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铝合金优异焊接工艺
时间:-10-17 09:04:12 起源: 作者:
一、铝合金焊接特点铝合金因为重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于多种焊接结构产品中,采取铝合金替换钢板材料焊接,结构重量可减轻50%以上。
铝合金焊接有几大难点:
①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用最大障碍;②铝合金表面易产生难熔氧化膜(Al2O3其熔点为2060℃) ,这就需要采取大功率密度焊接工艺;③铝合金焊接轻易产生气孔;④铝合金焊接易产生热裂纹;⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;⑥铝合金热导率大(约为钢4倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2~4倍。
所以,铝合金焊接要求采取能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高高效焊接方法。
二、铝合金优异焊接工艺针对铝合金焊接难点,近些年来提出了多个新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,多个新工艺能够很好地处理铝合金焊接难点,焊后接头性能良好,并能够对以前焊接性不好或不可焊铝合金进行焊接。
1.铝合金搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出新固态塑性连接工艺。其工作原理是用一个特殊形式搅拌头插入工件待焊部位,经过搅拌头高速旋转和工件间搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。因为搅拌摩擦焊过程中不存在金属熔化,是一个固态连接过程,故焊接时不存在熔焊多种缺点,能够焊接用熔焊方法难以焊接有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金和异种材料、复合材料焊接等。现在搅拌摩擦焊在铝合金焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接铝合金包含 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al -Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 结构件,美国洛克希德·马丁航空航天企业用该项技术焊接了铝合金储存液氧低温容器火箭结构件。
铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺点,综合性能良好。和传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。因为是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织改变小,如亚稳定相基础保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金很有利。焊后残余应力和变形很小,对于薄板铝合金焊后基础不变形。和一般摩擦焊相比,它可不受轴类零件限制,可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜,并在48h 内进行加工,而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前往除油污即可,并对装配要求不高。而且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。
搅拌摩擦焊铝合金也存在一定缺点:
①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊;②焊件夹持要求高,焊接过程中对焊件要求加一定压力,反面要求有垫板;③焊后端头形成一个搅拌头残留孔洞,通常需要补焊上或机械切除;④搅拌头适应性差,不一样厚度铝合金板材要求不一样结构搅拌头,且搅拌头磨损快;⑤工艺还不成熟,现在限于结构简单构件,如平直结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简单,关键有搅拌头旋转速度、搅拌头移动速度、对焊件压力及搅拌头尺寸等。
