铝焊技术课件.ppt

关于铝材料焊接必须注意的几个方面：,铝合金材料的特性以其相应的焊接特性,高出普通钢约5倍的热导效应,铝,铁元素,铝合金:因此必须加大用于熔化铝合金材料的热输入量,较高的热传导效应,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,倘若熔池内的H2分子含量高于固态金属的溶解吸收度：,产生气孔,铝，尤其是液态铝对氢分子有相当高的溶解吸收度,液态铝极高的氢分子溶解、吸收度示意图,气孔,PECHINEY,与氧分子极强的化学亲和力,Al2O3的化学成分及焊接性能,高熔点(2050C)是纯铝的3倍硬度高氧化铝层分布均匀电的绝缘介质含气孔层,除去氧化铝层的方法之一:利用电弧效应清除,利用电弧清除足够有效吗?不总是.为什么?,氧化铝层具有多孔性和渗水性,氧化铝层,Al2O3,Al2O3,水分,油类物质,H2O,H2O,Oil,Oil,液态铝对氢分子的溶解、吸收度最高,氧化铝层能够保留水分及油类物质,铝合金材料的储存and表面处理是最重要的焊接要素.铝材料和钢材料应储存在各自不同的车间里.,由此而得知:,焊接环境：干燥的空气适度的温度避免周围温度剧烈变化,储存条件:基本要素,基本要素-亦是最重要的注意点,储存条件的基本要点,创造和保持空气流通:板材须垂直储放板材之间保留足够的空间距离,在焊接车间：,同前原理使用干燥的焊丝盘罩采用焊丝盘罩加热装置(加热温度:35-45C),须注意储存之二:熔敷金属-焊丝,首先:去除油脂(使用挥发性高的溶剂)其次:去除表面氧化层,焊接前表面处理,就仅有一个方法,化学反应法(苛性钠)使用刮削工具使用钢刷刷拭:-使用干净的不锈钢钢刷-用钢刷刷拭时不要用力过猛,怎样去除氧化铝?,三大手段:,焊接前准备:接头设计,PECHINEY,一个重要的焊接规范,0,5-1mm,70-90,0,5-1mm,焊接前准备:接头设计,一个重要的焊接规范,机械性能的损失,减少热输入量(通过对焊接工艺和焊接参数的控制)不进行预热正确选用填充金属如可能的话，对某些铝合金进行焊后热处理对焊接结构进行计算、调整以平衡机械性能的损失率,怎样限制机械性能的损失?,填充合金的选用,Basemetal,储存条件,焊前表面处理及接头准备,焊接时的周围环境,填充合金的正确选用,焊接工艺、步骤以及焊接设备的正确选用,焊工焊接技能的熟练程度,保证最佳焊接效果的重要环节,关于铝材料焊接的主要缺陷:产生原因和弥补方法,第二章,焊接缺陷:产生原因及弥补方法,熔敷不够,污物(油、脂类)水分,正确的储存及表面预处理关于设备方面:-确保（保护气）送气管无漏气现象-合适的焊枪气罩直径及保护气流量正确的焊接工艺及步骤(焊接前给予充分的时间将空气排尽)-焊接工艺的选择(脉冲焊,射流过渡+)-电流强度水平-可采用氩-氦混合气进行保护切勿错用氩-氢混合气,气孔问题,原因:解决方法:,采用非破坏性检测方法:射线照片检测,熔深不充分,PECHINEY,非破坏性检测方法:观测法-射线照片检测超声波检测法,增大电流强度水平降低电弧电压降低焊接速度使用氩-氦混合保护气坡口角度增大间隙减小钝边,焊接步骤不当接头设计不当,原因:解决方法:,焊前表面处理：-焊前清刷焊件表面-多层焊时清刷每道焊缝增大焊接电流降低电弧电压降低焊接速度使用氩-氦混合保护气调整接头形式,氧化铝的存在焊接步骤不当,熔敷不够,原因:解决方法:,氧化铝层,2019/