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铝及其合金的焊接

一. 铝及铝合金的分类
  铝具有良好的导电性、导热性和抗氧化、抗腐蚀的能力,其密度小,质量轻,塑性好。
  在纯铝中加入各种合金元素而成的铝合金,强度显著提高。

1.工业纯铝   纯铝的牌号有1070A(L1)、1060A(L2)、1050A(L3)以及1A85(LG1)、1A90(LG2)、1A99(LG5),其中的杂质主要是铁和硅,随杂质含量的增加,强度增加,塑性、导电性和耐蚀性下降。

 

2.铝合金   在纯铝中加入少量合金元素能大大改善铝的各项性能Cu、Mg、Mn能提高强度,Ti能细化晶粒,Mg能抗海水腐蚀,Ni能提高耐热性。

铝合金分变形铝合金和铸造铝合金两大类

  变形铝合金在加热时能形成单相固溶体组织,能进行各种压力加工。其又可分为非热处理强化和热处理强化两类。

  热处理强化的铝合金又可分为硬铝合金、锻铝合金、超硬铝合金。

  铸造铝合金适宜于铸造而不能进行压力加工。

  

二. 铝及铝合金的焊接性

   铝及铝合金有易氧化、导热性高、热容量和膨胀系数大、熔点低以及高温强度小等特点。

1.铝的氧化   铝和氧的亲合力很大,生成的氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,造成熔合不良和夹渣。

2.易产生气孔   液态铝及其合金溶解氢的能力很强,氢在熔池凝固过程中来不及析出而聚集形成气孔。

3.易烧穿   铝及其合金由固态变为液态时,没有显著的颜色变化,不易判断母材温度。此外,铝的高温强度极低。


4.热裂纹   铝的线胀系数比钢大将近一倍,而凝固时的收缩率又比铁大二倍,因此在焊接过程中形成应力。当铝及其合金中的杂质超标时,在焊缝中形成较多的低熔共晶。在应力的作用下,就易产生裂纹。

5.接头不等强度   铝及铝合金焊接时由于热影响区受热而发生软化,强度降低而使接头与母材无法达到等强度。

三. 焊接工艺

焊前准备  

(0)焊前清理   在焊前应严格清除焊口及焊丝表面的氧化膜和油污。

(1)化学清洗   采用清洗剂进行清洗。

(2)机械清洗   先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭表面除油污,然后用细钢丝刷或刮刀使母材焊接区刮至有金属光泽为止。

(2)垫板   为保证焊透并使铝板不致烧穿或塌陷,焊前可在焊口下面放置垫板。

(3)预热   薄、小铝件可不预热。厚度超过5mm的铝件可预热100~300℃。

3. 焊后清理  焊后留在焊缝及邻近的残留焊渣,在空气、水分的参与下会激烈地腐蚀铝件,必须及时清理。

 

四、应用举例    铝母线的焊接

  大中型发电机组的槽形和管形,小型机组的板状母线

1.母线材质、焊接材料及设备

  母线材质:L2   工业纯铝

  焊材:丝301或丝311

  焊接设备:NSA—500—1    NBA1—500型交流半自动熔化极氩弧焊机

2.对接坡口及接头垫板

对接坡口及其尺寸

δ≤6mm,不开坡口,间隙2-5mm

δ=6-20mm,70ºV型坡口,间隙5-8mm,钝边1-2mm

坡口根部垫板

铝质或钢质

垫板的大小视母线形状和尺寸而选择

母线为板状或槽状时,选板形垫板

母线为管形时,一般选纯铝垫圈

母经封闭外壳的环缝对接选用带弧形槽的钢垫板

3.清洗工艺

焊丝清洗:分焊丝整理,碱洗,酸洗,烘干存放几个步骤

烘好的焊丝要随即使用,避免再次氧化

焊件坡口清理

1)化学清洗   采用清洗剂进行清洗。

2)机械清洗   先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭表面除油污,然后用细钢丝刷或刮刀使母材焊接区刮至有金属光泽为止。

焊接过程中的清理

清除焊接过程中出现的黑斑、粘合、夹渣(铲削)

4.焊接工艺

预热:一般可采取电阻炉加热。高一些为好,但不要超过250ºC

工艺要点:

TIG焊时:

1)大规范   参数为:钨棒直径5-6mm,焊丝直径4-5mm,焊接电流250-300A,氩气流量15-20l/min。

2)点焊要求:直线焊缝先点焊两端,后点焊中部至少三处,第处约60-80mm;

外壳环焊缝每隔60º点焊一处,每处长约80mm左右;

管形主母线沿圆周均分2-4处点焊,每处长约40-50mm

3)最好用铝制引弧板引弧和收弧


资料来源:广州大焊机械设备有限公司 http://www.dahanjixie.cn
日期:2013-12-05 人气:2046
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