2.铝合金激光焊接铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding) 是近十几年来发展起来一项新技术,和传统焊接工艺相比,它含有功效强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、相同热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点,尤其对热处理铝合金有较大应用优势。可提升加工速度并极大地降低热输入,从而可提升生产效率,改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时,传统焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度匙孔,发生匙孔效应,则能够得到实现。
激光焊接铝合金有以下优点:
①能量密度高,热输入低,热变形量小,熔化区和热影响区窄而熔深大;②冷却速度高而得到微细焊缝组织,接头性能良好;③和接触焊相比,激光焊不用电极,所以降低了工时和成本;④不需要电子束焊时真空气氛,且保护气和压力可选择,被焊工件形状不受电磁影响,不产生X射线;⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接;⑥激光可用光导纤维进行远距离传输,从而使工艺适应性好,配累计算机和机械手,可实现焊接过程自动化和精密控制。
现在应用激光器关键是CO2和YAG激光器,CO2激光器功率大,对于要求大功率厚板焊接比较适合。但铝合金表面对CO2激光束吸收率比较小,在焊接过程中造成大量能量损失。YAG激光通常功率比较小,铝合金表面对YAG激光束吸收率相对CO2激光较大,可用光导纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。
在焊接大厚度铝合金时,传统焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度匙孔,发生匙孔效应,则能够得到实现 。
铝及铝合金激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能吸收很弱,对CO2 激光束(波长为10. 6μm) 表面初始吸收率1. 7 %;对YAG激光束(波长为1. 06 μm)吸收率靠近5 %。
铝型材表面处理三大方法优劣分析
时间:-10-17 09:04:56 起源: 作者:
铝型材表面处理方法大致存在着阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方法,每一个方法全部各有优势,占有相当市场份额。
粉末喷涂存在着以下几点显著优势:
1、工艺较为简单,关键得益于生产过程中关键设备自动精度提升,对部分关键技术参数已经能够实现微电脑控制,有效地降低工艺操作难度,同时辅助设备大为降低;
2、成品率高,通常情况下,假如各项方法适当,可最大程度地控制不合格品产生;
3、能耗显著降低,在一般阳极氧化、电泳涂装生产过程中,水、电消耗是相当大,尤其是在氧化工序。整流机输出电流可达成8000~11000A之间,电压在15~17.5V之间,再加上机器本身热耗,需要不停地用循环水进行降温,吨电耗往往在1000度左右,同时辅助设施降低也能够降低部分电耗;
4、对水、大气污染程度降低,片碱、硫酸及其它液体有机溶剂不再使用,降低水及大气污染,也有效地提升铝型材和作为环境保护产品塑钢型材竞争实力,对应地降低了部分生产成本;
5、工人劳动强度显著降低,因为采取自动化流水线作业,上料方法和夹具使用方法已经得到显著简化,提升了生产效率,也降低了劳动强度;
6、对毛料表面质量要求标准有显著降低,粉末涂层而且能够完全覆盖型材表面挤压纹,掩盖一部分铝型材表面瑕疵,提升铝型材成品表面质量;
7、涂膜部分物理指标较其它表面处理膜有显著提升,如硬度、耐磨性、耐酸性,可有效地延长铝型材使用寿命。
粉末喷涂采取是粉末涂料,工艺上采取是静电喷涂,利用磨擦喷枪作用,在加速风影响下,使粉末颗粒喷出枪体时携带正电荷,和带负电荷型材接触,产生静电吸附,然后经过高温固化。也增强了涂料吸附强度,预防漆膜脱落。
从工艺本身来看,含有相当高科技成份,调配颜色各异涂料,产生不一样色系装饰效果,愈加符合室内装饰需要,也是和铝型材在建筑业应用向室内发展趋势相一致。尤其是喷涂型材和隔热断桥联合使用,使其更含有更时尚时尚,使粉末喷涂型材含有了更大发展空间,也是其它处理方法生产出来型材所无法替换
铝材焊接标准
时间:-10-17 09:05:30 起源: 作者:
焊接方法:几乎多种焊接方法全部能够用于焊接铝及铝合金,不过铝及铝合金对多种焊接方法适应性不一样,多种焊接方法有其各自应用场所。气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高铝薄板及铸件补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件补焊。惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采取钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采取钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛(氩气或氩/氦混合气) 焊前准备
