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对焊方法及工艺培训课程模板.doc

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资源描述

1、对焊方法及工艺 对接电阻焊(以下简称对焊)是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来一类电阻焊方法。 对焊生产率高、易于实现自动化,所以取得广泛应用。其应用范围可归纳以下: (1)工件接长 比如带钢、型材、线材、钢筋、钢轨、锅炉钢管、石油和天然气输送等管道对焊。 (2)环形工件对焊 比如汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈对焊、多种链环对焊等。 (3)部件组焊 将简单轧制、铸造、冲压或机加工件对焊成复杂零件,以降低成本。比如汽车方向轴外壳和后桥壳体对焊,多种连杆、拉杆对焊,和特殊零件对焊等。 (4)异种金属对焊 能够节省珍贵金属,提升产品性能。比如刀具工作部分(高速钢)和尾部(中碳钢)对焊,内燃机排气

2、阀头部(耐热钢)和尾部(结构钢)对焊,铝铜导电接头对焊等。 对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种。电阻对焊 电阻对焊是将两工件端面一直压紧,利用电阻热加热至塑性状态,然后快速施加顶锻压力(或不加顶锻压力只保持焊接时压力)完成焊接方法。一、电阻对焊电阻和加热 对焊时电阻分布图14-2所表示。总电阻可用下式表示:R=2R+RC+2Re式中 R-一个工件导电部分内部电阻(); Rc-两工件间接触电阻(); R-工件和电极间接触电阻(); 工件和电极之间接触电阻因为阻值小,且离接合面较远,通常忽略不计。 工件内部电阻和被焊金属电阻率和工件伸出电极长度l0成正比,和工件断面积s成反比。 和点焊时一样,电阻对焊

3、时接触电阻取决于接触面表面状态、温度及压力。当接触电阻有显著氧化物或其它赃物时,接触电阻就大。温度或压力增高,全部会因实际接触面积增大而使接触电阻减小。焊接刚开始时,接触点上电流密度很大;端面温度快速升高后,接触电阻急剧减小。加热到一定温度(钢600度,铝合金350度)时,接触电阻完全消失。 和点焊一样,对焊时热源也是由焊接区电阻产生电阻热。电阻对焊时,接触电阻存在时间极短,产生热量小于总热量10-15%。但因这部分热量是接触面周围很窄区域内产生。所以会使这一区域温度快速升高,内部电阻快速增大,即使接触电阻完全消失,该区域产热强度仍比其它地方高。 所采取焊接条件越硬(即电流越大和通电时间越短)

4、,工件压紧力越小,接触电阻对加热影响越显著。 二、电阻对焊焊接循环、工艺参数和工件准备 1、焊接循环 电阻对焊时,两工件一直压紧,当端面温升高到焊接温度T时,两工件端面距离小到只有多个埃,端面间原子发生相互作用,在接合上产生共同晶粒,从而形成接头。电阻对焊时焊接循环有两种:等压和加大锻压力。前者加压机构简单,便于实现。后者有利于提升焊接质量,关键用于合金钢,有色金属及其合金电阻对焊,为了取得足够塑性变形和深入改善接头质量,还应设置电流顶锻程序。 2、工艺参数 电阻对焊关键工艺参数有:伸出长度、焊接电流(或焊接电流密度)、焊接通电时间、焊接压力和顶锻压力。 (1)伸出长度l0 即工件伸出夹钳电极

5、端面长度。选择伸出长度时,要考虑两个原因:顶锻时工件稳定性和向夹钳散热。假如l0过长,则顶锻时工件会失稳旁弯。l0过短,则因为向钳口散热增强,使工件冷却过于强烈,会增加塑性变形困难。对于直径为d工件,通常低碳钢:l0=(0.5-1)d,铝和黄铜:l0=(1-2)d,铜:l0=(1.5-2.5)d。 (2)焊接电流I和焊接时间t 在电阻对焊时,焊接电流常以电流密度j来表示。j和t是决定工件加热两个关键参数。二者能够在一定范围内对应地调配。能够采取大电流密度、短时间(强条件),也能够采取小电流密度、长时间(弱条件)。但条件过强时,轻易产生未焊透缺点;过软时,会使接口端面严重氧化、接头区晶粒粗大、影