12/15,26,可编辑,熔敷量不够图示,非破坏性检测方法:射线照片检测/超声波破坏性检测方法:显微放大检测-最佳方法,根据所需的电流大小调整电极尺寸降低高频电源在焊接中避免电极与熔池、电极与熔敷金属之间的接触,金属夹渣(TIG),在TIG焊中钨元素从电极渗透到氧化铝层,产生原因:解决方法:,MIG焊接中使用铜材料的衬垫来自衬垫中的铁、铜元素来自钢刷上的铁元素,先检查送丝机构,更换导电嘴避免使用不锈钢衬垫(低导热性能=引起过热）使用铝、铜或陶瓷衬垫减小坡口间隙更换使用新的钢刷刮刷时切勿用力过猛,金属夹渣(MIG),产生原因:解决方法:,应力+共晶体的低熔点,改用熔敷金属降低热输入量改良焊接工艺改良焊接参数,热影响区产生的裂纹,产生原因:解决方法:,热影响区,横向应力+较弱的焊接熔敷金属,填充金属接头形式熔敷区形式外部夹紧装置母材预热,熔敷区内产生的裂纹(纵向裂纹),产生原因:解决方法:,KAISERALUMINIUM,起弧时熔深不充分使用热起弧熄弧时cratercracks使用填弧坑功能,起弧与熄弧,铝焊丝：焊接缺陷的主要起因之一,第3章,填充焊丝,铝焊丝5356AG5(放大75倍),铝焊丝5356AG5(放大75倍),填充焊丝,铝焊丝5356AG5(放大400倍),填充焊丝,铝焊丝5356AG5(放大400倍),填充金属,高质量的起弧熔深,焊接末端无弧坑,t(ms),Is(A),用于起弧的峰值电流,热起弧,填弧坑,脉冲电弧,700A,2Al+3/2O2Al2O3,Al,Al2O3,铝板,新型熔化极脉冲电弧焊接,JCS:09Octobre1998,AluminiumWelding&Cutting,新型熔化极脉冲电弧焊接,2/脉冲电弧,3个方面的焊接规范,1-脉冲电压2-基值电流3-脉冲频率,持续的电弧长度,非常稳定有序的焊缝,3/机械性能测试,180弯曲试验,(280N/mm2)拉伸试验,高质量的焊层间熔深,新型熔化极脉冲电弧焊接,自由脉冲电流,Modulation调制forOptimisation优化Density密度ofAluminium铝Liquid液态,这是指什么?,SprayMODALTM射流过渡TM,42,铝焊的主要问题,气孔,SprayMODALTM射流过渡TM,43,气孔的来源,水（分）油脂.污物.是产生气孔的主要元凶,SprayMODALTM射流过渡TM,44,产生气孔的来源,保护气内含有的水分,已污染的焊枪气罩引起的涡旋,焊丝表面附藏的水分,已污染的母材表面,电弧周围潮湿的空气,母材中含有的气泡,不稳定的电弧,SprayMODALTM射流过渡TM,45,脉冲电流及射流过渡TM电流的控制模式,脉冲MIG焊以及.射流过渡方式的焊接电流,SprayMODALTM射流过渡TM,热起弧,填弧坑,焊接电流,700A,专利技术,新型,显著优点:最大程度上减少气孔的产生,射流过渡TM电流模式,SprayMODALTM射流过渡TM,47,对应焊接速度上产生的根本影响,结论,25,30,35,40,45,0,5,10,15,20,25,焊接速度cm/min,表面气孔的存在面积(mm),I=216A,U=23V,Tc/P=15mm,Tc=-5mm,Vw=12.5m/min,AL5086,板厚：10mm,AL5356,12/10mm焊丝,普通射流过渡,射流过渡TM,SprayMODALTM射流过渡TM,试验中加入了2000ppm氢分子,48,结论