1、焊前清理:铝及铝合金焊接时,焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面氧化膜和油污;
1)化学清洗化学清洗效率高,质量稳定,适适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油,用40℃~70℃5%~10%NaOH溶液碱洗3 min~7 min(纯铝时间稍长但不超出20 min),流动清水冲洗,接着用室温至60℃30%HNO3溶液酸洗1 min~3 min,流动清水冲洗,风干或低温干燥。
2)机械清理:在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时,常采取机械清理。先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油,随即直接用直径为0.15 mm~0.2 mm铜丝刷或不锈钢丝刷子刷,刷到露出金属光泽为止。通常不宜用砂轮或一般砂纸打磨,以免砂粒留在金属表面,焊接时进入熔池产生夹渣等缺点。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。
清理后如存放时间过长(如超出24 h)应该重新处理。
2、垫板:铝合金在高温时强度很低,液态铝流动性能好,在焊接时焊缝金属轻易产生下塌现象。为了确保焊透而又不致塌陷,焊接时常采取垫板来托住熔池及周围金属。垫板可采取石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽,以确保焊缝反面成型。也能够不加垫板单面焊双面成型,但要求焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动反馈控制等优异工艺方法。
3、焊前预热:薄、小铝件通常不用预热,厚度10 mm~15 mm时可进行焊前预热,依据不一样类型铝合金预热温度可为100℃~200℃,可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、降低气孔等缺点。 焊后处理
(1)焊后清理焊后留在焊缝及周围残余焊剂和焊渣等会破坏铝表面钝化膜,有时还会腐蚀铝件,应清理洁净。形状简单、要求通常工件能够用热水冲刷或蒸气吹刷等简单方法清理。要求高而形状复杂铝件,在热水中用硬毛刷刷洗后,再在60℃~80℃左右、浓度为2%~3%铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗5 min~10 min,并用硬毛刷洗刷,然后在热水中冲刷洗涤,用烘箱烘干,或用热空气吹干,也可自然干燥。
(2)焊后热处理铝容器通常焊后不要求热处理。
铝合金挤压材涂层生产工艺-电粉末喷涂
时间:-10-17 09:06:08 起源: 作者:
20世纪60年代,电粉末喷涂在欧洲首先开发成功,共工艺步骤大致是:铝材表面预处理而且干燥以后入喷粉室,在强电场中经过粉末喷枪,将带负电荷树脂粉末均匀喷涂到铝材表面,并能够这到一定厚度,最终进入固化炉加热固化。
(1)预处理。表面预处理是喷涂质量关键,其中化学转化处理愈加关键。预处理可采取浸槽式,也可用喷淋式。浸槽式可在原氧化生产线上增加槽体实现,含有投资少优点。喷涂式大全部采取立式,含有占地面积小,药品消耗少,人为影响小等优点。
预处理工艺以下:
常规工艺步骤:预脱脂-脱脂-水洗-水洗-表调(酸洗去氧化物)-水洗-水洗-化学转化-水洗-纯水洗-烘干。
新工艺步骤:脱脂酸洗-水洗-化学转化-水洗-纯水洗-烘干。
现在采取新工艺步骤较多,将脱脂和酸洗合二为一,步骤简便效果也好。化学转化膜关键有3种:铬化膜、磷铬化膜和无铬膜。铬化膜最为常见,无铬膜虽有环境保护优势,但质量差异较大,现在还处于起步阶段。
预处理时就注意事项:
1)纯水槽电导率应小于100μs/cm,如这到小于30μs/cm则愈加好。
2)膜厚通常要求在20~1200mg/m2,尽可能控制在400~600mh/m2。生产中定时用“重量法”测定,在线检测时,用颜色深浅能够方便判别。
3)化学转后需要烘干才能进行喷粉,铬化膜烘干温度小于60℃,磷铬化膜小于85℃。为了加紧干燥,能够短时间热水洗,但热水温度应小于60℃。
4)预处理后立即进行喷粉,存放时间不能超出16h。
5)烘干后表面不许有起粉现象,生产过程中能够用橡皮擦试,检验化学转化膜是否牢靠。
(2) 静电粉末喷涂。静电粉末喷涂在化学预处理后进行,其关键工艺参数是:静电电压:40~1000Kv,供粉气压:(0.2~0.4)x105Pa,流化气压:(0.01~0.1)x105Pa,粉末粒度:0.088mm,粉末电阻率:1010~1014Ω.m,工件和喷嘴间距:150~300mm,环境温度:0~40℃,相对湿度小于85%,固化温度:180~200℃,固化时间:20~30min.
