铝材具有优异的物理特性和力学性能,其密度低、强度高、热导率高、电导率高,耐蚀能力强。铝材广泛用于容器、机械、电力、化工、航空、航天等焊接结构的产品上。一、铝材的分类及牌号表示方法
1. 铝材的分类
(1)按有无合金成分,铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为 al-mn 合金、al-cu 合金、al-si 合金和 al-mg 合金等。
(2)按压力加工能力,可分为变形铝和非变形铝(例如:铸铝)。
(3)按能否热处理强化,铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体,纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是,铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度,称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。
2. 牌号表示方法和状态代号
(1)四位数字体系牌号命名方法 1997 年 1 月 1 号,我国开始实施 gb/t16474?996<变形铝和铝合号表示方法>标准。新的牌号表示方法采用变形铝和铝合金国际牌号注册组织的国际四位数字体系牌号命名方法,例如工业纯铝有 1070、1060 等,al-mn 合金有 3003等,al-mg 合金有5052、5086 等。
(2)四位字符体系牌号命名方法 1997 年 1 月 1 号前,我国采用-的牌号表示方法。一些老牌号的铝及铝合金化学成分与国际四位数字体系牌号不完全吻合,不能采用国际四位数字体系牌号代替,为保留国内现有的非国际四位数字体系牌号,不得不采用四位字符体系牌号命名方法,求购铝合金阳极氧化,以便逐步与国际接轨。例如:老牌号 lf21 的化学成分与国际四位数字体系牌号 3003 不完全吻合,于是,四位字符体系表示的牌号为 3a21。
四位数字体系和四位字符体系牌号第yi个数字表示铝及铝合金的类别,其含义如下:
1)1xxx 系列枣工业纯铝;
2)2xxx 系列枣 al-cu、al-cu-mn 合金,;
3)3xxx 系列枣 al-mn 合金;
4)4xxx 系列枣 al-si 合金;
5)5xxx 系列枣 al-mg 合金;
6)6xxx 系列枣 al-mg-si 合金;
7)7xxx 系列枣 al-mg-si-cu 合金;
8)8xxx 系列枣其它。
(3)铝铸件牌号 我国容器用铝铸件牌号采用 zal+主要合金元素符号+合金元素含量数百分率表示。例如;zalsi7mg1a、zalcu4、zalmg5si 等。
(4)状态代号 相同牌号的铝及铝合金,状态不同时,力学性能不相同。按照 gb/t16475<变形铝和铝合金状态代号>标准,新状态代号规定如下: o 枣 退火状态 h112 枣热作状态 t4 枣固溶处理后自然时效状态 t5 枣高温成形过程冷却后人工时效状态 t6 枣固溶处理后人工时效状态
二、铝容器的应用特点和容器规范采用的铝及铝合金1.铝容器的应用特点
(1)铝在空气和氧化性水溶液介质中,其表面较易产生致密的氧化铝钝化膜,它在一些氧化性介质中具有-的耐蚀性。在高温浓xiao酸中,纯铝的耐蚀性优于不锈钢。铝材常作为耐蚀容器材料。
(2)对一些腐蚀性不太强,但要求防铁污染的介质,如化纤生产介质等,铝有较好的耐蚀性,而且没有铁污染物料,因此,铝材常作为防铁污染的容器的材料。其他有色金属容器也能防铁污染,但铝便宜。
(3)铝是面心立方晶格,没有同素异构体,低温下不存在像铁素体钢那样的脆性转变,铝容器的低设计温度可达-269℃。铝材常作为低温容器的材料。铝镁合金中的镁含量较高时,会以金属间化合物 mg2al3 和 mg-l8 在晶间析出,使铝镁合金在某些介质中产生应力腐蚀敏感性,只有在 65℃以下使用才不会产生应力腐蚀,因此含镁量超过了 3%的铝镁合金规定设计温度不超过 65℃。析出相过多也会降低冲击韧性,因此含镁量超过 3%的铝镁合金及其焊接接头应检验冲击韧性。其他铝和铝容器,包括低温铝容器均不要求进行冲击韧性检验。
(4) 由于铝镁硅合金固溶时效状态强度高,塑性也较好,焊接性好,焊接接头在焊后状态仍能保持较高的强度,因而常用作容器用高强度铝合金。铝,-是纯铝的规定非比例伸长应力很低,在小的载荷下即会产生塑性变形。铝容器在使用与运输时,应注意碰撞变形。
