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带镀层板材的焊接专家

时间: 2011-07-13 02:43 来源: 作者: 点击:

MIG 电弧钎焊采用低熔点的铜基焊丝代替碳钢焊丝,焊接时热输入量低,母材不会熔化,同时对镀层的破坏降到最低,提高了焊缝的抗腐蚀性能。德国CLOOS公司开发了具有MIG电弧钎焊焊接专家系统的板专用焊机GLC283-333MC4焊机。

随着近年来带镀层的板材(如镀锌板,渗铝板)在工业中应用的增多,带镀层的板材和铝、镁一同作为最具有前景的材料而越来越被人们所重视,可是带镀层的板材如何有效的焊接一直困扰着工程技术人员。锌的熔点约为420℃,挥发温度为908℃,普通熔焊的高温电弧(约3 000~4 000℃)必然促使大量锌的蒸发,从而导致各种焊接缺陷。而渗铝板的焊接由于镀层中的铝容易熔入到焊缝,焊缝容易出现气孔和表面粗糙不平等缺陷。在现有的焊接工艺中,对于镀锌板和渗铝板,往往是打磨掉镀层后再进行焊接的,焊接完成后再重新进行防腐处理。这样不但增加工作量,还破坏了镀层原有的功能,使焊缝位置容易最先开始生锈。为此珠海市金宝热融焊接技术有限公司从德国CLOOS公司引进了MIG电弧钎焊技术,在国内进行推广,并得到了广泛的应用。

镀锌板MIG电弧钎焊

1.镀锌板及其焊接性能

镀锌钢板大致可分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板。大量的镀锌钢板应用于汽车制造、冷藏设备、建筑业、通风和供热设施以及家具制造等领域。镀锌是钢板的重要防腐方法,锌在钢板的表面形成致密的保护层,同时具有阴极保护效果。当镀锌层破损时,仍然能通过阴极保护来防止铁质母材腐蚀。这种保护效果可以延伸到1~2mm无保护层的区域,因此镀锌可以有效保护板材切口和冷加工造成的微裂纹,以及近焊缝的锌烧损区。

因为锌的熔点约为420℃,挥发温度为908℃,不利于焊接。当电弧引燃,锌就开始挥发,会导致气孔、未熔合及裂纹,甚至影响电弧的稳定性。因此用普通的电弧焊焊接镀锌板时会产生大量的白色ZnO烟尘。焊工吸入ZnO烟尘过多,将患金属烟热病而引起体温急性升高,影响身体健康。

2.镀锌板MIG电弧钎焊工艺

德国CLOOS公司根据多年的市场经验,总结出焊接镀锌板最好的办法就是减少热输入,减少锌层的挥发和破坏,这样才能形成比较理想的焊缝。德国CLOOS公司通过技术创新,在2002年研制出MIG电弧钎焊,并开发了具有MIG电弧钎焊焊接专家系统的板专用焊机GLC283-333MC4焊机。

GLC283-333MC4焊机是通过选用钎焊材料来焊接镀锌板的,最常用的这类焊丝是硅青铜焊丝CuSi3。由于CuSi3焊丝中铜的含量高,熔点相对比较低(大约910~1 025℃),焊接出来的焊缝光滑美观,对锌层的烧损较少,同时母材没有熔化,焊接出来的接头就是钎焊接头,焊接完成后不需要重新做防腐。

3.CuSi焊丝焊缝熔敷金属化学成分及熔敷金属物理性能

焊缝熔敷金属化学成分如下表。熔敷金属物理性能:导电率:3.5~4.0 S.m/mm2;固相线:910℃;抗拉强度:330~370N/ mm2;硬度:80~90 HB;密度:8.5kg/dm3;液相线:1 025℃;延伸率:40℃。

焊缝熔敷金属化学成分表

     焊丝牌号             化学成分区域标准(%)
  铜      铝     硅      锌       锰      磷        铅     锡    铁     其他
HSCuSi   余量 ≤0.01  2.8~4.0  ≤1.5   ≤1.5    ≤0.20  ≤1.1  ≤0.5  ≤0.5
SG-CuSi3 余量 ≤0.01  2.8~4.0  ≤0.2  0.5~1.5  ≤0.02  ≤0.2  ≤0.3  ≤0.4
ERCuSi-A 余量 ≤0.01  2.8~4.0  ≤1.0   ≤1.5    ≤0.02  ≤1.0  ≤0.5  ≤0.5

渗铝板MIG电弧钎焊

1.渗铝板及其焊接性能

渗铝板可分为两类,第一类是以耐热性为主的,可以耐640℃左右的高温。在低碳钢板的两侧各镀上20~25μm厚的AlSi合金(Si含量为6%~8.5%)镀层,形成AlFeSi合金层;第二类以耐腐蚀性为主,其镀层厚度是第一类的2~3倍,形成AlFe合金层。渗铝板一般以热浸或固体粉末等方法渗铝。由于耐腐蚀的渗铝板镀层厚熔点低,焊接性相对较差。渗铝板具有抗高温、抗氧化和耐腐蚀的特点,价格低廉,已在我国石油、化工、电力、汽车及轻工部门得到广泛应用。

在渗铝板的熔化焊中,现有的几种方法都不太理想。手工电弧焊如采用酸性焊条或纤维素型焊条时,焊缝容易产生气孔、凹凸等缺陷;而采用碱性低氢型焊条,可以降低焊缝产生气孔的倾向。但是焊接前如不将焊缝周围的渗铝层去掉,则焊缝中的Si、Mn含量因铝加强脱氧而增高,从而使焊缝金属力学性能变坏,而且由于焊缝中缺少保证金属耐热、耐腐蚀的合金元素,往往在焊接完成后也要重新做防腐处理;而采用普通的熔化极气体保护焊时,焊缝成分和致密性都能满足要求,但是焊缝表面粗糙不平;采用钨极氩弧焊时,虽然熔化的涂层不会被氧化,但是为了减少焊缝金属的铝含量,大多是焊接前将焊缝周围的铝涂层去掉。