静电粉末喷涂应注意事项:
1)预防粉末受潮。
2)喷涂前用气枪吹去铝材表面灰尘。对不易上粉凹槽,可先用手动喷枪补喷。
3)换色时应清理洁净喷房,以免串色。
4)固化室温差就小于5℃,热风过滤网应常常清洗,并保持无尘生产环境。
铝合金挤压材涂层生产工艺-电泳涂漆
时间:-10-17 09:06:56 起源: 作者:
铝合金挤压涂层生产有电泳涂漆、浸渍 涂漆、静电喷涂等方法,关键为电泳涂漆和静电粉末喷涂。
电泳涂漆也能够视为个一个有机聚合特封孔,它是将阳极氧化铝材放在水溶性丙为烯酸漆电沪槽中,铝材作为阳极,在直流电压90~150V下电泳,使得氧化膜表面沉积一层不溶性漆膜,再在170~200℃高温下烘烤固化。电泳涂漆生产工艺操作关键点以下:
(1)电源波动因数必需小于6%,电压波动使得漆膜产生针孔、桔皮或失光。
(2)阳极氧化温度过低,在固化时漆膜轻易发生裂纹。
(3)导电梁在电泳之前必需冲洗洁净,而且避免滴水污染电泳槽。
(4)电泳后两个水洗槽和热水槽应配置循环过滤系统。
(5)电泳后两个水洗槽固体分数分别控制在小于1.5%和小于0.5%,以免出现花斑、流挂、失光等缺点。
(6)漆回收应采取阳极电泳专用RO膜(反渗透膜)。
(7)固化炉温度控制在±5℃之内,温差大会产生色差。
(8)电解着色铝材电泳层固化时假如退色,可考虑合适降低固化工。
(9)固化炉定时清理,车间注意防尘。
挤压材阳极氧化着色工艺—封孔处理
时间:-10-17 09:07:42 起源: 作者:
铝阳极氧化膜有大量孔洞,其表面吸附性很强,手触摸有黏手感觉。为提升氧化膜防污染和抗腐蚀性能,封孔是必不可少步骤。铝材阳极氧化膜封孔关键有热封孔和冷封孔两种,现在中国基础上使用冷封孔。伴随膜厚增加和封孔质量提升。每吨铝型材冷封孔剂消耗从0.8~1.2kg增加到1.5~2.0kg。氟化镍是现在冷封孔剂关键成份,所以氟化镍质量决定了冷封孔剂质量。氟化镍中铁、锌、铜等杂质,在新配槽液中影响不显著,但生产一段时间后,封孔质量就极难确保。
冷封孔pH值 以前认为以5.5~6.5为宜,实际上还应依据冷封孔剂配方特点确定。新配槽液pH值通常在5.3~7.0全部能够成功,但对于用氟化铵或氟化氢铵调整氟离子旧槽,因为铵离子影响,pH值应控制在6.5~7.1最好。此时封孔速度快,氟消耗少,也不出现“白头”现象。封孔槽中铵离子比钠离子不易起粉,但封孔速度较慢。为确保封孔质量,工艺操作关键点以下:
(1)阳极氧化温度通常小于23℃,温度过高,冷封孔剂消耗大,表面“发绿”。
(2)阳极氧化以后应立即水洗,停留在氧化槽中会影响以后封孔。洗不洁净易造成窜液污染,增加封孔槽氟消耗。
(3)脱落在封孔槽中铝材和铝丝应立即取出,不然会加紧pH上升和氟消耗。
(4)用氟化铵调氟封孔槽,每立方米经过20t铝材后,应倒槽清底一次。
(5)用氢氟酸调氟封孔槽,添加以后应经过5~10min才生产,最好以10%稀溶液形式加入。
(6)为提升封孔质量并加紧干燥速度,冷封孔后,推荐55±5℃热水洗 10~15min,也称冷封孔后处理。
挤压材阳极氧化着色工艺—着色处理
时间:-10-17 09:08:18 起源: 作者:
铝合金挤压材着色方法有电解着色、化学染色和自然显色(整体着色)等3种。建筑铝门窗关键采取电解着色,化学染色用于室内装饰和工艺品,自然显色在早期使用过,现在中国外已基础不用这个技术。在电解着色过程中,电化学还原生成金属(也可能是氧化物)微粒沉积在氧化膜微孔底部,颜色并不是沉积物颜色,而是沉积微粒对人射光散射结果。化学染色是无机或有机染料吸附在氧化膜微孔顶部,颜色就是染料本身颜色。电解着色成本低,而且含有很好耐候性等使用性能。化学染色色彩丰富多彩,但室外使用轻易变色。