6、响接头强度。 (3)焊接压力F和顶锻压力Fu,F对接头处产热和塑性变形全部有影响。减小F有利于产热,但不利于塑性变形。所以,易用较小F进行加热,而以大得多Fu进行顶锻。不过F也不能过低,不然会引发飞溅、增加端面氧化,并在接口周围造成疏松。 3、工件准备 电阻对焊时,两工件端面形状和尺寸应该相同,以确保工件加热和塑性变形一致。工件端面,和和夹钳接触表面必需进行严格清理。端面氧化物和赃物将会直接影响到接头质量。和夹钳接触工件表面氧化物和赃物将会增大接触处电阻,使工件表面烧伤、钳口磨损加剧,并增大功率损耗。 清理工件能够用砂轮、钢丝刷等机械手段,也能够用酸洗。 电阻焊接头中易产生氧化物夹杂。对于焊接

7、质量要求高稀有金属、一些合金钢和有色金属时,常采取氩、氦等保护氛来处理。 电阻对焊虽有接头光滑、毛刺小、焊接过程简单等优点,但其接头力学性能较低,对工件端面准备工作要求高,所以仅用于小断面(小于250mm2)金属型材对接。闪光对焊 闪光对焊可分为连续闪光对焊和预热闪光对焊。连续闪光对焊由两个关键阶段组成:闪光阶段和顶锻阶段。预热闪光对焊只是在闪光阶段前增加了预热阶段。 一、闪光对焊两个阶段 1、闪光阶段 闪光关键作用是加热工件。在此阶段中,先接通电源,并使两工件端面轻微接触,形成很多接触点。电流经过时,接触点熔化,成为连接两端面液体金属过梁。因为液体过梁中电流密度极高,使过梁中液体金属蒸发、过

8、梁爆破。伴随动夹钳缓慢推进,过梁也不停产生和爆破。在蒸气压力和电磁力作用下,液态金属微粒不停从接口间喷射出来。形成火花急流-闪光。 在闪光过程中,工件逐步缩短,端头温度也逐步升高。伴随端头温度升高,过梁爆破速度将加紧,动夹钳推进速度也必需逐步加大。在闪光过程结束前,必需使工件整个端面形成一层液体金属层,并在一定深度上使金属达成塑性变形温度。 因为过梁爆破时所产生金属蒸气和金属微粒强烈氧化,接口间隙中气体介质含氧量降低,其氧化能力可降低,从而提升接头质量。但闪光必需稳定而且强烈。所谓稳定是指在闪光过程中不发生断路和短路现象。断路会减弱焊接处自保护作用,接头易被氧化。短路会使工件过烧,造成工件报废

9、。所谓强烈是指在单位时间内有相当多过梁爆破。闪光越强烈,焊接处自保护作用越好,这在闪光后期尤为关键。 2、顶锻阶段 在闪光阶段结束时,立即对工件施加足够顶端压力,接口间隙快速减小过梁停止爆破,即进入顶锻阶段。顶锻作用是密封工件端面间隙和液体金属过梁爆破后留下火口,同时挤出端面液态金属及氧化夹杂物,使洁净塑性金属紧密接触,并使接头区产生一定塑性变形,以促进再结晶进行、形成共同晶粒、取得牢靠接头。闪光对焊时在加热过程中虽有熔化金属,但实质上是塑性状态焊接。 预热闪光对焊是在闪光阶段之前先以断续电流脉冲加热工件,然后在进入闪光和顶锻阶段。预热目标以下: (1)减小需用功率 能够在小容量焊机上焊接断面

10、面积较大工件,因为当焊机容量不足时,若不先将工件预热到一定温度,就不可能激发连续闪光过程。此时,预热是不得已而采取手段。 (2)降低焊后冷却速度 这将有利于预防淬火钢接头在冷却时产生淬火组织和裂纹。 (3)缩短闪光时间 能够降低闪光余量,节省珍贵金属。 预热不足之处是: (1)延长了焊接周期,降低了生产率; (2)使过程自动化愈加复杂; (3)预热控制较困难。预热程度若不一致,就会降低接头质量稳定性。 二、闪光对焊电阻和加热 闪光对焊时接触电阻Rc即为两工件端面间液体金属过梁总电阻,其大小取决于同时存在过梁数及其横断面积。后两项又和工件横断面积、电流密度和两工件靠近速度相关。伴随这三者增大,同

