来源:山东上焊焊接材料有限公司 时间:2025-02-04 20:12:23 [举报]
气孔产生原因:铝焊接气孔主要是氢进入焊接熔池而形成的。氢来源有:材料、焊丝、保护气体、送丝机构、焊工的手套和环境湿度太高等,如焊丝被污染、材料及焊丝本身的氧化膜、送丝机构上有油污或汗渍等。预防措施:
6.1.1材料及焊丝内的含氢量≤0.4mL /100g;
6.1.2 被焊件表面应去除油污及氧化膜,存放时间不超过4h。表面清理后应用干燥、洁净、不起毛的物件覆盖坡口及两侧;
6.1.3 焊丝尽量使用抛光焊丝,不然处理方法同上;
6.1.4 保护气体内杂质含量:H2≤0.001%;O2≤0.02%;N2≤0.1%;H2O≤0.02%;
6.1.5保护气体管路:一般采用不锈钢管或铜管,软管采用塑料管而不能用橡胶等易吸水的软管;焊前应检查冷却水管道,确保不会漏水;当环境湿度很大时,应对保护气体进行加热对管路进行吹扫;
6.1.6 送丝机构:不得有油污,送丝管采用聚四氟乙烯管或尼龙,并焊前清理管内污染和冷凝水;
6.1.7现场环境:温度不宜超过25℃,相对湿度不超过50%,保持环境清洁;
6.1.8焊工:工作服装尽量是白色的,以便能及时发现和清理污染。焊时注意汗水和油渍不要再次污染焊件;
6.1.9 在焊前都应在试板上试焊,以便检查保护气体和管路是否合格。
6.1.10 焊接工艺上预防措施:用双面焊代替单面焊;每道焊缝薄时比厚时有利于气孔逸出;大直径焊丝有利于减少气孔;焊前预热、焊后缓冷;降低电弧电压、电流、降低焊接速度,有利于减少气孔。
6.2 裂纹产生原因:材料焊接性较差;选择焊丝时没考虑抗裂性;结构的拘束度过大。预防措施:
6.2.1 对焊接性较差的铝材在焊接前应考虑其抗裂性而不能只考虑强度;必要时可考虑对焊件进行退火后焊接,焊后再淬火时效。
6.2.2 选择抗裂纹性好的焊丝,如含Si等低熔点元素的焊丝。
6.2.3 尽量减少焊接接头的拘束度,合理安排焊接顺序,让焊缝能够有横向收缩余量,以减小焊接应力。没有必要定位焊的就不要焊定位焊,能双面定位焊的就不要单面定位焊。
6.2.4 尽量面焊为双面焊。
探伤要求:
1.封头拼缝焊后应进行RT,成形后再按规定RT或PT。
2.A、B类焊缝一般进行RT。
3.容器上的C、D类焊接接头进行PT。
4.铝材表面补焊焊缝进行PT。
5.铝卡具和拉筋的临时固定连接焊缝拆除后的焊痕等进行PT。
6.其他图样要求探伤的部位。
铝及铝合金焊接规程详解
本规程规定了铝及铝合金焊接的基本要求,适用于铝及的手工钨极氩弧焊或气焊或熔化极氩弧焊等焊接的铝及铝合金制单层容器、衬铝容器的铝焊接工艺。
一、焊接用材料:
1.焊接用氩气纯度≥99.99%,≤-55℃,并应符合GB/T4842或GB10624的规定。当瓶装氩气的压力≤0.5Mpa时不宜使用。(氩气内含氮量≥0.04%,否则焊缝表面上会产生淡或草绿色的氮化镁及气孔;含氧量≥0.03%,否则熔池表面上可发现密集的黑点、电弧不稳和飞溅较大;含水量≥0.07%,熔池将沸腾并焊缝内产生气孔)。
2.手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极。电极直径应根据焊接电流大小来选择(使用时一般比焊接电流所要求的规格大一号的钨极),电极端部应为半球形(制作半球形方法:用比焊接电流所要求的规格大一号的钨极,将端部磨成锥形,垂直夹持电极,用比所用钨极要求的电流大20~30A的电流在试板上起弧并维持几秒钟,钨极端头即呈半球形。如果钨极被铝污染,则重新打磨或更换钨极;轻微污染时,可电流使电弧在试板燃烧一会,即能烧掉污染物):铈钨电极直径mm
2
2.5
3.2
4.0
5.0
(正接时)焊接电流A
100~200