(1)香槟色。在电解着色铝型材中,香槟色等浅色系占了大约二分之一。早期采取锡盐或锡镍盐,最近两年来单镍盐以其色调稳定渐占上风。
香槟色地颜色深浅和色调方面差异较大,这不仅是由镍盐和锡盐不一样引发,而且和合金状态、电源设备、工艺参数、槽液成份和工厂生产水质等很多原因相关。所以不一样厂家极难生产出完全相同香槟色和仿不锈钢色。生产香槟色产品工艺操作关键点以下:
1)合理绑料,通常凹槽向上,装饰面向上或对着电极。绑料斜度不够会引发上下面色差和下表面气泡。电极间距不够会引发直立平面色差。绑料时电接触不良会造成一挂料上型材之间色差和绑料处退色。
2)着色槽中超出挂料区对电极,应撤消或用塑料板遮挡,以免周围颜色加深。
3)料挂入着色槽时,先不通电,浸泡1~2min,有利于着色微粒进入孔底沉积,使颜色均匀不轻易退色。
4)着香槟色等浅色系时,电压上升速度宜快(5~10s)。因为浅色系总着色时间较短,电压上升段低电压时间过长,会造成型材凹槽颜色太浅。
5)着浅色由电压不应低于着古铜色电压。着色电压低,颜色分散性差,而且轻易退色。
6)游离硫酸浓度应高部分,以提升槽液导电性,使颜色分散性愈加好。着浅色时即使硫酸度高,但因为时间很短,不致腐蚀氧化膜表面。
7)着色结束断电后,应快速水洗,转移速度慢,会出现型材深色或浅色带。
8)在锡盐着色添加剂中,络合剂不一样,颜色底色不一样。
9)注意冷封孔对于浅色系颜色影响。
(2)金黄色(以锰酸钾为主盐)。锰酸盐着金黄色生产控制比较轻易,假如随即进行电泳,则生产难度大部分。
锰酸盐着色生产工艺操作关键点以下:
1)锰酸钾为强氧化剂,槽液本身消耗较快。槽液中游离硫酸浓度高,金黄色愈加光亮,不过本身消耗也更大。
2)锰酸钾着金黄色质量,和阳极氧化和封孔工艺控制关系极大。膜厚要在12~15μm膜太薄,颜色发红不鲜艳。封孔质量不好光照后退色。
3)着色电极面积之比宜大于1:1。极板松动、破损和电极比小全部会影响着深色或引发表面“小白点”和挂料中间“白圈”。
4)生产一般金黄色时,能够采取氧化膜扩孔方法加深颜色,如在氧化槽中浸泡2~4min,酸性水先槽中浸泡10~20min,或着色槽中浸泡3~5min。不过此时要严格确保封孔质量。
5)生产电泳金黄色时,不能采取扩孔法加深颜色。相反要合适降低氧化槽和着槽温度,加紧转移速度,甚至还要合适降低电泳层固化温度,以避免着色小白点,固化退色等缺点。
(3)“钛金”色(以硒酸盐为主盐)。这也是一个金黄色,但和锰酸盐金黄色有较大差异,比较靠近于黄金色调,所以也称“K金”色。中国通常称为“钛金”色,实际上根本和钛无关,国外也有玫瑰金之称。电泳钛金色在固化时也有退色问题,所以固化炉温差要求在±5℃以内,温度也应合适降低。
挤压材阳极氧化着色工艺—阳极氧化处理
时间:-10-17 09:08:54 起源: 作者:
(1)基础过程。表面预处理后难免出现型材松动,在进入氧化槽前通常要再紧料一次,以确保导电良好。导电不良会引发电解着色很多问题,如色浅、色差等。铝合金挤压材阳极氧化通常见直流硫酸阳极氧化,阳极是特加工铝型材,阴极用挤压铝板或6063板。为了增加刚性,可将阴极断面制成齿状或波纹状,小厂也可用铅板。小零件阳极氧化能够用交流电,阴阳两极全部用面积相同待处理铝零件,处理时间应比直流氧化延长1倍以上。
(2)工艺条件和膜厚。硫酸阳极氧化得到是多孔膜,氧化开始瞬间生成类似阻挡层薄膜,膜在硫酸中溶解出现孔洞,孔洞延长使膜生长。膜厚度和经过电量成正比,也就是和电流密度和氧化时间成正比。氧化膜厚度按公式δ=kIt计算,其中δ为氧化膜厚度(μm),I为电流密度(A/dm2),t为电解时间(min),k为系数,通常取0.3,实际上k值是由试验确定,它和工艺参数亲密相关,在一样工艺下,厚膜和薄膜也不一样。另外,氧化膜厚度也不可能随阳极氧化时间无限增加,而是有一个和工艺条件相关极限氧化膜厚度。在生产厚膜时,通常合适降低硫酸浓度和温度,提升电流密度,并采取空气搅拌。