11、时存在过梁数及其横截面积增大,Rc将减小。 闪光对焊Rc比电阻对焊大得多,而且存在于整个闪光阶段,即使其电阻值逐步减小,但一直大于工件内部电阻,直到顶锻开始瞬间Rc才完全消失。图14-5是闪光对焊时Rc、2R和R改变通常规律。Rc逐步减小是因为在闪光过程中,伴随端面温度升高,工件靠近速度逐步增大,过梁数目和尺寸全部随之增大缘故。 因为Rc大而且存在整个闪光阶段,所以闪光对焊时接头加热关键靠Rc。 三、闪光对焊焊接循环、工艺参数和工件准备 1、焊接循环 闪光对焊焊接循环14-7所表示,图中复位时间是指动夹钳由松开工件至回到原位时间。预热方法有两种:电阻预热和闪光预热,图中(b)采取是电阻预热。

12、2、工艺参数 闪光对焊关键参数有:伸出长度、闪光电流、闪光流量、闪光速度、顶锻流量、顶锻速度、顶锻压力、顶锻电流、夹钳夹持力等。图14-8是连续闪光对焊各流量和伸出长度示意图。下面介绍各工艺参数对焊接质量影响及选择标准: (1)伸长长度l0 和电阻对焊一样,l0影响沿工件轴向温度分布和接头塑性变形。另外,伴随l0增大,使焊接回路阻抗增大,需用功率也要增大。通常情况下,棒材和厚臂管材l0=(0.7-1.0)d,d为圆棒料直径或方棒料边长。 对于薄板(=1-4mm)为了顶锻时不失稳,通常取l0=(4-5)。 不一样金属对焊时,为了使两工件上温度分布一致,通常是导电性和导热性差金属l0应较小。表1是

13、不一样金属闪光对焊时l0参考值。 (2)闪光电流If和顶锻电流Iu If取决于工件断面积和闪光所需要电流密度jf。jf大小又和被焊金属物理性能、闪光速度、工件断面面积和形状,和端面加热状态相关。在闪光过程中,伴随vf逐步提升和接触电阻Rc逐步减小,jf将增大。顶锻时,Rc快速消失,电流将急剧增大到顶锻电流Iu。表1 不一样金属闪光对焊时伸出长度金属种类伸出长度(mm)左右左右低碳钢中碳钢钢钢奥氏体钢高速钢黄铜铜1.2d0.75d1.5d2.5d0.5d0.5d1.5d1.0d注:d为工件直径(mm) 当焊接大截面钢件时,为增加工件加热深度,应采取较小闪光速度,所用平均jf通常不超出5A/mm2

14、。表2为断面积200-1000mm2工件闪光对焊时jf和ju参考值。表2 闪光对焊时jf和ju参考值金属种类jf(A/mm2)jf(A/mm2)平均值最大值低碳钢高合金钢铝合金铜合金钛合金5-1510-2015-2520-304-1020-3025-3540-6050-8015-2540-6035-5070-150100-20020-40 电流大小取决于焊接变压器空载电压U20。所以,在实际生产中通常是给定次级空载电压。选定U20时,除应考虑焊机回路阻抗,阻抗大时,U20应对应提升。焊接大断面工件时,有时采取分级调整次级电压方法,开始时,用较高U20来激发闪光,然后降低到适应值。 (3)闪光流

15、量f 选择闪光流量,应满足在闪光结束时整个工件端面有一熔化金属层,同时在一定深度上达成塑性变形温度。假如f 过小,则不能满足上述要求,会影响焊接质量。f过大,又会浪费金属材料、降低生产率。在选择f时还应考虑是否有预热,因预热闪光对焊f可比连续闪光对焊小30-50%。 (4)闪光速度vf 足够大闪光速度才能确保闪光强烈和稳定。但vf过大会使加热区过窄,增加塑性变形困难,同时,因为需要焊接电流增加,会增大过梁爆破后火口深度,所以将会降低接头质量。选择vf时还应考虑下列原因: 1)被焊材料成份和性能。含有易氧化元素多或导电导热性好材料,vf应较大。比如焊奥氏体不锈钢和铝合金时要比焊低碳钢时大; 2)