2.渗铝板的MIG电弧钎焊工艺

德国CLOOS GLC333MC4焊机是采用钎焊的工艺来焊接渗铝板的,在焊接前无需做任何的预处理,焊接完成后也不用重新再做防腐处理。焊缝成型美观平整光滑,耐腐蚀性好。MIG电弧钎焊常用的焊接材料采用铝青铜焊丝CuAl8,其熔点低,机械性能好,不会破坏渗铝层,无需重新做防腐,在船舶制造、机械制造、化工及汽车等领域得到了广泛的应用。

3.CuAl焊丝焊缝熔敷金属化学成分及熔敷金属物理性能

焊缝熔敷金属化学成分如上表。熔敷金属物理性能:导电率:8 S.m/mm2;固相线:1030℃;抗拉强度:390~450N/mm2;硬度:140HB;密度:7.7kg/dm3;液相线:1040℃;延伸率:45%。

MIG电弧钎焊的优点和应用

在通常应用中MIG钎焊使用的保护气体是氩气,然而实验表明铜基焊丝也可用含少量氧气或二氧化碳的混合气体作保护气,这样电弧的稳定性更好。

1.MIG电弧钎焊优点:

焊缝无腐蚀;飞溅很少;镀层烧损少;热输入量低;焊缝易机械加工;近焊缝区可受到阴极保护;提高安全性。

2.MIG电弧钎焊应用范围

MIG电弧钎焊可用来焊接低合金钢、非合金钢以及不锈钢,主要用于焊接表面有镀层的钢板。其使用的焊丝具有低熔点及焊接时低热量输入等特点,减少了工件近焊缝区及焊缝背面镀层的破坏。MIG钎焊同MAG焊一样,可以焊各种类型接头及全位置焊接。即使在立向下、立向上和仰焊的情况下,也能获得令人满意的效果,焊接速度同样可以达到MAG焊的水平。

采用短路过渡的MAG焊焊出的是凸焊缝,降低了焊缝的抗拉强度;另一方面,用传统的钎焊将使管子产生明显的变形。而MIG电弧钎焊克服了以上两种方法的缺点,焊接时热输入量低,焊缝又光滑平整。当今,MIG电弧钎焊在汽车及支承结构中已有大量的实践应用,在高强钢(如自行车支架)也使用了MIG钎焊。

MIG电弧钎焊专用焊机

GLC283MC4和GLC333MC4焊机是最新一代一体化便携式脉冲焊接电源,多项技术创新满足了多种焊接工艺要求。该系列焊机具有以下特点:一体化结构包含了逆式电源,完善的操作组件,整套送丝机构;微处理器控制的多功能电源可实现MIG/MAG、TIG、手工电弧焊和MIG钎焊等工艺;新一代逆变电源元件使焊机体积小、重量轻;具有水流量和温度监控的标准化焊枪水冷机构;多人使用MC4时个人钥匙可使操作者进行个人操作和信息管理。

1.MC4焊机外观

MC4焊机外观如图1。

图1 MC4焊机

2.MC4焊机的全新操作理念

(1)一元化和可变程序模式

MC4为一元化焊接电源,内置众多焊接特征曲线。不同的焊接作业可以存贮达120条焊接程序;多达100套一元化特征曲线可使用。VJM为使用者提供了友好操作界面。焊接参数可由程序一键设定,而不改变原始工作程序,并可以把设定的焊接参数存为新的程序。

(2)16位数显

程序通过命名来设定,使程序操作更加友好快捷。程序可通过两行16位数字显示号码和名称,程序号可直接在MC4面板上调用和存贮。

3.完美的焊接特性

(1)低飞溅起弧(SPAZ):SPAZ功能是CLOOS公司保证稳定低飞溅起弧的专利技术,限制起弧电流可以提高导电咀的寿命,减少飞溅危害,提高送丝稳定性。

(2)焊丝削尖:在焊接结束时具有稳定的回烧,保证再起弧时稳定可靠和低飞溅。

(3)双脉冲(ALUPLUS):内置在MC4的CLOOS双脉冲系统可以增加熔深和改善成形。双脉冲不仅用于焊铝,还可用于焊接其它材料如结构钢和CrNi钢。

(4)U/I和I/I调制:U/I脉冲调制可保证在中大规范时稳定和良好的熔透,并与材料无关。I/I脉冲调制是小规范下的工艺控制方法,如焊薄板。

(5)焊接参数:起弧规范、主规范、收弧规范和第二脉冲规范可分别设定。

(6)推拉丝:在手工焊时可加长电缆,扩大工作半径(选配)。

(7)气体流量传感器:监控和显示气体流量(选配)。

(8)自动焊接口:机器人和PLC控制接口(选配)。

(9)WDM:焊接数据管理系统(WDM)是管理程序和一元化特征曲线的PC软件(选配)。

MIG电弧钎焊对焊接带镀层的板材能获得良好的焊接效果(如图2、3)。MIG电弧钎焊对焊接电源有非常严格的要求,必须有专用的外特性曲线设计,完全不同于普通的MIG/MAG焊机。

图2 镀锌板MIG钎焊实际效果

图3 渗铝板MIG钎焊实际效果

相关资料

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