(3)阳极氧化处理工艺操作关键点:
1)硫酸阳极氧化通常选恒流,依据阳极氧化总面积和电流密度计算出总电流,对有型腔铝材,氧化面积应计算大约100~300mm一段内表面面积。
2)需要电解着色处理,每一挂料应是一个规格,以避免色差。
3)导电梁和导电座之间接触良好,接触温升小于30℃。
4)单根导电梁,如载流大于8000A时,提议考虑两端导电。
5)阴极使用极板套气袋可降低酸气析出,但应加大槽液循环量,最好每小时循环3次以上。槽液循环在槽底使冷酸液均匀输入槽内。空气搅拌可合适降低循环量,但搅拌一定要均匀平稳,以免绑料松动。
6)氧化结束应立即水洗,停电后留在氧化槽时间过长(长于2min),将影响着色和封孔质量。
7)阴极板使用寿命和氧化状态相关,氧化槽开开停停,阴极板最轻易损坏。应立即更换损坏阴极板,以免阴阳极面积百分比失调。
8)阳极氧化电压上升应取软开启,电压上升时间通常为10~15s。
挤压材阳极氧化着色工艺—表面预处理
时间:-10-17 09:09:35 起源: 作者:
铝合金挤压材阳极氧化生产工艺差异关键表现在表面预处理上,其工艺步骤通常为:装料→表面预处理→阳极氧化→两次水洗→着色→两次水洗→封孔→卸料。
铝合金挤压材在压力加工和热处理过程中表面黏附油脂、污物和天然氧化物,在阳极氧化之前必需清理洁净,使其露出洁净铝基体。传统化学预处理工艺步骤为:脱脂→水洗 →碱洗→两次水洗→中和→水洗。多年来中国预处理工艺有了较大改变。
(1)脱脂。除了经过化学或电解抛光挤压材外,阳极氧化过程中脱脂是必不可少。假如没有脱脂或脱脂不够,碱洗后会出现班状腐蚀而造成废品。脱脂方法大致分为碱性脱脂和酸性脱脂两大类。碱性脱脂能去除重油污,对下面碱洗没有窜液污染,但槽液需要加温,控制不好易造成铝材报废;酸性脱脂用硫酸,也可用氧化槽排放硫酸,材质较差情形,硫酸中加入10~20/L硝酸,以预防铝材出现黑班。酸性脱脂实际上并不能完全去除油污,只起到表面润湿和“松化”,确保碱洗过程均匀腐蚀。酸性脱脂成本低,控制方便,已被大多数工厂接收。碱性脱脂槽液通常含有碳酸盐、磷酸盐和表面活性剂。所谓“三合一”清洗指脱脂、碱洗和中和3道工序一次完成,比较适合于品质要求不高产品。其关键成份是氢氟酸、络合剂、缓蚀剂和乳化剂等。
(2)磨砂。磨吵(也叫砂面)挤压材表面没有显著挤压痕,多年来很受欢迎。挤压材砂面处理关键是3种方法:一是碱性砂面;二是机械喷砂;三是酸性砂面。
长寿碱洗添加剂通常含终合剂、缓蚀剂、分散剂等。为提升金属铝光亮度,能够加入少许硝酸钠或亚硝酸钠,为提升磨砂速度,可加入少许氟化钠。络合剂山梨醇抗沉淀效果优于葡萄糖酸钠。酸性砂面处理关键在于高浓度氟离子腐蚀,同时配有氧化剂和缓蚀剂等。
(3)中和。铝合金挤压材碱洗后,表面挂灰(碱腐蚀产物)不能溶于碱溶液,也不能水洗洁净。而6063合金然150~250g/L硫酸溶液中能够洗净,中和工序也常称除灰或出光。对于挂灰难溶于硫酸其它铝合金,可在硫酸中和槽中添加约50g/L硝酸,或在150~300g/L硝酸溶液中除灰。硝酸中和液应避免带入氧化槽,以免影响阳极氧化。即使采取硫酸中和,也不要直接入阳极氧化槽,因为中和槽里有较多杂质离子(如铁),以减轻窜液污染。
表面预处理中出现“雪花状”班点,通常由原材料引发,在熔炼过程中过多掺入报废型材,如超出30%就会出现,这是因为报废型材表面氧化膜在熔炼时分散引发,也可能和杂质(如锌)富集相关。克服雪花班方法,一是报废型材在熔炼时控制在10%以下;二是熔铸时熔体约有25min静置时间;三是硫酸脱脂或中和槽内添加50g/L硝酸。