16、是否有预热。有预热时轻易激发闪光,所以可提升vf。 3)顶锻前应有强烈闪光。vf应较大,以确保在端面上取得均匀金属层。 (5)顶锻流量u u 影响液体金属排除和塑性变形大小。u 过小时,液态金属残留在接口中,易形成疏松、缩孔、裂纹等缺点;u 过大时,也会因晶纹弯曲严重,降低接头冲击韧度。u 依据工件断面积选择,伴随断面积增大而增大。 顶锻时,为预防接口氧化,在端面接口闭合前不立即切断电流,所以顶锻流量应包含两部分-有电流顶锻留量和无电流顶锻留量,前者为后者0.5-1倍。 (6)顶锻速度vu 为避免接口区因金属冷却而造成液态金属排除及塑性金属变形困难,和预防端面金属氧化,顶锻速度越快越好。最小顶

17、锻速度取决于金属性能。焊接奥氏体钢最小顶锻速度均为焊接珠光体钢两倍。导热性好金属(如铝合金)焊接时需要很高顶锻速度(150-200mm/s)。对于同一个金属,接口区温度梯度大,因为接头冷却速度快,也需要提升顶锻速度。 (7)顶锻压力Fu Fu通常以单位面积压力,即顶锻压强来表示。顶锻压强大小应确保能挤出接口内液态金属,并在接头处产生一定塑性变形。顶锻压强过小,则变形不足,接头强度下降;顶锻压强过大,则变形量过大,晶纹弯曲严重,又会降低接头冲击韧度。 顶锻压强大小取决于金属性能、温度分布特点、顶锻留量和速度、工件断面形状等原因。高温强度大金属要求大顶锻压强。增大温度梯度就要提升顶锻压强。因为高闪

18、光速度会造成温度梯度增大,所以焊接导热性好金属(铜、铝合金)时,需要大顶锻压强(150-400Mpa)。 (8)预热闪光对焊参数 除上述工艺参数外,还应考虑预热温度和预热时间。 预热温度依据工件断面和材料性能选择,焊接低碳钢时,通常不超出700-900度。伴随工件断面积增大,预热温度应对应提升。 预热时间和焊机功率、工件断面大小及金属性能相关,可在较大范围内改变。预热时间取决于所需预热温度。 预热过程中,预热造成缩短量很小,不作为工艺参数来要求。 (9)夹钳夹持力Fc必需确保工件在顶锻时不打滑 Fc和顶锻压力Fu和工件和夹钳间摩擦系数f相关,她们关系是:FcFu/2f。通常F0=(1.5-4.

19、0)Fu,断面紧凑低碳钢取下限,冷轧不锈钢板取上限。当夹具上带有顶撑装置时,加紧力能够大大降低,此时Fc=0.5Fu就足够了。 3、工件准备 闪光对焊工件准备包含:端面几何形状、毛坯端头加工和表面清理。 闪光对焊时,两工件对接面几何形状和尺寸应基础一致。不然将不能确保两工件加热和塑性变形一致,从而将会影响接头质量。在生产中,圆形工件直径差异不应超出15%,方形工件和管形工件不应超出10%。 在闪光对焊大断面工件时,最好将一个工件端部倒角,使电流密度增大,方便于激光闪发。这么就能够不用预热或闪光早期提升次级电压。 对焊毛坯端头加工能够在剪床、冲床、车床上进行,也能够用等离子或气焰切割,然后清除端