(5) 为了得到好的塑性,纯铝、铝锰合金和铝镁合金的变形铝材都只在退火状态或热作状态使用,不采用冷作状态。热作状态铝的焊接接头,焊接热对热影响区有退火作用,因而其许用应力也只取退火状态铝材的许用应力。只有铝镁硅合金和铝铜合金的铝材才采用固溶时效状态,以-其高强度。
2.容器规范采用的铝及铝合金
要求制造容器的材料具有-的成形性和焊接性, jb/t4734-2002<铝制焊接容器>中采用的铝及铝合金有:工业纯铝 1a85、1050a、1060 和 1200。al-cu 合金 2014。al-mn 合金 3003 和 3004。al-mg 合金 -02、-03、-05、5052、5052、5058 和 5086。al-mg-si 合金 6a02、6061 和 6063。
几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金,但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同,各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊(tig 或 mig)方法是应用广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流弧焊或钨极脉冲弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极-弧焊、-混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛(气或/-混合气)。铝合金焊接的几种-工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有-性,并可对厚板铝合金进行焊接。
明星机械详解焊接铝材的实操技巧
看点一铝材焊接5大技巧
1、适合焊接铝材的是拉丝式焊枪,如果你无法使用这种焊枪的话,尽量使用短的焊枪以便保持焊枪的笔直;只能使用气作为保护气体;在焊接铝材(自动管焊机)的时候只能使用推强手法。2、如果你发现有送丝问题,可以试一试尺寸比焊丝大一号的导电头。3、焊铝时常用的焊丝是较软的标准焊丝。而另一种则要硬一些(较容易送丝),它主要用于硬度和强度要求更高的焊接操作中。4、在焊接开始前要做好铝材表面氧化层的清除工作,使用的不锈钢刷来清除氧化层。5、焊接结束时填充好弧坑以防止裂缝。一个办法就是在焊后将焊枪在熔池中停留数秒。
看点02 铝型材焊接注意事项
1铝材的焊接焊接特性:铝及铝合金具有导热性强而热容量大,线胀系数大,熔点低和高温强度小等特点,焊接难度大,应采取一定的措施,才能-焊接。
管件及焊丝的清理,焊丝及破口两侧50mm范围内表面用柄酮清洗干净,用不锈钢丝刷刷去表面氧化膜,露出金属光泽,清理好的破口必须在2小时内焊接,清理好的焊丝放入未用的筒内,必须在8小时内用完,否则重新处理。
钨棒选用钨棒,气钝质不小于99.96%,且含水量不应大于50mg/m3。
环境温度不低于5℃,否则应预热至100~200℃方可施焊,相对湿度控。2需要的设备你至少需要拥有一台价值4000美元的焊机和-的焊接技巧来焊接铝材;不需要练习就可以完成--的焊接作业;你需要购买适合铝材焊接的昂贵焊枪。3成功焊接铝材事实是,在经过训练,使用适合的焊接设备,进行正确的参数设置情况下,紧凑的小型mig焊机也能进行临时的铝材焊接作业。你将能使用mig焊机来完成你家里各种的材料焊接,诸如烧烤架、后院储藏间、船坞,甚至装饰零件。即使是经常焊接钢材的家庭焊接狂热者,也会觉得去焊接铝材是一项-的挑战。原因是:铝丝非常软,送丝相当困难。另外,通常用于钢材的焊丝直径和焊机设置可能不适合焊接铝材。
看点03 要成功焊接铝材明白如下问题
1我需要什么样的设备?首先需要做出的决定是需要什么种类的设备来达到目的。要牢记,115伏的送丝机能够处理22到12号规格的焊接作业,并且在适当预热的情况下,你也许能够焊接1/8英寸厚的材料。
但要小心的是,预热的要被-在华氏250度以内。另一个是230伏的机器能焊接从22号规格一直到3/16英寸的材料。适当的预热能把范围提升到1/4英寸。如果你需要焊接各种不同厚度的板材,就该考虑230伏的焊机。
记住,如果你准备做很有规则的铝材加工,你将会需要重型焊机。115和230伏的紧凑型mig焊机可以进行偶尔的铝材焊接,但是并不值得用他们去做复杂繁重的铝材焊接,否则就应该考虑输出超过200安培的焊接设备。
