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1、铜铝闪光焊接工艺规范探讨2011年第1期电力金具20铜铝闪光焊接工艺规范探讨孙遇谆(南京线器材厂210037)摘要:铜铝闪光焊接工艺规范繁多,参数曲线陡峭,相互关联,焊缝质量波动极大.因此掌握焊接工艺和各规范参数的作用以及相互间的关系,正确调试焊接规范.以确保铜铝过接头在线路中的使用安全.关键词:铜铝闪光焊工艺参数焊缝强度0,前言:随着电力建设的迅速发展,铜铝板件过渡接头的需求量也逐年递增.目前国内采用的铜铝焊接方法主要有:滚动摩擦焊,钎焊,闪光焊三种.滚动摩擦焊只限于焊棒材,国内已有用焊好的棒材经锻压,机加工至板件的,但大截面锻压时存在易产生夹层及焊缝裂纹
2、,而且加工成板件的工作量大,成材率和生产效率低等不足.钎焊工艺已较广泛的采用,多用于不规则形状或大截面铜铝过渡接头,但存在铜铝粘合力低,易剥离,焊后的焊缝清洗和焊缝腐蚀问题,其生产效率也低.闪光焊虽然存在闪光烧损,对网路电源有一定的要求等不足,但生产效率高,导电性好和焊缝强度大等优点.因此闪光焊是目前国内铜铝板件焊接最有效的方法.铜铝闪光焊接的工艺规范复杂,各规范参数繁多且相互影响相互制约,故焊接质量难以控制,检验手段为破坏性检验.为了既保证焊缝的机械性能(大于铝板强度)和电气性能,使其在电网中安全可靠的运行.又减少调范和破坏性检验的损耗,降本增效,其提高焊
3、接工艺规范的水平是提高产品质量,降低消耗最为有效的途径.1,焊接工艺1.1材料要求及材料准备1.1.1材质要求:铜材不低于T2牌号.铝材不低于L3牌号.1.1.2材料表面要求:铜铝焊件与电极接触面不允许有氧化层和不良导体层.以确保有效通过焊接电流和避免电极平面局部烧损.焊接端面及焊缝两侧20咖处不允许有抽污或油漆,以免高温燃烧时的气体熔入焊缝形成气孔.2011年第1期电力金具2l1.1.3材料准备:当铜材硬度HB)50,铝材硬度HB>30时,焊件均应进行焊前退火处理.退火的目的:a.消除焊件的剪切下料的冷作硬化,保证焊件的低硬度高塑性,以有利于顶锻的液
4、体金属一铜铝合金(渣)的挤出.(经试验,R状态的焊件不退火,如顶锻压力充分时,焊缝质量亦可基本达到要求.但因顶锻压力受夹持力制约和设备的限制,故不宜采用).b.增加焊件的母材塑性.母材经过退火处理后其焊件在弯曲变形时的塑性增大,焊缝处的弯曲应力可通过母材本身的塑性变形而衰减,有效提高了焊缝的疲劳强度.未经退火的焊件在弯曲时,由于铜铝的刚度比较大,因而焊缝处的应力集中,使焊缝的抗弯曲能力下降.焊件退火工艺参数,见表一焊件退火工艺参数材料加热温度(℃)保温时间(分)冷却方式铜铝水冷空气冷硬度要求(船)<50<30铜件退火后氧化皮的去除.铜件出炉后应立
5、即投入冷水中,并不停地上下浮沉,利用铜与氧化铜的膨胀系数之差,使铜件表面的氧化层脱落,以确保焊接电通过.1.2焊接前的焊件尺寸要求1.2.1厚度要求:按照焊机的已定的规范,铜材取负差,铝材取正差.铝材厚度最大值与铜材厚度最小值之差,一般不大于0.3～0.4mm.当超过此值时,铝件相对于铜的厚度增大,造成项锻留量的过剩,反之造成顶锻留量的不足,都会严重影响焊接质量.1.2.2焊件的焊接端面要求:焊件的焊接端面要平直,剪(冲)切斜口不能过大.焊接端面不平直或斜口过大,都会影响焊接过程.引起焊缝两端面加热不均匀和终端锻加热温度不够,使焊缝质量下降.1.2.3焊接前
6、焊件的下料尺寸(a)焊前的焊件下料尺寸,应根据各焊机的焊接工艺规范,在图样尺寸上增加闪光烧损量和顶锻留量.一般铜件应在焊接长度方向增加5~6mm,铝件增加l7～18mm.(视焊件厚度取值).(b)焊件厚度不宜大于12mm,厚度过大时,焊缝端面中心部分的脆性合金不易挤出,因此在焊机的功率范围内,大截面焊件的设计,应考虑在宽度上增大尺寸.2011年第1期电力金具222,焊接规范由于铜铝闪光焊接过程具有激烈的烧化,高速的项缎和严格的时问控制的特点.因而焊接规范参数繁多,而且这些参数都是互相联系,互相影响并互相制约的.特别是这些规范参数的变化范围窄小,当其中的参数不
7、符合整体规范参数要求,都会影响焊接质量,严重的只要一落地焊缝就会断开.因此,在焊接不同截面的焊件时,都要将有关参数进行反复调试,以求得最佳焊接质量.为了减少调范时问和材料损耗,简化和缩小调范的范围,可以将某些参数一次性调试确定.这种各焊接截面基本通用的参数称为固定参数.另一类随焊接截面变化的参数称为变化参数.2.1固定参数2.1.1铜铝烧化量和凸轮顶锻位置(a)铜铝烧化量:焊接时,铜铝要达到焊接所需温度的最小闪光烧损量.由于铝的熔点比铜低,电阻比铜高.在烧化过程中,当铝件焊接端面已达到焊接所需的温度,而铜件仍需继续闪光加热.要使铜件焊接截面达到焊接所需的温度
8、,是通过铝件的过量烧化,铜件的少量烧化实现的.烧化量
