鋁型材的可焊接特性
鋁及其合金化學(xué)活潑性很強(qiáng),表面易形成氧化膜,且多具有難熔性質(zhì)(如 Al2O3 的熔點(diǎn)約為 2050℃, MgO 的熔點(diǎn)約為 2500℃),加之鋁及其合金導(dǎo)熱性強(qiáng),焊接時(shí)容易造成不熔合現(xiàn)象。 由于氧化膜密度同鋁的密度極其接近,所以也容易成為焊縫金屬的夾雜物。同時(shí),氧化膜(特別是有 MgO 存在的不很致密的氧化膜)可以吸收較多的水分而常常成為形成焊縫氣孔的重要原因之一。此外,鋁及其合金的線脹系數(shù)大(約為鋼的 2 倍),導(dǎo)熱性又強(qiáng)(比鋼約大一倍多),焊接時(shí)容易產(chǎn)生翹曲變形。
鋁型材的焊接方法
鋁合金的焊接方法很多,但目前主要采用的說TIG和MIG。
1)熔化極氬弧焊
優(yōu)點(diǎn):以焊絲為電極,電流比較大,電弧功率大,熱量集中,焊接速度快,生產(chǎn)效率高??珊附雍穸葹樾∮?0mm。
缺點(diǎn):焊絲直徑受送絲系統(tǒng)的限制,且焊縫的氣孔敏感性較大。
2)手工鎢極氬弧焊
優(yōu)點(diǎn):熱量比較集中,電弧燃燒穩(wěn)定,焊縫金屬致密,焊接接頭的強(qiáng)度和塑性較高,接頭質(zhì)量較優(yōu),可焊接的板厚度為1mm~20mm,是焊接鋁和鋁合金的普通的方法。
缺點(diǎn):此方法不宜在露天操作。
3)氣焊
氣焊的熱功率比電弧焊低,熱量分散,因而焊件變形大,生產(chǎn)效率低。且焊縫金屬晶粒粗大,組織疏松,容器產(chǎn)生夾渣。實(shí)際上被氬焊所取代。
4)焊條電弧焊
焊條電弧焊的接頭質(zhì)量較差,工業(yè)中應(yīng)用較少,主要用于焊補(bǔ)。
5)熔化極脈沖鎢極氬弧焊
焊接電流小,參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣,焊件變形小,適用于薄板焊和全位置焊。常用于2~12mm。
6)其它不常用的焊接方法
等離子弧焊、真空電子束焊、激光焊、電阻焊等。
TIG和MIG的焊接工藝
熔化極氬弧焊 (MIG焊)
熔化極氬弧焊(分為自動(dòng)及半自動(dòng))適用于中等厚度、大厚度鋁及鋁合金板材的焊接,焊接時(shí)采用直流反接。采用該方法焊接時(shí)焊接速度快,焊接接頭熱影響區(qū)和焊件的變形量小。焊前焊件不必預(yù)熱,例如厚度達(dá)30mm的鋁板僅需正、反面各焊接一層。
自動(dòng)熔化極氬弧焊時(shí),氣孔的敏感性較大,這與焊絲直徑有明顯關(guān)系,為此,常選用粗的焊絲及較大的焊接電流值,焊絲直徑越粗,焊絲的比表面積就越小,反之,越大。用細(xì)焊絲焊接時(shí),由鋁絲表面帶入熔池的氧化膜及表面吸附水等雜質(zhì)的數(shù)量要高于粗絲焊,因此容易產(chǎn)生氣孔缺欠。6mm的鋁板對(duì)接焊時(shí)開I形坡口,間隙小于0.5mm,厚度大于8mm的鋁板,需加工成V形坡口。
手工鎢極氬弧焊 (TIG焊)
手工鎢極氬弧焊時(shí),采用交流電源,利用“陰極破碎作用”清除焊接部位表面上的氧化膜。氬氣的純度需大于99.99%,含氮量小于0.04%、含氧量小于0.03%、水分小于0.07%,當(dāng)?shù)獨(dú)獬^標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),焊縫表面會(huì)產(chǎn)生淡黃色或草綠色的化合物(氮化物)及氣孔,給焊工的操作帶來困難;而且當(dāng)氧氣過量時(shí),在熔池表面上還會(huì)出現(xiàn)密集的黑點(diǎn),使電弧不穩(wěn)定,飛濺較大,水分會(huì)導(dǎo)致熔池沸騰,并形成氣孔。
(a)大于3mm厚的焊件需加工成V形坡口,厚度超過14mm的焊件宜開雙V形坡口,厚度超過3mm的管子也應(yīng)加工成V形坡口。
(b)組對(duì)方式通常有不留間隙、留間隙加墊板和較大間隙(對(duì)弧焊)。鎢極端部通常燒結(jié)成球珠形以利于電弧穩(wěn)定燃燒。
(c)板厚超過10mm的焊件焊接時(shí)或重要結(jié)構(gòu)定位焊時(shí),應(yīng)采取預(yù)熱措施。預(yù)熱溫度的選擇主要取決于焊件大小及焊縫金屬的冷卻速度。板材愈厚,預(yù)熱溫度愈高。一般預(yù)熱溫度控制在200~250℃。多層焊時(shí),要保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度。
鋁型材的焊接方式多樣,且各有優(yōu)缺點(diǎn),選擇焊接方法時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際要求,和公司實(shí)際情況來考慮。
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