在你确定了输入电压之后,选择焊机时另一个通常你会问到的问题是,我是需要连续式的电压调节型号,还是抽头线圈式的型号?持续的电压调节型号让你能够在机器的电压-内无级调节设置电压,适应性-,能更有效的调整、进行准确制。这样就允许你在焊接作业的时候更容易调整。2什么样的保护气体?mig焊接铝材和焊接钢材所需要的保护气体是不同的。焊接铝材,应该选择含量的气,然而钢材焊接要求混合气体或者的-气体。-是,我们不需要什么特殊的设备——你现有的调整器(除了-调整器以外)和气管都能被用在纯净的或者混合的气体。3设置什么样的极性?所有的mig焊接,包括铝材焊接,都需要正极的焊条,而药芯焊接工艺却是典型的使用负极焊条。如果你要把焊机在不同的工艺中切换,先确定切换极性。这是新手通常会犯的错误。4应该购买什么样的铝合金焊条?如果你试图在焊接铝材时使用钢焊条的话,将会得到很差的-。相反,我们的是,紧凑mig焊机使用-在0.035英寸直径的4043铝合金填充金属。5336的铝合金焊条则可能通常被给零售商和分销商,因为这种焊丝更硬,更容易送丝。
然而,使用这种送丝焊机的话,用5356铝合金通常电流不-达到较好的焊接-。尽管4030较软,在遵循下面描述的适当步骤也能-取得较好的送丝性能。不要使用其他直径的焊丝。-要避免0.030英寸的焊丝(送丝相当困难)和3/64英寸的焊丝(紧凑的小型焊机无法提供足够的电流来-的熔化这个直径的焊丝)。5我该如何设置我的焊机来焊接铝材?既然你知道了需要焊机的种类和性能/局限性,下一个非常重要的步骤就是如何设置参数了,遵循以下的提示:购买一套铝材送丝工具;注意送丝在焊接铝材的时候显得重要,所以-购买一套铝材送丝工具,一套工具将包含以下物品:
?非金属衬管——设计来大程度减小送
丝摩擦2.u型槽驱动滚轮——用来避免教软的铝丝断裂或者变形,这些驱动滚轮不会象v型槽滚轮一样刮伤铝丝。使用v型槽滚轮的话,会让焊丝刮花衬管造成堵塞,引起送丝故障。
?进口和出口引导装置——设计来避免焊丝刮伤
接触头——使用在铝材焊接的接触头有直径的开口,因为在铝丝升温时,产生的膨胀比钢材多。因此,铝丝接触头的尺寸在小得足够保持电接触的同时,又足够允许膨胀。
?装载焊丝到焊机
这里有一个正确装入铝丝的窍门,(同样适用钢制焊丝)对装载铝焊丝、避免焊接时的故障非常重要。用一只手安全的握住焊丝轴-其不会松开,一但你拆开了玻璃纸包装,就用另一只手握住焊丝松开的一头——在将其放入驱动滚轮之前不要松手。缺少经验的人通常会没握紧松开的一头,而导致整捆焊丝开始松脱散开。如果这样的事发生了,将无法补救,焊接作业也会受很大的影响——你不得不购买另一捆焊丝。
?设置焊丝刹车的松紧度
松紧度只需要-焊丝-不会松脱即可,但是不能太紧,否则会造成对焊丝的拖拽。
要正确的设置,先将松紧度调到低,然后装上焊丝,让其通过驱动滚轮,如果除了装焊丝的滚轴在动,而其他部件都停止了的话,就说明不够紧。操作时要小心,因为过紧会造成加在焊丝上的力过多。另外,焊丝用完的zui后几圈无法送丝时不要紧张;通常是因为焊丝太硬而不容易松脱。
?设置驱动滚轮松紧度
这可能是整个设置程序中-的一步。将丝头以微小的角度位于离绝缘材料表面1英寸的地方。然后,将滚轮松紧度设置在几乎zui小。按下焊枪上的开关,观察其运作——在焊丝接触到绝缘材料表面的时候应该滑动。从那一点开始调紧松紧度直到焊丝停止滑动。
再一次的,要注意,太紧会导致焊丝的断裂。这意味着焊丝停留在焊枪里,而焊丝驱动滚轮仍然在转动,zui终的结果是焊丝跑出滚轮后断裂,或者积压-导致焊丝乱成一团,包括引导衬管,焊枪衬管等。要记住,在你按上述内容设置滚轮松紧度的时候,按下焊枪的开关,送出的焊丝是烫的,所以总是戴上-的焊接手套。
?--的电源连接
首先焊接用的夹具应该安全的夹在焊接工件没有上漆和污染的区域。要清洁工件,使用除脂溶剂来清除所有的油脂。在进行焊接前还要-工件表面的干燥。同时,不要在有可燃材料在附近的情况下焊接,诸如溶剂或者油漆的容器。-步,用干净的不锈钢丝刷将铝材的表面氧化物清除干净。
?定位非常重要
在焊接的时候,尽量保持焊枪电缆的笔直,以zui大程度减少对较软铝丝的送丝约束。焊枪电缆线的弯曲会导致焊丝打结,造成很差的送丝。
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