第四章 鋁及其合金的氣焊

2021-01-07 威爾鼎王

第一節 鋁及其合金氣焊的接頭形式

一、概述

鋁及其合金氣焊通常採用氧-乙炔氣焊,也可用氧-氫氣焊、氧-液化氣焊、氧-丙烷氣焊等。在實際氣焊工藝中,將火焰調成微碳化焰。這種方法的熱效率低,焊接熱輸人不集中,焊接鋁及鋁合金時需採用熔劑,焊後又需清除殘渣,接頭質量及性能也不高。因為氣焊設備簡單,無需電源,操作方便靈活,常用於焊接對質量要求不高的鋁及其合金構件,如厚度較薄 (0.5~ 10mm)的薄板及小零件,以及補焊鋁及鋁合金構件和鋁鑄件,在修理行業中用的多一些。

二、氣焊的接頭形式

氣焊鋁及鋁合金時的接頭形式主要取決於焊件的結構形式、焊件厚度、強度要求和施工條件等,不宜採用搭接接頭和T形接頭,這種接頭難以清理流 人縫隙中的殘留熔劑和焊渣,應儘可能採用對接接頭。懸空焊接鋁時,稍不注意,接頭處就會整個塌落下來。因為鋁在540~658℃時強度很低,甚至無法承受自身的重量。為保證焊件焊接時既焊透又不塌陷和燒穿,可以採用帶槽的墊板,墊板一般用不鏽鋼或純銅等製成,帶墊板焊接可獲得良好的反面成形,提高焊接生產率。

三、常用鋁及其合金氣焊焊縫坡口形式及尺寸,見圖4-1

圖4-1

第二節 氣焊熔劑的選用

氣焊鋁時,如果不使用熔劑,用火焰將鋁件熔化後,卻不能直接見到鋁溶液,因為在熔融鋁的表面浮動著一層黑色的皺皮隔層。將鋁填充焊絲熔化滴在上 面,就像荷葉上的水珠一樣, 無法與基體金屬液體相熔合。這層皺皮就是Al2O3, 氧化膜(熔點2050℃),氣焊火焰很難將它熔化。這層氧化膜還起隔熱作用,不把這層氧化膜清除掉,就無法實現焊接。

鋁及鋁合金氣焊時,為了使焊接過程順利進行,保證焊縫質量,氣焊時需要加熔劑來去除鋁表面的氧化膜及其他雜質。

氣焊熔劑(又稱氣劑)是氣焊時的助熔劑,主要作用是去除氣焊過程中生成在鋁表面的氧化膜,改善母材的潤溼性能,促使獲得緻密的焊縫組織等。氣焊鋁及其合金等必須採用熔劑,一般是在焊前把熔 劑直接撒在被焊工件坡口上,或者沾在焊絲上加人到熔池內。

鋁及其合金熔劑是K、Na、Ca、Li等元素的氯化鹽及氟化鹽,是粉碎後過篩並按一定比例配製的粉狀化合物。例如鋁冰晶石(Na3AIF6) 在1000℃時可以熔解氧化鋁,又如氯化鉀(KCI) 等可使難熔的氧化鋁轉變為易熔的氯化鋁 (AICl3熔點為183°C)。這種熔劑的熔點低,流動性好,還能改善熔化金屬的流動性,使焊縫成形良好。

鋁及鋁合金氣焊熔劑有含Li熔劑和無Li熔劑兩類。含Li熔劑的氯化鋰能改善熔渣的物理性能、降低熔渣的熔點和黏度,能較好地去除氧化膜,適用於薄板和全位置焊接。但氯化鋰價格貴,而且吸溼性強。不含Li的熔劑熔點高、黏度大、流動性差,易產生焊縫夾渣,適用於厚大件的焊接。對於搭接接頭、不熔透角焊縫和難以完全清理掉殘留熔渣的焊縫,以及含鎂較高的鋁鎂合金選用熔劑時,不宜採用含鈉組成物的熔劑。

二、常用鋁用氣焊熔劑的化學成分、用途及焊接注 意事項見圖4-2。

圖4-2

將粉狀熔劑和蒸餾水調成糊狀(每100g熔劑約加人50mL蒸餾水)塗於焊件坡口和焊絲表面,塗層厚0.5~1.0mm。或用灼熱的焊絲直接蘸熔劑乾粉使用,這樣可減少熔池中水分的來源,減少氣孔。調製好的熔劑應在12h內用完。

鋁及鋁合金氣焊熔劑容易吸潮,所以應該對其瓶裝密封,以防受潮失效。焊接時,應先用潔淨水或蒸餾水將熔劑調成糊狀,然後把它塗在接頭上,或者浸塗在焊絲上。調好的糊狀熔劑最好隨調隨用,不要久放,以免變質。

三、CJ401的組成配方,見圖4-3

圖4-3

第三節 氣焊工藝參數的選擇

一、焊嘴的選擇

根據焊件厚度、坡口形式、焊接位置、焊工技術水平確定焊嘴的大小,氣焊時焊件厚度、焊炬型號、焊嘴號碼、焊嘴孔徑、焊絲直徑及乙炔消耗量等數據。

氣焊時焊件厚度、 焊炬型號、焊嘴號碼、焊嘴孔徑、焊絲直徑及乙炔消耗量見圖4-4

圖4-4

二、注意事項

鋁及鋁合金有強烈的氧化性和吸氣性。氣焊時,為使鋁不被氧化,應採用中性焰或微弱碳化焰(乙炔稍微過剩的碳化焰),使鋁熔池置於還原性氣氛的保護下而不被氧化。嚴禁採用氧化焰,因為用氧化性較強的氧化焰會使鋁強烈氧化,阻礙焊接過程進行;而乙炔過多,游離的氫可能溶人熔池,會促使焊縫產生氣 孔,使焊縫疏鬆。

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