铝合金焊接方法

Question

如题所述

Answer 1

铝合金的气焊
氧－乙炔气焊的热效率低，焊接热输入不集中，焊接铝及铝合金时需采用熔剂，焊后又需清除残渣，接头质量及性能也不高。因为气焊设备简单，无需电源，操作方便灵活，常用于焊接对质量要求不高的铝合金构件，如厚度较薄的薄板及小零件，以及补焊铝合金构件和铝铸件。
（1）气焊的接头形式
气焊铝合金时，不宜采用搭接接头和T形接头，这种接头难以清理流入缝隙中的残留熔剂和焊渣，应尽可能采用对接接头。为保证焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿，可以采用带槽的垫板，垫板一般用不锈钢或纯铜等制成，带垫板焊接可获得良好的反面成形，提高焊接生产率。
（2）气焊熔剂的选用
铝合金气焊时，为了使焊接过程顺利进行，保证焊缝质量，气焊时需要加熔剂来去除铝表面的氧化膜及其他杂质。
气焊熔剂（又称气剂）是气焊时的助熔剂，主要作用是去除气焊过程中生成在铝表面的氧化膜，改善母材的润湿性能，促使获得致密的焊缝组织等。气焊铝合金必须采用熔剂，一般是在焊前熔剂直接撒在被焊工件坡口上，或者沾在焊丝上加入熔池内。
铝合金熔剂是钾、钠、钙、锂等元素的氯人盐，是粉碎后过筛并按一定比例配制的粉状化合物。例如铝冰晶石（Na3AlF6）在1000℃进可以熔解氧化铝，又如氯化钾等可使难熔的氧化铝转变为易熔的氯化铝。这种熔剂的熔点低，流动性好，还能改善熔化金属的流动性，使焊缝成形良好。
（3）焊嘴和火焰的选择
铝合金有强烈的氧化性和吸气性。气焊时，为使铝不被氧化，应采用中性焰或微弱碳化焰（乙炔既过剩的碳化焰），使铝熔池置于还原性气氛的保护下而不被氧化。严禁采用氧化焰，因为用氧化性较强的氧化焰会使铝强烈氧化，阻碍焊接过程进行；而乙炔过多，游离的氢可能溶入熔池，会促使缝产生气孔，使焊缝疏松。
（4）定位焊缝
为防止焊件在焊接中产生尺寸和相对位置的变化，焊件焊前需要点固焊。由于铝的线膨胀系数大、导热速度快、气焊加热面积大，因此，定位焊缝较钢件应密一些。
定位焊用的填充焊丝与产品焊接时相同，定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂。定位焊的火焰功率比气焊时稍大。
（5）气焊操作
焊接钢铁材料时，可以从钢材的颜色变化判断加热的温度。但焊铝时，却没有这个方便条件。因为铝合金从室温加热到熔化的过程中没有颜色的明显变化，给操作者带来控制焊接温度困难。但可根据以下现象掌握施焊时机：
1）当被加热的工件表面由光亮白色变成暗淡的银白色，表面氧化膜起皱，加热处金属有波动现象时，表明即将达到熔化温度，可以施焊；
2）用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处，焊丝与母材能熔合时，即达到熔化温度，可以施焊；
3）母材边棱有倒下现象时，母材达到熔化温度，可以施焊。
气焊薄板可采用左焊法，焊丝位于焊接火焰之前，这种焊法因火焰指向未焊的冷金属，热量散失一部分，有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法，此法焊丝在焊炬后面，火焰指向焊缝，热量损失小，熔深大，加热效率高。
气焊厚度小于3㎜的薄件时，焊炬倾角为20～40°；气焊厚件时，焊炬倾角为40～80°，焊丝与焊炬夹角为80～100°。铝合金气焊应尽量将接头一次焊成，不堆敷第二层，因为堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。

