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1、·生产技术·文章编号:100726077(2003)0620008205铝合金的MIG焊接材料及焊接方法[日本]立花知之摘要:主要阐述了铝合金MIG焊接工艺中应该注意的问题,指出如何防止气孔及其他缺陷的发生。此外,还介绍了MIG焊接材料的种类及其选择。关键词:铝合金;MIG焊接;要点;焊接材料;选择+中图分类号:TG42;TG444.74文献标识码:B引言可以说铝合金的MIG焊接(金属极惰性气体保护焊接)比钢材的焊接难度更大。这是因为在实际的电弧焊接中,铝合金MIG焊接存在特有的困难,如:焊道易下垂;采用惰性气体保护会使电弧不稳定;容易产生气孔及裂纹等焊接缺陷
2、。另一方面,质量小、耐腐蚀性强的铝合金逐渐成为交通工具用的主要材料,在汽车、铁道机车车辆的实际生产现场,部件的焊接今后也都将采用以MIG焊接为主的电弧焊。本文阐述了铝合金的焊接工艺,目的是为了让大家了解MIG焊接的要点,并希望更加完善的铝合金MIG焊接工艺能得到广泛应用。1铝合金MIG焊接中应注意的问题1.1铝的性质与MIG焊接为什么铝难以焊接?充分了解铝金属的特性是很有必要的。铝金属的特性如下(参见图1):图1铝的各种特性(1)热导率高,比热容大这一特性反映在铝的热变形大及焊后变形大这由于这一特性,使得铝合金焊接时,电弧的热量两点上。如果为了改善变形而加大板
3、厚,则特意利用容易向周围扩散,而且,为了升高温度,必然需要消铝的轻量化这一优点将丧失,因此,应在焊接工序及耗大量的能量,所以,如果按照焊接钢材的感觉对铝热输入的控制上予以注意,达到降低变形的目的。合金进行焊接得到熔深、熔合,则往往形成过热。如果象钢一样,处在熔点左右的温度下,铝并不变红。(3)易氧化因此,稍有疏忽,则易使焊道下垂,导致烧穿。这样必铝与氧的亲和力比钢材强,所以铝的表面容易然使起弧部位融合不良,所以需要在焊接工艺上下产生氧化薄膜,而且,因为其薄膜的熔点高,易产生功夫,如将引弧点置于坡口之外等。出现未熔合等焊接缺陷。(2)线膨胀系数大(4)对氢气敏感
4、·8·国外机车车辆工艺2003年11月表1与图2表示在不同温度下氢在铝中的溶解入、焊丝保管以及保护气体的露点管理等。度,电弧下熔融金属的温度,无论是钢或是铝都在(1)焊接时应注意空气的卷入2000℃左右。在此高温下所吸收的氢,以及在到达空气中的水份混入保护气体中是应特别予以注凝固温度的冷却过程中,由于溶解度差而释放出的意的问题。为了不使空气混入保护气体中,则必须注氢气会形成气泡残存在固相金属中,致使从2000意以下几个方面:保证喷嘴喷出适当流量的气体,不℃左右的高温到凝固点的溶解度差。铝与钢比较,则出现紊流;使用有测流孔,并能充分覆盖熔池的喷铝产生的氢的气泡为
5、钢材产生的40倍。嘴;在高速度、大电流时,使用双重或三重结构的保在对铝进行MIG焊接时,首先应在充分了解铝护喷嘴。的以上各种特性之后,然后再进行焊接作业是至关(2)包含气管在内的露点管理重要的。尤其是在处理气泡的对策上,在对铝进行对于水分混入到保护气体的问题必须认真对MIG焊接时必须特别注意。以下列举一些防止气泡待。铝合金MIG焊接用输气管使用普通的橡胶管及产生的对策。氯乙烯是不合适的。其原因是,如表2所示,通常水表1焊接凝固时氢溶解度的变化分透率高、管道经路长时,露点并不下降。因而如表电弧溶液温凝固点(熔点)焊接凝固时的2中一样,必须使用聚氟乙烯树脂系的管道
6、。度下的氢溶解度的氢溶解度氢溶解能力表2氩气软管的露点测量结果铝3.7(1900℃)0.07(660℃)1.9%铁(钢)4.2(2093℃)3.0(1537℃)71%种类乙烯塑料管硬质聚四氟乙烯管管长öm注:表中的氢溶解度为氩气中氢浓度1%时的氢溶解量(mLö接头110111011数100g)Ar气流量2122626ö(L·mm)50260℃249.5℃249℃264℃263.5℃30258.5℃247℃246℃261.5℃263℃10250.5℃238.5℃237.5℃250℃255℃注:1)测量时间为2～3min;2)接头为2个,与气管直接连接;接头为6个
7、,通过焊机的气体回路,在焊炬入口测量;3)利用直读式露点指示计。(3)焊丝的保管及管理焊丝中的氢气大部分来源于焊丝的表层。因此,图2氢在不同温度下的溶解度(钢与铝比较)关于焊丝的保管,最应该注意的是水分的粘附,已启1.2防止气孔产生的对策封的焊丝要尽可能快地用完。因为焊丝的表面会形怎样防止气孔的产生?成肉眼看不见的氧化薄膜,由于结露,氧化膜与大气在焊接作业中必须充分考虑焊接作业环境。中的水分反应变质成氢氧化物。因此,要求避免使用产生气孔的原因是氢气。图3表示在焊接时的已长期启封的焊丝。气氛中混入氢气来源的不同比例的计算结果。由该关于MIG焊丝的制造方面,应该尽
8、量降低焊丝图可知,在焊接作业方面应该注