20、面。 闪光对焊时,因端部金属在闪光时被烧掉,故对端面清理要求不甚严格。但对夹钳和工件接触面清理要求,应和电阻对焊一样。 四、常见金属闪光对焊 全部钢和有色金属几乎全部能够闪光对焊,但要取得优质接头,还需依据金属相关特征,采取必需工艺方法。现分析以下: (1)导电导热性 对于导电导热性好金属,应采取较大比功率和闪光速度,较短焊接时间。 (2)高温强度 对于高温强度高金属,应采取增大温塑性区宽度,采取较大顶锻力。 (3)结晶温度区间 结晶温度区间越大,半熔化区越宽,应采取较大顶锻压力和顶锻留量,方便把半溶化区中熔化金属全部排挤进去,以免留在接头中引发缩孔、疏松和裂纹等缺点。 (4)热敏感性 常见有

21、两种情况,第一个是淬火钢,焊后接头易产生淬火组织,使硬度增高、塑性降低,严重时会产生淬火裂纹。淬火钢通常采取加热区宽预热闪光对焊,焊后采取缓慢冷却和回火等方法。第二种是经冷作强化金属(如奥氏体不锈钢),焊接时接头和热影响区发生软化,使接头强度降低。焊接这类金属通常采取较大闪光速度和顶锻压力,以尽可能缩小软化区和减轻软化程度。 (5)氧化性 接头中氧化物夹杂对接头质量有严重危害,所以,预防氧化和排除氧化是提升接头质量关键。金属成份不一样,其氧化性生成也不一样。若生成氧化物熔点低于被焊金属,这时氧化物有很好流动性,顶锻时轻易被排挤出来。若生成氧化物熔点高于被焊金属,如SiO2、Al2O3、Cr2O

22、3等,就必需在被焊金属还处于溶化状态时,才有可能将她们排出。所以,在焊接含有较多硅、铝、铬、一类元素合金钢时,应该采取严格工艺方法,根本排除氧化物。 下面介绍多个常见金属材料闪光对焊特点: 1、碳素钢闪光对焊 这类材料含有电阻系数高,加热时碳元素氧化为接口提供保护性气氛CO和CO2,不含有生成高熔点氧化物元素等优点。所以全部属于焊接性很好材料。 伴随钢中含碳量增加,电阻系数增大、结晶区间、高温强度及淬硬倾向全部随之增大。所以需要对应增加顶锻压强和顶锻留量。为了减轻淬火影响。可采取预热闪光对焊,并进行焊后热处理。 碳素钢闪光对焊时,因为碳向加热端面扩散并被强烈氧化,和顶锻时,半溶化区内含碳量高溶

23、化金属被挤出,所以在接头处形成含碳量低贫碳层(呈白色,也称亮带)。贫碳层宽度伴随钢含量提升、预热时间加长而增宽;伴随含碳量增大和气体介质氧化倾向减弱而变窄。采取长时间热处理能够消除贫碳层。 用得最多是碳素钢闪光对焊。只要焊接条件选择合适,通常不会出现困难。甚至对溶焊来说比较难焊铸铁也是一样。 铸铁通常采取预热闪光对焊,用连续闪光对焊轻易形成白口。因为含碳量很高,闪光时产生大量CO和CO2保护气氛,自保护作用较强,即使在工艺参数波动很大时,在接口中也只有少许氧化夹杂物。 2、合金钢闪光对焊 合金元素含量对钢性能影响和应采取工艺方法以下: 1)钢中铝、铬、硅、钼等元素易生成高熔点氧化物,应增大闪光

24、和顶锻速度,以降低其氧化。 2)合金元素含量增加,高温强度提升,应增加顶锻压强。 3)对于珠光体钢,合金元素增加,淬火倾向性就增大,应采取预防淬火脆化方法。 下表是碳素钢和合金钢闪光对焊工艺参数参考值。各类钢闪光对焊关键参数参考值类 别平均闪光速度(mm/s)最大闪光速度(mm/s)顶锻速度(mm/s)顶锻压强(Mpa)焊后热处理预热闪光连续闪光预热闪光连续闪光低碳钢 低碳钢及低合金钢高碳钢珠光体高合金钢奥氏体钢1.5-2.5 1.5-2.5 1.5-2.53.5-4.53.5-4.50.8-1.5 0.8-1.5 0.8-1.52.5-3.52.5-3.54-5 4-5 4-55-105-8