Answer 2

铝及铝合金产品具有轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀和耐疲劳等优点,在航天、航空、汽车等行业中越来越具有不可替代性。铝及铝合金的焊接已经不仅仅局限于以前的焊条电弧焊、普通氩弧焊、气体保护焊等基本的焊接方法,现也逐步向高质量、高效率、高新技术、低成本、低能耗、低劳动强度的方向发展。铝及铝合金的传统焊接方法主要是技术成熟,设备简单,相对于新型的焊接技术来说更能节约成本,但对于高难度焊件皆无能为力了,下面介绍一下目前较为先进的焊接方法:

随着微处理单元(MCU)以及数字信号处理器(DSP)等科技的发展,结合传统的TIG焊和MIG焊,目前开发出了双焊枪TIG焊、低脉冲MIG焊和精密交流MIG焊等焊接方法,可以用来焊接对表面质量和内在质量均要求较高的铝合金部件(如自行车架、壳体、油箱等)。

激光焊诞生于20世纪60年代,主要有CO2和YAG等激光焊,其主要优点包括以下三个方面:一是能量密度高,深穿透,焊缝热影响区小,变形小,接头强度高;二是生产速度快,效率高;三是焊接过程中可采用自动化和精密控制,实现对密闭透明物体内部的金属材料进行焊接,但由于铝合金对激光具有很高的反射性且由于其自身的热导率较高,因此焊接中容易产生气孔、热裂纹。铝合金高温支持强度低,铝及铝合金焊缝在焊接中容易产生塌陷和接头软化等缺陷。为了克服铝及铝合金焊接过程中的这些缺点,国内外对激光焊接技术不断改进,研究了复合激光焊接技术、双束激光焊和超声振动激光焊等。如激光TIG焊和激光MIG焊,分别适用于薄板和厚板的焊接。目前激光焊在航空航天、汽车制造、轻工电子等领域得到广泛应用。

电子束焊，电子束焊分为真空电子束焊和非真空电子束焊两大类,但通常焊接都是采用真空电子束焊接。真空电子束焊接的突出特点是静确、快速，高功率、高密度、高穿透能力强、可控性好、保护效果好。铝合金的电子束焊接,由于能量密度高,可大大减小热影响区,提高焊接接头强度,可避免热裂纹等缺陷的产生,且由于穿透能力强,所以可对难以焊接的铝合金厚板进行焊接。因此,在航空、航天和汽车制造业等领域,质量要求高的铝合金零部件均是采用电子束焊进行加工,如运载火箭的贮箱壳体和汽车的变速器齿轮等均采用电子束焊。

变极性等离子电弧焊又被称为“零缺陷焊”,变极性等离子电弧焊在铝及铝合金焊接中的优点是具有很高的能量密度和射流速度(射流速度是普通电弧射流速度的2~15倍),使其能量更集中,线能量更小,焊接变形小,接头性能可以和母材等强;变极性等离子电弧焊一次可以焊很厚的板,最厚可达25mm,可以单面焊双面成型,变极性等离子电弧焊接铝的这些优点可以大大地减少焊接工序和缩短焊接时间,使焊接过程既可以提高工作效率,又可以提高焊接构件的质量。目前变极性等离子弧焊接主要应用于航天产品的焊接中。

搅拌摩擦焊是如今已经作为一种新兴技术泛应用于军事和工业等领域。搅拌摩擦焊具有无焊接变形、残余应力小、焊接接头的综合力学性能优良、成本低、适用范围广、焊接质量对人的依赖程度很低等优点。搅拌摩擦焊的局限性是焊接时机械力很大,需要焊接设备有很好的刚性;与弧焊相比,搅拌摩擦焊缺少焊接操作的柔性。但搅拌摩擦焊作为先进的固态连接技术,尤其是应用在现代运载工具的高速化、轻型化进程中,技术经济效益显著。因此正在大面积取代熔焊方法,广泛应用于铝合金结构件的连接制造。

Answer 3

铝合金的气焊
氧－乙炔气焊的热效率低，焊接热输入不集中，焊接铝及铝合金时需采用熔剂，焊后又需清除残渣，接头质量及性能也不高。因为气焊设备简单，无需电源，操作方便灵活，常用于焊接对质量要求不高的铝合金构件，如厚度较薄的薄板及小零件，以及补焊铝合金构件和铝铸件。