铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位,它在世界年产量仅次于钢铁而居第二位,在有色金属中则居位。如果说铝合金初是在航空工业中崭露头角的话,那么近几十年来,除航空工业外,在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电工、化学工业及低温装置中已大量应用铝及铝合金,以制造各种部件、油箱、耐蚀容器及导线等。目前铝合金焊接结构中应用广的是防锈铝合金,即铝镁合金和铝锰合金。
▷保护气体的选择◁
焊接时所用的保护气体有惰性气体氩气(Ar)和氦气(He),生产上普遍使用氩气。用于焊接铝及铝合金的氩气满足下列纯度(体积分数)要求:氩气大于99.99%,氦气小于0.04%,氧气小于0.03%,水的质量分数小于0.07%。目前国内生产的氩气,其纯度一般能达到此要求,故在使用前不需再进行提纯处理。
▷钨电极的选用◁
氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高,不容易熔化挥发,但电子发射能力比钍钨、铈钨要差。在纯钨中加入质量分数为1.0%~2.0%的氧化钍(Tho)电极称为钍钨极。它的电子发射能力强,允许的电流密度高,电弧燃烧稳定。
▷溶剂的选择◁
在气焊、碳弧焊过程中,熔化的金属表面极易氧化而形成氧化膜,为焊接质量,用熔剂去除氧化膜及其他杂质。气焊、碳弧焊用的熔剂是各种钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物粉末的混合物。
▷焊丝的选用◁
在铝合金材料的焊接过程中,铝合金用焊丝的选用至关重要,选取前应该了解以下内容:
•是否所有的铝合金材料都可用作焊接填充合金?
•是否所有的铝合金都可以焊接?
•应避免发生的缺陷有哪些?
•如何选择焊接填充合金?
•选择时应当考虑的标准是什么?
▷铝合金系列需要了解◁
选择什么样的焊丝?
一种母材可以用多种铝合金焊材完成焊接 ,如5083-5083的焊接:可用 5356,5183,5556 等焊丝。但是每一种焊丝得到的焊接接头可能只能在某一个性能方面是佳的。选择佳的焊丝时,主要应考虑焊接件的终使用性能。整体来说,主要考察以下几个性能指标:
总之,选择铝合金焊丝过程中,只有在对铝件焊接及其应用中的许多相关变量进行了充分分析后,才能选择出合适的合金填料。
铝及铝合金焊丝广泛应用于铝合金氩弧焊及气焊。焊丝选用主要根据母材的种类、接头的抗裂性能、机械性能、抗腐蚀性能及经阳极化处理后焊缝与母材的色彩协调等方面的要求综合考虑。一般来说,焊接铝及铝合金都采用与母材相同或相近牌号的焊丝,这样可以获得较好的耐蚀性;但焊接热裂倾向大的热处理强化合金时,选择焊丝时则主要考虑抗裂性。铝镁合金焊接时,为弥补焊接过程中镁的烧损,应避开焊缝易出现裂纹的镁含量临界点(2%),一般采用含镁量比基材高1%~2%的焊丝。另外,采用含Mg量高的铝合金焊丝焊接高Zn铝合金时可提高焊缝的抗裂性。以6005A型材为例,其镁含量为0.65%、硅含量为0.70%,采用ER5356铝合金焊丝可以满足上述要求。依据美国ALCOTEC铝焊接研究所提供的技术资料,并参照德国、日本等国文献报道,焊接7005铝合金型材时可选用的焊丝牌号有ER5356、ER5183,接头综合性能均较高;二者比较,ER5356接头强度稍差,但延伸率较大。综合国外铝合金车辆的成功制造经验,选择ER5356焊丝焊接7005基材较好
目前国内研制的用铝合金焊丝线坯的生产主要采用立式半连续铸造-挤压法,其特点是产品质量好、性能稳定,所用设备也可用于生产其它铝合金线材(如铆钉线等),但设备投资较大,工序多,占地面积大,工模具消耗和能耗较高,生产过程中的几何废料也高,产品成品率相对较低;国外铝合金焊丝线坯的生产多采用连铸连轧法,设备投资适中,产品单重大、成材率高(90%以上)、质量相对稳定;水平连铸连拉法的特点是设备投资少,线材的成品率高(90%以上),在纯铝焊丝线坯的生产中优势明显,有取代其它工艺的趋势,但这种方法目前还有一些工艺问题有待解决。
铝及铝合金焊丝可用于线轴或纵向切口的 MIG或 TIG的焊接加工,按其成分可分为纯
铝、铝硅和铝镁焊丝,通过一定方法加工成盘状(卷状)或棒状(直条状)供货,广泛应用于建筑、装饰和设备、冶金、管道、纺纱器具、船舶、钻井装备、火车、汽车、储存罐和压力容器等行业的焊接加工等行业。
铝合金焊丝在焊接时容易出现哪些问题呢?出现这些问题的时候要怎么解决?现在由浙江宇光铝材有限公司来分析整理一下这些问题:
(1)铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护,防止其氧化。钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。
(2)铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著,为了获得的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。
(3)铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小。根据生产经验,当含硅5%~6%时可不产生热裂,因而采用SAlSi条(硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。
(4)铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断难。高温铝强度很低,支撑熔池困难,容易焊穿。
