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常用金属材料的焊接概要
综合知识模块四 铸铁的焊接 见表5-26。 焊接铝及铝合金的保护气体一般为惰性气体,有氩气和氦气,纯度为99.9%。气焊时还需要溶剂,气焊熔剂简称气剂,气剂可以去除氧化膜及其他杂质,以保证焊接质量。气焊铝及铝合金的气剂用的是各种钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物的粉末混合物。常用的是CJ401。 4.焊前准备和焊后清理 铝及铝合金不管采用什么焊接方法,焊前首先应采取有效方法清理焊接区表面油污和氧化膜。 生产上常采用化学清洗和机械清理两种方法。化学清洗效率高,质量稳定,适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。化学清洗溶液配方和清洗工序流程见表5-33。 对于工件尺寸较大,生产周期较长、多层焊或清洗后又被玷污的,常用机械清理。先用丙酮或汽油擦洗表面油污,对较薄的氧化膜可采用不锈钢的钢丝刷清理表面,直到露出金属光泽为止。一般不宜采用纱布、砂纸或砂轮打磨,因残留沙子会在焊接时产生夹渣等缺陷,也可根据零件形状选用风动或电动铣刀,也可使用刮刀、锉刀等工具。 铝及铝合金焊接后会在焊缝及其周围残留一些熔剂和焊渣,需要及时清理干净,因为在使用过程中残存的熔剂和焊渣会破坏表面上的氧化膜保护层,使焊件剧烈腐蚀,可用以下工序清理: 1)将焊件放入40~50℃热水槽中浸渍,最好用流动的热水,用硬毛刷轻刷焊缝及焊缝附近残留熔剂、焊渣的地方,直至清除干净。 2)将焊件浸渍在质量分数为15%~25%的硝酸溶液中,当室温为25℃时,浸渍时间为10~15min。室温为10~15℃,溶液的质量分数为20%~25%时,浸渍时间为15min。 3)放入温度为40~50℃的流动热水槽中浸渍5~10min。 4)用冷水冲洗5min。 5)将焊件自然干燥,也可放于燥箱中烘干或用热空气吹干。 使用后的硝酸废液可用氢氧化钠溶液中和,然后倒掉。 5.焊接工艺要点 (1)气焊工艺 目前气焊铝及铝合金应用范围日益缩小,主要用于薄件、焊接质量要求不高的焊件及铸铝件补焊等的焊接。 1)喷嘴和火焰的选用。 喷嘴的大小可根据焊件的厚度、坡口形式、焊接位置及焊工的技术水平而定。 气焊宜采用中性焰或乙炔稍多的微弱碳化焰,严禁采用氧化焰,它会使铝氧化。如果乙炔量过多,火焰中游离的氢会产生焊缝气孔,很难保证焊缝质量。 2)预热温度。 厚度大于5mm以上的焊件气焊时,需进行预热,预热温度在100~300℃。采用预热措施可以减小焊接应力,有利于防止裂纹、气孔的产生。 3)气焊的操作技术。 铝及铝合金气焊时常采用左焊法。但在焊接厚度大于5mm的焊件时则用右焊法。右焊法允许以较高的温度加热焊件,使焊件迅速熔化,也便于观察焊接熔池,有利于操作。在焊接工程中焊矩、焊丝和焊件需要保持一定的角度,根据焊件的熔化情况和焊接速度,要及时调整各个角度,焊丝和焊件之间的倾角为40°~45°。焊接工程中断时,焊矩应缓慢离开熔池,以防止熔池突然冷却而产生气孔等缺陷。 4)焊后清理。 气焊铝及铝合金后应在1~6h内将其残留在焊缝表面及其两侧的焊剂和熔渣清理干净。以防止它们会继续破坏焊件表面的氧化膜保护层,从而引起接头的严重腐蚀。焊后一般采用硝酸处理法。 铝及铝合金的焊接还可以采用碳弧焊方法,其工艺特点与气焊相似。 (2)钨极氩弧焊(TIG焊)工艺 TIG焊最适合焊接厚度小于3mm的薄板,焊接变形明显小于气焊和焊条电弧焊。最佳的焊接方法是交流TIG焊。交流TIG焊具有阴极清理作用,可以去除氧化膜,焊缝成型良好,表面光亮。由于不用溶剂,对焊前清理的要求比其他焊接方法更严格。 1)预热。 TIG焊的预热主要根据焊件的大小、冷却速度来选择。通过试验发现,预热温度接近300℃时,接头表面的腐蚀程度大大增加,预热温度一般为150~250℃。 2)焊接参数。 正确选择焊接参数是保证焊接接头质量的重要因素。手工钨极氩弧焊的焊接参数包括钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、喷嘴直径、预热温度等。根据焊件的具体情况来选择焊接参数,可以见焊接实例。 3)手工钨极氩弧焊的操作技术。 手工钨极氩弧焊焊接铝及铝合金不允许在焊件上接触引弧, 要采用高频振荡器或高压脉冲引弧装置引弧。熄弧时应在熄弧处加快焊接速度及焊丝填加频率,将弧坑填满后慢慢将电弧拉长再熄弧。 3.上述同一产品,接管与法兰的焊缝,角接接头,采用钨极氩弧焊,具体工艺如表5-36所示: 铜及铜合金的焊接 铜及铜合金以它独特而优越的综合性能,获得广泛的用途。铜及铜合金具有优良的导电、导热性能,高的抗氧化性以及耐淡水、盐水、氨碱溶液和有机化学物质腐蚀的性能,但易在氧化性酸中腐蚀。铜合金具有良好的冷、热加工性能和较高的强度。铜及铜合金在电气、电子、
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