170~250
200~300
350~480
500~675
(反接时)焊接电流A
15~25
17~30
20~35
35~50
50~70
(交流时)焊接电流A
85~160
120~210
150~250
240~350
330~460
3.用MIG焊铝合金时,由于铝焊丝比较软,为避免咬伤焊丝,送丝轮不允许用带齿轮的送丝轮,不宜用推丝式;送丝软管不准用弹簧管而是用聚四氟乙烯或尼龙制品,不然由于磨削而污染或堵塞软管。MIG通常用直流反极性。
4.焊剂主要作用是去除氧化膜和其它一些杂质,使用时可用无水酒精调成糊状或直接将焊剂粉放在坡口和两侧。当焊接角焊缝时应选用那些焊后容易清除熔渣的焊剂;铝镁合金用焊剂不宜含有钠的组成物。
5.不同牌号的铝材相焊时,当图纸和工艺都没有规定时,按耐腐蚀性能较好和强度级别较低的母材去选择焊丝材料。在焊接铝镁合金或铝锰合金等耐蚀铝合金时,宜采用含镁量或含锰时与母材相近或比母材稍高的焊丝。焊丝可从GB/T10585《铝及铝合金焊丝》选取,也可从GB/T3190《变形铝及铝合金化学成分》和GB/T3197《焊条用铝及铝合金线材》中选取。焊丝选用时可参考下面几个表(表3和表4摘自《焊接手册》):
焊接要求:
1.持证焊工应按焊接工艺文件和其它文件焊接。
2.在焊接环境出现下列情况之一时,应采取有效防护措施,否则不准施焊:
1) 焊接环境不清洁,有灰尘、烟雾;
2) 焊接环境风速大于或等于1.5m/s;
3) 焊接环境相对湿度大于80%;
4) 下雨、下雪的室外作业;
5) 焊接温度低于5℃;
3.铝材产品焊接设在的场地,场地应铺设橡胶或绒布;焊接时应远离通风口和门窗以避免影响气体保护效果。
4.用手工钨极氩弧焊焊接铝材一般都使用交流,以便产生阴极雾化的作用;熔化极氩弧焊则用直流反接。当由于设备所限采用直流焊接时,焊缝表面一般有一层氧化膜甚至是黑灰,这时可用钢丝刷或抹布擦去。对焊缝表面由于焊剂熔剂残留物或氧化而形成的白色膜可用钢丝刷或抹布醮热水擦去。
5.焊前预热:由于铝材导热性能很强,因此一般手工钨极氩弧焊焊接大于10mm厚度时,焊前都应预热,但不超过100℃,焊时层间温度也不超过100℃。可视具体情况用火焰或远红外线板进行加热。
6.在焊接过程中焊丝的填入点不应位于电弧正下方,而应位于熔池边部,距电弧中心线约0.5~1.0mm处,焊丝填入点不得熔池表面或在电弧下横向摆动,以避免影响母材熔化,破坏气体保护而使金属氧化;焊丝回撤时勿使焊丝未端露体保护区外,以免焊丝未端被氧化后再度送进时随之带入熔池。焊接时若钨极碰到焊缝金属应立即停止焊接,用金属磨头清除污染,并修磨钨极;无论焊前还是焊接过程中,都应先切除焊丝端部已氧化的部分再焊。
7. 一条焊缝应尽量一次焊完,不得已中途停焊后重新焊接时,应重叠10~20 mm。多层焊缝在进行下一道焊缝前,对前道焊缝进行表面颜色检查,只允许银白色;并清除表面污染、夹渣等缺陷。弧坑应填满,接弧处应熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法:收弧时匀速抬高电弧,同时加速填充焊丝,直至电弧熄灭,使熄弧处焊缝局部凸出,必要时打磨超标的余高。在焊机上有衰减装置时,此熄弧方法效果更好。
8.A、B类接头焊缝的余高、余高差及宽度差下表 mm:
焊缝位置
焊缝余高
焊缝余高差
焊缝宽度差
钨极氩弧焊
熔化极氩弧焊
手工焊、半自动焊
自动焊、机械化焊
平焊
0~3
0~5
0~2
0~3
0~2
除平焊外的其他焊缝位置
0~4
0~5
0~3
0~3
0~2
9.接管与壳体的D类焊缝当壳体厚度≤12mm时,一般应将壳体扳边对接焊,扳边高度为25~30mm。