25、15-30 30 15-3030-15050-16040-60 40-60 40-6060-80100-14060-80 100-110 110-120110-180150-220不需要 缓冷、回火缓冷、回火回火、正火通常不需要 低合金钢焊接特点和中碳钢相同,含有淬硬倾向,应采取对应热处理方法。这类钢高温强度大,易生成氧化物夹杂,需要采取较高顶锻压强,较高闪光和顶锻速度。 高碳合金钢除含有高碳钢特点外,还含有一定数量合金元素。因为含碳量高,结晶温度区间宽,接口处半熔区就较宽,假如顶锻压力不足,塑性变形量不够,残留在半溶化区内液态金属将形成疏松组织。还因含有合金元素,会形成高熔点氧化物夹杂。所以

26、,需要较高闪光和顶锻速度,较大顶锻压强和顶锻留量。 奥氏体钢关键合金元素是Cr和Ni,这种钢含有高温强度高,导电和导热性差、熔点低(和低碳钢相比),又有大量易形成高熔点氧化物合金元素(如Cr)。所以,要求有大顶锻压强,高闪光和顶锻速度。高闪光速度能够减小加热区,可有效地预防热影响区晶粒急剧长大和抗腐蚀性降低。 3、铝及其合金闪光对焊 这类材料含有导电导热性好,熔点低,易氧化且氧化物熔点高、塑性温度区窄等特点,给焊接带来困难。 铝合金对焊焊接性较差,工艺参数选择不妥时,极易产生氧化夹杂物、疏松等缺点,使接头强度和塑性急剧降低。闪光对焊时,必需采取很高闪光和顶锻速度、大顶锻留量和强迫形成顶锻模式。

27、所需比功率也要比钢件大得多。 4、铜及其合金闪光对焊 铜导热性比铝好,熔点较高,所以比铝要难焊多。纯铜闪光对焊时,极难在端面形成液态金属层和保持稳定闪光过程,也极难取得良好塑性温度区。为此,焊接时需要很高最终闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。 铜合金(如黄铜、青铜)对焊比纯铜轻易。黄铜对焊时因为锌蒸发而使接头性能下降,为了降低锌蒸发,也应采取很高最终闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。 铝、铜及其合金闪光对焊工艺参数可参考下表:有色金属及其合金闪光对焊焊接条件工艺参数材料尺寸(mm)铜黄铜(H62)黄铜(H59)黄铜(QSn6.5-1.5)带材厚铝棒材,直径铝合金LD5LF6棒材d=10管材9.5*1.

28、5板材44.5*10棒材直径板材厚度板材厚度6.5106.5101-44-820253038464-7空载电压(V)最大电流(KA)伸出长度(mm)闪光留量(mm)闪光时间(s)平均闪光速度(mm/s)最大闪光速度(mm/s)顶锻留量(mm)顶锻速度(mm/s)顶锻压强(Mpa)有电流顶锻量(mm)比功率(KVA/mm2)6.13320121.58.0-820038062.65.02020-290-2.6610.060-224-1.352.1712.51562.52.4-9200-300-0.94.4124.32283.52.3-13200-300230-1.352.413.51872.03.

29、5-10200-300-0.957.54125102.24.5-12200-300250-2.7-25153512-125-0.5-4025102.56-12560-150-0.25-5838171.711.3-13150646.0-6343201.910.5-131501706.0-650222.87.9-141501907.0-6365285.05.6-151501207.0-6-1281.25.815.07.0150180-2003.00.47.5-14101.56.515.08.5150200-2203.00.410-13145.02.86.012.02001306-8- 铝和铜用闪光

30、对焊焊成过渡接头广泛用于电机行业。因为它们熔点相差很大,铝熔化比铜快4-5倍,所以要对应增大铝伸出长度。铝和铜闪光对焊工艺参数可参考下表。铝和铜对焊时,可能形成金属间化合物CuAL2,增加接头脆性。所以,必需在顶锻时尽可能将CuAL2从接口中排挤出去。 铜于铝闪光对焊焊接条件焊接断面(mm2)棒材直径带材202540*5050*10电流最大值(KA)63635863伸出长度(mm)铜 铝334438330436烧化留量(mm)17201820闪光时间(s)闪光平均速度(mm/s)1.511.31.910.51.611.31.910.5顶锻留量(mm/s)131368顶锻速度(mm/s)100-

