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铝合金的应用十分的广泛,分为冷作强化和热处理强化两大类。铝合金点焊的焊接性较差,尤其是热处理强化的铝合金。其原因及应采取的工艺措施如下:
(1)电导率和热导率较高 必须采用较大电流和较短时间,才能做到既有足够的热量形成熔核;又能减少表面过热、避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。
(2)塑性温度范围窄、线膨胀系数大 必须采用较大的电极压力,电极随动性好,才能避免熔核凝固时,因过大的内容拉应力而引起的裂纹。对裂纹倾向大的铝合金,如LF6、LY12、LC4等,还必须采用加大锻压力的方法,使熔核凝固时有足够的塑性变形、减少拉应力,以避免裂纹产生。在弯电极难以承受大的定锻压力时,也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹。对于大厚度的铝合金可以两种方法并用。
(3)表面易生成氧化膜 焊前必须严格清理,否则极易引起飞溅和熔核成形不良(撕开检查时,熔核形状不规则,凸台和孔不呈圆形),使焊点强度降低。清理不均匀则将引起焊点强度不稳定。
基于上述原因,点焊铝合金应选用具有下列特性的焊机:
1)能在短时间内提供大电流;
2)电流波形**好有缓升缓降的特点;
3)能精确控制工艺参数,且不受电网电压波动影响;
4)能提供价形和马鞍形电极压力;
5)机头的惯性和摩擦力小,电极随动性好。
当前国内使用的多为300-600KVA的直流脉冲、三相低频和次级整流焊机,个别的达到1000KVA,均具有上述特性。也有采用单相交流焊机的,但仅限于不重要工件。
点焊铝合金的电极应采用1类电极合金,球形端面,以利于压固熔核和散热。
由于电流密度大和氧化膜的存在,铝合金点焊时,很容易产生电极粘着。电极粘着不仅影响外观质量,还会因电流减小而降低接头强度。为此需经常修整电极。电极每修整依次后可焊工件的点数与焊接条件、被焊金属型号、清理情况、有无电流波形调制,电极材料及其冷却情况等因素有关。通常点焊纯铝为5-10点,点焊LF6,LY12时为25-30点。
防透铝LF21强度低,延性后,有较好的焊接性,不产生裂纹,通常采用固定不变电极压力。硬铝(如LY11、LY12),超硬铝(如LC4、LC5)强度高、延性差,极易产生裂纹,必须采价形曲线的压力。但对于薄件,采用大的焊接压力或具有缓冷脉冲的双脉冲加热,裂纹也不是不可避免的。
采用价形压力时,锻压力滞后于断电的时刻十分重要,通常是0-2周。锻压力加得过早(断电前),等于增大了焊接压力,将影响加热,导致焊点强度降低和波动。锻压力加得过迟,则熔核冷却结晶时已经形成裂纹,加锻压力已无济于事。有时也需要提前于断电时刻施加锻压力,这是因为电磁气阀动作延迟,或气路不畅通造成锻压力提高缓慢,不提前施加不足以防止裂纹的缘故。
在直流脉冲点焊机上焊接铝合金的焊接条件见下表:
板厚(mm) | 电极球面半径(mm) | 电极压力(KN) | 焊接时间(周) | 焊接电流(KA) | 锻压压力(KN) |
0.8
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 |
75
100 150 200 200 200 |
2.0-2.5
2.5-3.6 3.5-4.0 4.5-5.0 6.0-6.5 8 |
2
2 3 5 5-7 6-9 |
25-28
29-32 35-40 45-50 49-55 57-60 |
-
- - - - 22 |
板厚(mm) | 电极球面半径(mm) | 电极压力(KN) | 焊接时间(周) | 焊接电流(KA) | 锻压压力(KN) | 锻后滞后断电时刻(周) |
0.5
0.8 1.0 1.3 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 3.0 |
75
100 100 100 150 200 200 200 200 200 |
2.3-3.1
3.2-3.5 3.6-4.0 4.0-4.2 5.0-5.9 6.8-7.3 7.0-9.0 8.0-10 8.0-11 11-12 |
1
2 2 2 3 3 5 5 7 8 |
19-26
26-36 29-36 40-46 41-54 45-50 50-55 70-75 80-85 90-94 |
3.0-3.2
5.0-8.0 8.0-9.0 10-10.5 13.5-14 15-16 19-19.5 23-24 25-26 30-32 |
0.5
0.5 0.5 1 1 1 1 1 1 2 |
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