铝塑板剥离原因
时间:-10-17 09:10:19 起源: 作者:
铝塑复合板是一个新型装饰材料,因其装饰性强、色彩丰富、经久耐用、质轻、易于加工等特点,在中国外得到迅猛发展和广泛应用。
铝塑复合板生产在外行人看来很简单,但实际上它是一个技术含量高新产品,所以铝塑板产品质量控制上就有一定技术难度。这一期讲座关键谈一谈影响铝塑复合板180°剥离强度原因。
铝箔本身质量问题。这即使是一个比较隐蔽问题,但已经在铝塑板质量中表现出来。首先是铝材热处理工艺问题,其次有铝板和生产者在使用回收废铝时质量控制不严。这就要求铝塑板生产者在对材料生产者进行各方面评价,确定合格分承包方后建立业务往来以确保材料质量。
铝板前处理问题。铝板清洗和化层质量直接关系到铝塑板复合质量。铝板首先要经过清洗除去表面油污杂质等,使表面形成一层致密化学层,方便于高分子膜产生很好粘结。但有厂家在前处理过程中对处理液温度、浓度、处理时间、处理液更新等控制不严,影响清洗质量。更有甚者部分新生产厂家对铝板不进行任何前处理而直接使用。全部这些必将造成复合质量差、180°剥离强度偏低或不稳定。
蕊材选择问题。因为高分子膜和PE粘结和其它塑料相比较效果最好且价格适中,无毒、易加工。所以蕊材选择PE。有些小生产厂家为了降低成本选择粘结效果差且燃烧时会产生致命毒气PVC,或选择PE回收料或选择PE原料和下角料混合。这么会因为PE型号、老化程度等不一样而造成复合温度不一样,最终表面为复合质量不稳定。
高分子膜选择问题。高分子膜是一个含有特殊性能粘结材料,它影响复合质量关键原因。高分子膜含有两面性,三层共挤而成。一面是和金属粘结,另一面是和PE粘结,中间一层是PE基材,两面性质完全不一样。两面材料价格相差悬殊。和铝板店结材料需要进口,价格昂贵。而和PE融合面材料中国就能生产,所以有高分子膜生产厂家就此大做文章,大量使用PE融合料以偷工减料牟取暴利。高分子膜使用含有方向性,正反面不能掉换。高分子膜是一个自解膜,熔化不完全会造成假性复合。早期强度较高、时间一长,因风化影响会使强度降低,甚至鼓泡或开胶等现象。
高硅铝合金快速凝固成份和性能
时间:-10-17 09:11:10 起源: 作者:
状态
凝固工艺
σb/MPa
σ0.2/Mpa
δ/%
a/μm.(m.k)-1
Al-12Si-1.1Ni
热挤
离心雾化
333
253
13
Al-12Si-7.5Fe
热挤
气体雾化
325
260
8.5
Al-20Si-7.5Fe
热挤
气体雾化
380
260
2
Al-25Si-3.5Cu-0.5Mg
热挤
多级雾化
376
17.4x10-6
Al-20Si-5Fe-1.9Ni
热挤
气体雾化
414
1
Al-17Si-6Fe-4.5Cu-0.5Mg
热挤
喷射沉积
550
460
1
17.0x10-6
Al-20Si-3Cu-1Mg-0.5Fe
热挤+T6
气体雾化
535
Al-25Si-2.5Cu-1Mg-0.5Mn
铸造
气体雾化
490
1.2
16.0x10-6
氧化铝国际标准及国家标准
时间:-10-17 09:11:52 起源: 作者:
:国家标准普遍采取传统化学分析方法来分析氧化铝成份品位,方法繁琐,按分析周期,严格根据GB/T15000.1-15000.5-1994和YS/T409-1998标准要求,经过制样、混样、定值、均匀性试验、正态分布试验、稳定性考证、生产分析使用考评等复杂过程,再经过判定委员会一致评价,样品成份设计合理,符合YZ/T272-1998《氧化铝》产品标准化学成份要求,才能算国家合格产品。