31、120100-120100-120100-120顶锻单位压力(Mpa)190270225268 5、钛及其合金闪光对焊 钛及其合金闪光对焊关键问题是因为淬火和吸收气体(氢、氧、氦等)而使接头塑性降低。钛合金淬火倾向和加入合金元素相关。若加入稳定相元素则淬火倾向增大,塑性将深入降低。若采取强烈闪光连续闪光对焊,不加保护气体就可取得满意接头。当采取闪光、顶锻速度较小预热闪光焊时,应在Ar或He保护气氛中焊接。预热温度为1000-1200度,工艺参数和焊接钢时基础一致,只是闪光留量稍有增加。此时可取得较高塑性接头。经典工件对焊一、小断面工件对焊 直径d5mm线材多采取电阻对焊,其工艺参数可参考下表:

32、线材电阻对焊焊接条件金属种类直径(mm)伸出长度(mm)焊接电流(A)焊接时间(s)顶锻压力(N)碳钢铜铝镍铬合金0.82.03.02.02.01.85366756300750120015009004000.31.01.30.20.30.720801401005080注:顶锻留量等于线材直径,有电流顶锻量等于直径0.2-0.3倍。 直径很小线材、不一样材料线材,和线材和冲压件(如电阻器和二极管端盖)可采取电容储能式对焊,其特点在于焊接条件很硬,加热范围极窄,大大减轻了被焊金属热物理性能对接头形成影响。 二、杆件对焊 多用于建筑业钢筋对焊,通常直径d10mm用连续闪光对焊;d30mm用预热闪光对

33、焊。用手动对焊机时,因为焊机功率较小(通常不超出50KVA)d=15-20mm时,通常就要用预热闪光对焊。 杆件对焊时可使用半圆形或V形夹钳电极,后者可用于多种直径,所以取得广泛应用。杆件属实心断面,刚性较大,可采取较长伸出长度。低碳钢棒材电阻对焊和闪光对焊工艺参数可参考下面两表:低碳钢棒材电阻对焊焊接条件断面积(mm2)伸出长度(mm)焊接缩短量(mm)电流密度(A/mm2)焊接时间(S)焊接压强(Mpa)有电无电25 501002506+6 8+810+1012+120.5 0.50.5100.9 0.91.01.8200 160140900.6 0.81.01.510-201)焊接淬火钢

34、时增加20-30%2)对于淬火钢增加100%低碳钢棒材闪光对焊时间和流量焊接直径 (mm)预热闪光对焊连续闪光对焊留量(mm)时间(s)留量(mm)时间(s)总流量预热和闪光顶锻预热闪光和顶锻总流量闪光顶锻5 1015203040507090- -9111620222632- -6.57.51214.515.51924- -2.53.545.56.578- -358203070120- -46781015206 813172540-4.5 610.51421.535.5-1.5 22.533.54.5-2 36102040- 三、管子对焊 管子对焊广泛用于锅炉制造、管道工程及石油设备制造。依据

35、管子断面和材料选择连续或预热闪光对焊。夹钳电极能够用半圆形或V形。通常当管径和壁厚比值大于10时可选择半圆形,以防管子被压扁。比值小于10时可选择V形。为避免管子在夹钳电极中滑移,夹钳电极应有合适工作长度。管径为20-50mm时,工件长度为管径2-2.5倍;管径为200-300mm时为1-1.5倍。低碳钢和合金钢管连续闪光对焊工艺参数可参考下表:20号钢、12Cr1MoV及12Cr18Ni12Ti刚管连续闪光对焊焊接条件钢种尺寸(mm)次级空载电压(V)伸出长度2L(mm)闪光留量(mm)平均闪光速度(mm/s)顶锻留量(mm)有电流顶锻量(mm)20253 3233243256036.5-7

