有色金属的焊接培训.ppt

b、垫板设置：垫板由铜或不锈钢板制成，用以控制焊缝根部形状和余高量。垫板表面开设有圆弧形或方形槽。 图7 垫板及槽口尺寸 a、方形槽；b、圆弧形槽 c、预热：由于铝的导热性好，为防止焊缝区热量的大量流失，焊前应对焊件进行预热。薄、小铝件可不预热；厚度超过5-8mm的铝件焊前应预热至150-300℃；多层焊时，层间温度应不低于预热温度。 d、焊后清理：焊后残留在焊缝及表面的溶剂及焊渣，在空气、水分的参与下会强烈腐蚀铝件，故必须及时予以清理。可将焊件在10%的硝酸溶液中清洗，处理温度为15-20℃，时间为10-20min；若处理温度为60-65℃，时间则为5-15min 。浸洗后用冷水冲洗一次，然后用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。 5、有关焊接工艺选择： a、接头形式： 图8 铝及铝合金手工钨极氩弧焊时的接头形式 b、焊接电源： 直流反接法虽然具有阴极清理作用，但易使钨极端部过热熔化，污染焊缝金属；直流正接法虽然没有钨极过热，但也无阴极清理作用。因此，铝及铝合金焊接一般采用交流电源，以利用“阴极清理”作用来消除焊件表面的氧化膜。 c、操作技术： 钨极氩弧焊时，填充焊丝与工件间应保持一定的角度，如下图。焊丝倾向越小越好，一般约为10°-25°，倾角太大容易扰乱电弧及气流的稳定性。 图9 焊枪及填充焊丝位置 6、焊接实例： 右图为外径152.4mm、壁厚4.8mm的铝合金管，用手工钨极氩弧焊进行焊接。管线长且处于水平位置，需全位置焊接。接头为U形对接坡口，不留间隙。 图10 管线用大直径铝管的焊接 焊接时，对接头表面先用溶剂擦净，用夹具对准接头后先进行定位焊。定位焊后，拆除夹具，接头分三层焊接，每层由三段组成。在引燃电弧时要再熔每段的起端和末端，以防止可能出现的缺陷。焊接时，横卧在管下仰焊1、4、5段；跪在地上焊接向上的其余各段。 其焊接工艺参数如下： 接头形式 U形坡口无间隙对接 焊接位置 全位置 电源 400A交流弧焊机组 焊枪 水冷式 电极 钨铈极φ4.8mm 填充焊丝 SAlMg-2φ3.2mm 保护气流量 Ar, 22L/min 电流 交流, 190A 焊缝层次 3 第二章 铜及铜合金的焊接 铜及铜合金的导电性好，导热性好，耐蚀性好，塑性好，冷加工性能好，其产量仅次于钢和铝，是目前应用十分广泛的一种有色金属。 纯铜的表面呈紫红色，亦称紫铜，其结构为面心立方，塑性极好，导电性能和导热性能也非常优良，但其强度很低，故向铜中常加入Zn、Sn、Al、Ni等合金元素，通过固溶强化提高其强度。 一、铜合金的分类及特性 1、黄铜——由Cu、Zn二元合金组成，表面呈淡黄色。当其中的Zn含量为30-40%时，将形成单一的α相组织（Zn在Cu中的固溶体），如H62、H68。黄铜的强度、硬度比纯铜高得多，且塑性较好，能进行冷加工，常用于制作水管、油管和螺钉等。 2、白铜——即Cu-Ni合金，Ni无限固溶于Cu，为单相组织，不能热处理。其耐蚀性好，冷热加工性能优良，可制作精密仪器及热交换器等。 3、青铜——不以Zn或Ni为主要合金元素的铜合金称为青铜，如锡青铜、铝青铜等。青铜的耐蚀性优于纯铜和黄铜，且强度好、硬度高，常用于制造弹性及耐磨、耐蚀零件，如弹簧、阀门等。 二、铜及铜合金的焊接性 1、焊缝成型能力差：由于铜合金的导热率比普通碳钢大7-11倍，焊接时输入的热量容易很快从母材中消失，散热严重，焊接区难以达到熔化温度，因此，易出现母材难于熔合现象；此外，由于铜在熔化温度时的表面张力比铁小1/3，流动性比钢大1倍左右，故其表面成型能力差，易出现熔化金属流失以及坡口焊不透的现象。 2、气孔倾向严重： 由于铜合金的导热率比普通碳钢大得多，其冷却凝固速度很快，焊缝中的气体要扩散逸出十分困难，故铜合金焊接时极易出现气孔，焊缝的气孔敏感性比低碳钢严重得多。 图11 纯铜焊缝中的气孔 ①扩散气孔——由氢产生。高温时，氢在铜中的溶解度较大，但随温度的降低溶解度急剧下降。冷却时，过饱和固溶的氢将从铜中析出，产生气孔。 图12 氢在铜中的溶解度变化 ②反应性气孔——由氧产生。高温时，铜与氧反应生成Cu2O，并溶解在液态铜中。冷却时，Cu2O与溶解在铜中的氢反应： Cu2O + 2H = 2Cu + H2O ↑ 生成的水不溶于铜中而形成气孔残留在焊缝中。 为消除焊缝中的气孔，应从源头上控制氢和氧。同时，可通过加入一定量的脱氧元素（如Al、Ti、Si、Mn）加强熔池的脱氧，或用预热方法使熔池缓慢冷却，使气体有足够的时间充分逸出。 3、热裂纹倾向： 在