhǔn),以下焊接基本上使用脈沖MIG/MAG焊。
1)碳鋼類。對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合,主要是壓力容器行業(yè),如鍋爐、化工換熱器、中央空調(diào)換熱器,還有水電行業(yè)水輪機(jī)的渦殼等。
2)不銹鋼類。使用小電流(200A以下在此稱小電流,下同)和對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合,如機(jī)車、化工行業(yè)的壓力容器等。
3)鋁及其合金類。使用小電流(200A以下在此稱小電流,下同)和對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合,如動車、高壓開關(guān)、空分等行業(yè)。尤其是動車,包括南車集團(tuán)四方車輛車、唐山車輛廠和長客等及為他們外協(xié)加工的小廠家。據(jù)業(yè)內(nèi)消息,到2015年國內(nèi)所有省會和人口超過50萬的城市均實(shí)現(xiàn)通動車,可見動車的需求量之大,焊接工作量和焊接設(shè)備的需求之大。
4)銅及其合金類。根據(jù)目前的了解情況,銅及其合金基本上都使用脈沖MIG/MAG焊(在熔化極氣保焊范圍內(nèi))。
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