36、.060-7011-12 11-121515151.37-1.5 1.22-1.331.251.01.15-1.03.5 2.5-4.04.5-5.05.0-5.54.0-4.53.0 3.03.54.03.012Cr1MoV3246-6.560-70171.05.04.012Cr18Ni12Ti3246.5-7.060-70151.05.04.0 大直径厚臂钢管二分之一用预热闪光对焊,其工艺参数可参考下表:大断面低碳钢管预热闪光对焊焊接条件管子截面 (mm2)次级空载电压(v)伸出长度2L(mm)预热时间(S)闪光留量 (mm)平均闪光速度(mm/s)顶锻留量 (mm)有电流顶锻量(mm)总

37、时间脉冲时间4000 1000016000036.5 7.48.59.310.4240 34038042044060 2404205407205.0 5.56.06.08.015 202223261.8 1.20.80.60.59 121415166 8101212 因为管子是展开形断面,散热较快,端面液态金属易于冷却,顶锻时难于挤出。面积分散,又使闪光过程中自保护作用减弱。所以,当工艺参数选择不妥时,非金属夹杂物会残留在接口中形成灰斑缺点。保持稳定闪光,提升闪光和顶锻速度,并采取气体保护,能降低或消除灰斑。 管子焊后,需去除内外毛刺,以确保管子外表光洁,内部有一定通道孔径。去除毛刺需使用专用

38、工具。 四、薄板对焊 薄板对焊在冶金工业轧制钢板连续生产线上广泛应用。板材宽度从300到1500mm以上,厚度从小于1mm到十几mm。材料有碳钢、合金钢及有色金属及其合金等。板材对焊后,接头因为将经受轧制,并生产很大塑性变形,所以不仅要有一定强度、而且应有很高塑性。厚度小于5mm钢板,通常采取连续闪光对焊,用平面电极单面导电,板材较厚时,采取预热闪光对焊,双面导电,以确保沿整个端面加热均匀。 薄板焊接时,因断面长和宽之比较大,面积分散、接头冷却快,闪光过程中自保护作用较弱,同时,液态过梁细小,端面上液态金属层薄。易于氧化和凝固。所以必需提升闪光和顶锻速度。焊后须趁热用毛刺切除装置切除毛刺。低碳

39、钢和不锈钢板闪光对焊工艺参数参考下面两表:低碳钢钢板闪光和顶锻留量厚度(mm)宽度(mm)留量(mm)总流量闪光 留量顶锻留量总流量有电无电2100 40012009.5 11.051517.57 911152 2.544.51 1.5221 122.53100 400120012 1516209 1113143 4562 2.5231 2334-5100 400120014 17202110 1214154 5662 2332 233不锈钢板闪光对焊流量厚度(mm)最终钳口距离(mm)闪光留量(mm)顶锻留量(mm)伸出总长(mm)1.0 1.522.5345610-3 5679.51115

40、1618-5.5 810.5131515181820-1.5 22.53.03.54567-10 1519232730384055- 五、环形件对焊 环形件(如车轮辋、链环、轴承环、喷气发动机安装边等)焊接时,除了考虑对焊工艺通常规律外,还应注意分流和环形件变形弹力影响。因为存在分流,需用功率要增大15-50%。分流虽环形件直径减小,断面增大,和材料电阻率减小而增大。 环形件对焊时,顶锻压力选择必需考虑变形反弹力影响,但因为分流有对环背加热作用,所以顶锻压力增加量不大。 自行车、摩托车钢圈、汽车轮辋均采取连续闪光对焊,夹钳电极前口必需和工件断面相吻合。顶锻时,为了预防反弹力影响接头质量,甚至拉开接头,需要延长无电流顶锻时间。 锚链,传动链等链环多用于低碳钢和低合金钢制造,直径d20mm时可用预热闪光对焊,预热目标是为了使接口处加热均匀,顶锻时轻易产生一定塑性变形。 链环对焊工艺参数可参考下面两表:锚链闪光对焊焊接条件锚链直径(mm)次级电压(V)初级电流(A)预热间断次数焊接通电时间(S)顶锻速度(mm/s)闪光速度(mm/s)留量(mm)闪光短路自然间隙等速加速有电项无电项累计28313437409.2710.310.38.8510.04204504604805005505806206807202-43-53-54-65-7191221.524

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