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1、MIG電弧釬焊的原理及應(yīng)用0前言隨著近年來(lái)帶鍍層的板材(如鍍鋅板,滲鋁板)在工業(yè)中的應(yīng)用的增多,帶鍍層的板材和鋁、鎂一同做為最具有前景的材料而越來(lái)越被人們所重視,可是帶鍍層的板材如何有效的焊接卻是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。鍍鋅板鋅的熔點(diǎn)約420℃,揮發(fā)溫度為908℃,普通熔焊的高溫電弧(約3000-4000℃)必然促使大量的鋅的蒸發(fā),從而導(dǎo)致各種焊接缺陷;而滲鋁板的焊接由于鍍層中的鋁容易熔入到焊縫,焊縫容易出現(xiàn)氣孔和焊縫表面粗糙不平等焊接缺陷。在現(xiàn)有的焊接工藝中,鍍鋅板和滲鋁板的焊縫往往是打磨掉鍍層后再進(jìn)行焊
2、接的,焊接完成后再重新進(jìn)行防腐處理。這樣不但增加工作量,還破壞了鍍層原有的功能,使焊縫位置容易最先開始生銹。為了解決這些問(wèn)題,MIG電弧釬焊作為一種利用電弧加熱焊件和填充釬料的釬焊方法,兼有釬焊和電弧焊的特點(diǎn),在帶鍍層板材及其他領(lǐng)域開始受到越來(lái)越多的重視和研究。1MIG電弧釬焊的原理和特點(diǎn)熔化極脈沖氬弧釬焊(MIG-Brazing),即在氬氣保護(hù)下,采用熔化極脈沖氬弧焊電源系統(tǒng)和特制的釬焊焊絲,在焊絲與工件間形成電弧,焊絲連續(xù)送進(jìn)并熔化,形成填充金屬,將母材連接起來(lái)的新型焊接工藝。在整個(gè)焊接過(guò)程中,若電
3、流較小,母材基本不熔化,其焊接性質(zhì)屬于硬釬焊;若電流較大,母材有少量熔化,其焊接性質(zhì)屬于熔釬焊。與普通脈沖MIG焊方法相比,MIG電弧釬焊有以下特點(diǎn)[1]:(1)填充金屬是釬焊焊絲,電弧溫度低,對(duì)母材的熱輸入小,小電流下母材基本不熔化,釬料本身具有較好的流動(dòng)性,自動(dòng)填充母材的對(duì)接間隙;(2)對(duì)簿板及薄壁容器進(jìn)行釬焊時(shí)變形量很小,操作簡(jiǎn)便,焊接熱影響區(qū)小,不易產(chǎn)生燒穿等焊接缺陷,且能較容易地實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形;(3)電弧特有的去除氧化膜作用,帶電粒子的沖擊活化作用,克服釬劑對(duì)母材的腐蝕副作用,焊后不用清洗
4、;(4)可以實(shí)現(xiàn)異種金屬之間的連接,如銅與鋼、銅與不銹鋼、普通鋼與特種鋼等等。2MIG電弧釬焊的應(yīng)用2.1鍍鋅板MIG電弧釬焊(1)鍍鋅板及其焊接性能的介紹鍍鋅鋼板大致可分為電鍍鋅鋼板和熱浸鍍鋅鋼板。大量的鍍鋅鋼板應(yīng)用于汽車制造、冷藏設(shè)備、建筑業(yè)、通風(fēng)和供熱設(shè)施以及家具制造等領(lǐng)域。鍍鋅成為鋼板的重要防腐方法,它不僅僅是因?yàn)殇\在鋼板的表面形成致密的保護(hù)層,還因?yàn)殇\具有陰極保護(hù)效果。當(dāng)鍍鋅層破損時(shí),它仍然能通過(guò)陰極保護(hù)來(lái)防止鐵質(zhì)母材腐蝕。這種保護(hù)效果可以延伸到1-2mm無(wú)保護(hù)層的區(qū)域,因此鍍鋅可以有效的保護(hù)
5、到板材的切口和冷加工造成的微裂紋,以及近焊縫的鋅燒損區(qū),防止從這里開始生銹[2]。因?yàn)殇\的熔點(diǎn)約為420℃,揮發(fā)溫度為908℃,這不利于焊接。當(dāng)電弧一引燃,鋅就開始揮發(fā)了。鋅的揮發(fā)和氧化會(huì)導(dǎo)致氣孔、未熔合及裂紋,甚至影響電弧的穩(wěn)定性。因此用普通的電弧焊焊接鍍鋅板時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的白色ZnO煙塵。這種ZnO煙塵焊工吸入過(guò)多,將患金屬煙熱病而引起的體溫急性升高,影響身體健康。(2)鍍鋅板MIG電弧釬焊工藝德國(guó)CLOOS公司根據(jù)多年的市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出焊接鍍鋅板的最好的辦法就是減少熱輸入,減少鋅層的揮發(fā)和破壞,這樣
6、才能形成比較理想的焊縫。最常用的這類焊絲是硅青銅焊絲(CuSi3)。由于CuSi3焊絲中銅的含量高,熔點(diǎn)相對(duì)比較低(大約910℃-1025℃由合金成分決定),焊接出來(lái)的焊縫光滑美觀,對(duì)鋅層的燒損較少。這時(shí)母材還沒有熔化,焊接出來(lái)的接頭實(shí)際就是釬焊接頭,焊接完成后不需要重新做防腐。(3)CuSi焊絲焊縫熔敷金屬化學(xué)成分及熔敷金屬物理性能 焊縫熔敷金屬化學(xué)成分見表1焊絲牌號(hào)?化學(xué)成分區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)(﹪)銅鋁硅鋅錳磷鉛錫鐵其他HSCuSi余量≤0.012.8-4.0≤1.5≤1.5-≤0.20≤1.1≤0.5≤0.
7、5SG-CuSi3余量≤0.012.8-4.0≤0.20.5-1.5≤0.02≤0.02≤0.2≤0.3≤0.4ERCuSi-A余量≤0.012.8-4.0≤1.0≤1.5-≤0.02≤1.0≤0.5≤0.5熔敷金屬物理性能導(dǎo)電率 3.5-4.0S.m/mm2固相線 910℃ 抗拉強(qiáng)度 330-370N/mm2硬度 80-90HB密度 8.5kg/dm3液相線 1025℃延伸率 40﹪2.2滲鋁板MIG電弧釬焊(1)滲鋁板及其焊接性能介紹滲鋁板可分為兩類,第一類是以耐熱性為主的可以耐64
8、0℃左右的高溫,它是在低碳鋼板的兩側(cè)各鍍上20-25μm厚的AlSi合金(Si含量為6-8.5﹪)鍍層;第二類以耐腐蝕性為主,其鍍層是第一類的2-3倍。滲鋁板一般以熱浸或固體粉末等方法滲鋁。第一類耐高溫的形成AlFeSi合金層,第二類耐腐蝕形成AlFe合金層。由于耐腐蝕的滲鋁板鍍層厚熔點(diǎn)低,其焊接性相對(duì)較差。由于滲鋁板具有較好抗高溫、抗氧化和耐腐蝕性,價(jià)格便宜,已在我國(guó)石油、化工、電力、汽車及輕工部門得到廣泛的應(yīng)用。在滲鋁板的熔化焊中,現(xiàn)有