10.C、D类接头的焊缝厚度t,在图样上无其他规定时,应不小于组成角焊缝两边构件厚度δ1、δ2较小值的0.7倍,且不应小于3mm,在一般情况下不超过10 mm(按下图);在衬里或复合板复合采用盖板搭接角焊缝时,盖板厚度构成了角焊缝的一侧边长度L2一般较薄,使得焊脚长度受到侧边长度的限制,当L2≤4mm时,应要求t≥0.7 L2。
11.C、D类接头的焊缝与母材应呈圆滑过渡。
12.焊缝和热影响区表面应进行检查,不得有裂纹、未熔合、气孔、弧坑、夹渣和飞溅物等缺陷,焊缝外不应有打弧点。
13.铝材压力容器焊缝表面不应有咬边。常压容器焊缝表面的咬边深度不应大于0.5mm,咬边连续长度不应大于100mm,焊缝两侧咬边的总长度不应超过该焊缝长度的10%。
14.换热器换热管焊接顺序:管板组装(换热管预留长度应不少于4mm,以便后面的机加工);管端及管板清理;一端胀管;焊接一面管板;机加工未焊换热管管端;胀管;管端及管板清理;焊接未焊一面的换热管。焊接时层一般不加丝焊(层是否进行PT或气密性检测按规定),但其它层应加丝焊。
15.铝焊接应注意坡口钝边较大,一般为2~6mm。对有垫板的接头,钝边可适当减小。当铝板较薄时,对接焊都应考虑扳边对接焊,如当≤3mm考虑扳边和不加丝焊。铝焊接可采用双面同时焊,背面加丝或不加丝视具体情况而定。
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。
铝焊丝如何选择
为了得到性能良好的焊接接头,应从焊接构件使用目的考虑,选择适合于母材的铝焊丝作填充材料。
(1)焊缝金属的裂纹敏感性
选择具有熔化温度低于母材的填充金属,可大大减小热影响区中晶间裂纹倾向。故用合金含量母材的焊丝作填充金属,通常可防止焊缝金属裂纹。如含0.6%硅的6061合金,如果用6061作填充金属,裂纹敏感性很大,但用含5%硅的4043焊丝作填充金属,熔化温度比母材低,在冷却过程中比母材具有更好的塑性以消除引起裂纹的收缩应力,所以抗裂性良好。还应注意避免产生对裂纹敏感的焊缝金属成分,如在铝合金焊缝中不希望有镁与铜的组合,因此5000系列焊丝还应用于焊接2000系列母材;面2219焊丝不应用于5000系列的母材。
(2)接头强度
焊接接头的强度随着焊丝的合金元素含量变化。即对于非热处理合金的焊接接头强度,按1000系、4000系和5000系的次序。在5000系中随镁、锰等含量增加,焊接接头强度按5554、5654、5356、5183、5556的顺序增加。
(3)接头的加工性(塑性)
需要弯曲加工的焊接接头,一般加工性受塑性的影响,而塑性随着强度的而降低。特别是含3%镁以上的母材(5154、5056、5082、5182、5083、5086)避免使用含硅的焊丝(4043、4047)。这种组合形成大量的Mg2Si,塑性下降。
(4)阳极氧化处理后的色差
为了提高耐蚀性,焊后常进行阳极氧化处理,若焊缝金属的成分明显不同于母材,或焊缝金属的铸造组织不同于母材的压延组织,焊缝金属在阳极氧化工艺处理后产生色差。例如含硅的4000系焊丝的焊缝阳极氧化处理后呈灰黑色,2000第、5000系和6000系母材呈银白色。所以若外观颜色匹配是重要指标时,选择焊丝时考虑所形成焊缝组织的成分及组织。
(5)高温下接头的力学性能及耐蚀性
含3%镁以上的5000系焊丝(5654、5356、5556、5183)应避免在使用温度65摄氏度以上的结构中采用,因为这些合金对应力腐蚀裂纹很敏感,在上述温度和腐蚀环境中会发生应力腐蚀龟裂。
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。
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