(5)铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。
(6)合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降。
(7)母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时,焊接热会使热影响区的强度下降。
郑州市船王焊材有限公司研制了,两种低温铝焊条(低温铝焊丝)提供客户选择!一种「需要沾焊剂,熔点450℃左右】: 本产品为焊铝水箱,铝空调,低温型。流平性好,填缝隙能力强。焊接薄件优点非常。适用于各种火焰焊接。如汽油,液化气,氧乙炔等。其的抗裂性能和抗拉力强度。可焊生铝,熟铝,铝合金。焊丝为2.0mm×900mm焊粉为500g每袋。操作步骤:1烧热焊条,2沾焊粉(不用拌水),3预热底件,4试焊(用焊条在被焊处划动,如看到焊粉像水一样四处淌,底件洗白,那么焊条就会像水一样融到焊接处了。)二种「无需沾焊剂,熔点350℃左右】: 本产品为环保铜与铝、铝与铝钎焊材料,该产品在电气、变压器、制冷、卫浴、五金等行业得到了广泛应用。铝及铝合金的钎焊需求不断增长。纯铝的熔点为660摄氏度。而铝合金,随着其含的合金元素的不同,他的熔点在482摄氏度~660摄氏度之间。铝及铝合金从常温加热到溶化状态时,没有颜色变化,焊接时判断母材温度十分困难,容易使母材过烧或溶化。新锐公司潜心致力于铝铝钎焊技术的研究,为满足对不同牌号铝合金母材的钎焊要求,我们提供了钎焊温度在350摄氏度~600摄氏度的系列焊接材料。主要有自带钎剂的药芯焊丝。提供的产品有直条、盘丝、焊环、焊片等多种形式。主要用于,汽车水箱和空调的焊接、冰箱的焊接、散热器的焊接、生铝以及铝合金的焊接。 使用方法: 药芯焊丝操作工艺简单,使用方便,流动性强,无需焊接设备和工人,采用普通的火焰钎焊(氧气乙炔、氧气丙烷或氧气液化石油气)即可轻易完成焊接。去油、去锈预处理后,移动焊枪均匀加热需焊接的部位,当温度达到350℃左右时,加入药芯焊丝使其受热熔化并均匀流入结合点,待焊缝饱满后移开焊枪,冷却即可。
铝焊丝特性介绍及使用存放说明
1、4043(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:硅。不可以热处理,熔化温度为:574℃~632℃,抗腐蚀能力:B(Gen)A(Sc c ),导电率:42%IACS(-O),密度:2.67克/㎝3,阳极化处理后为灰色。4043铝焊条是目前用途广的焊接材料之一,广泛用于MIG焊及TIG焊。加入硅的作用是增加焊料的流动性,以便于焊接操作。
2、4047(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:硅。不可以热处理,熔化温度为:577℃~582℃,抗腐蚀能力:B(Gen)A(Sc c ),导电率:41%IACS(-O),密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为灰黑色。4047铝焊条是主要被用于铝合金材料的钎焊。
3、5183(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬。不可以热处理,熔化温度为:579℃~638℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),,密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为白色。5183铝焊条于1957年被发明,用于5083及类似的高强度的铝合金材料的焊接,它的焊接强度要5356.
4、5356(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬、钛。不可以热处理,熔化温度为:571℃~635℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),导电率:27%IACS(-H12),密度:2.66克/㎝3,硬度(BHN):105(-H18)阳极化处理后为白色。
5、5556(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬、钛。不可以热处理,熔化温度为:570℃~635℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为白色。
现产品已广泛应用于:汽车制造、制冷、化工、造船、自行车、运动、器材、集装箱、空分、航天航空等行业。主要产品形态有铝焊条、铝焊丝、铝焊环、
使用及存放说明:
1、产品拆封后,在保质期内你可以直接施焊,不需要任何焊前处理。产品出厂包装密封条件下可保存二年
以上,拆去包装后在通常大气环境下可保质三个月;
2、产品应置于通风、干燥及酸、碱、油介质隔离的地方存放;
3、产品在运输中应避免摔撞和受潮,以免损坏焊丝盘和影响焊丝质量;
4、焊丝拆去包装后,建议在焊丝上方施加适当的防尘遮盖物;
5、对于超过保质期的焊丝,建议在焊前进行焊丝表面清理;
6、焊接过程中的电弧会你的眼睛,请注意保护。
镍基合金焊丝焊接注意事项:
1、焊接处须油污、铁锈、水份等表面杂质。
2、焊接时,采用小线能量,建议采用较低的道间温度。
3、所使用的氩气的纯度要在以上且气体的流量控制要适当,通常焊接电流在100-200A时,气体流量约为10-15L/min。
4、施焊时有适当的设施,否则保护气体易受风的影响而致气体保护不良。使焊道劣化而发生气孔。
5、适当选择喷嘴及控制钨电的恰当伸岀长度。