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国家标准普遍采取传统化学分析方法来分析氧化铝成份品位,方法繁琐,按分析周期,严格根据GB/T15000.1-15000.5-1994和YS/T409-1998标准要求,经过制样、混样、定值、均匀性试验、正态分布试验、稳定性考证、生产分析使用考评等复杂过程,再经过判定委员会一致评价,样品成份设计合理,符合YZ/T272-1998《氧化铝》产品标准化学成份要求,才能算国家合格产品。
国际标准普遍采取X-射线荧光光谱分析,所用标准样品需采取高纯氧化物配制,配制程序复杂,对分析成份较多氧化铝样品则严格根据国际标准化组织(ISO)、JB/T4281-1999标准和ISO5182-1999(E)国际标准要求,经过制样、混样、定值、均匀性试验、正态分布试验、稳定性考证、生产分析使用考评等复杂过程,符合X-射线荧光光谱分析标准;均匀性和稳定性好,定值结果正确可靠。尤其是在样品合成过程中依据氧化铝比表面积较大,经过含有吸附性能实际而采取氧化铝吸附试验,才能达成国际标准。
铝电解自动控制系统设计开发新视角
时间:-10-17 09:14:30 起源: 作者:
介绍:本文比较了中国和国外现阶段最优异铝电解控制系统在设计思想、系统结构和功效上不一样,从用户角度提出了铝电解自动控制系统设计开发中能够应用部分新见解,如平台式框架、高度模块化结构、效应自动熄灭和波动侦测和处理等。
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摘 要:本文比较了中国和国外现阶段最优异铝电解控制系统在设计思想、系统结构和功效上不一样,从用户角度提出了铝电解自动控制系统设计开发中能够应用部分新见解,如平台式框架、高度模块化结构、效应自动熄灭和波动侦测和处理等。
关键词:ELAS 铝电解自动控制系统 平台式 模块化 网络 效应 波动 配置文件 数据分析
作 者:钟向明 张泳美
湖北丹江铝业有限责任企业三期技改工程114.5KA大型预焙槽铝电解控制系统是从德国联合铝业企业引进ELAS(electrolysis automation system)。该系统投入运行已十二个月多,实现了全系列100台槽92.5%以上电效,14350以下交耗,证实是一套稳定优良控制系统。本文结合实际应用体会,将ELAS系统和中国经典铝电解控制系统进行对比分析,针对软件、硬件和其间结合,提出系统设计和开发几点新意见。
一、 平台式系统框架
提供平台式控制系统框架设计,经过参数和配置文档设置满足特定用户不一样需要,这么思想对于降低系统开发成本,提升系统稳定性安全性,丰富系统控制手段和功效等等全部是很有必需。
中国控制系统通常是单一生产线对应单一应用系统,即为特定生产槽系列设计开发一套特定控制系统软硬件供用户使用,系统专用性很强。这种系统优点是:界面免维护性很好,设计直接针对实际问题,能满足用户基础要求和特定需要。但这么系统也存在部分问题,如设计成本高,开发周期长;系统开放性低,用户调整困难,难以适应实际生产中千变万化不一样槽况;部分槽控硬件为非标产品等等。
ELAS系统设计使得统一系统框架可适适用于不一样应用环境,如不一样系列电流,同系列不一样槽电压或下料量等。这就如同WINDOWS WORD一样,为用户提供了功效齐全和可再开发统一平台。
模块化设计思想使系统可塑性、灵活性强,对于不一样应用环境只需要进行少许修改和调整。这种系统优点在于:设计成本低,开发周期极短;定型硬件产品,降低非标开支;更大范围适应生产调整,为工艺技术和电解操作和管理人员提供了宽广自由空间。这套系统并不是专门为我厂设计,而德方设计人员只用了24人.就在现场完成了软件修改、硬件测试和系统联调、技术培训工作。
二、 模块化设计
高度模块化电解控制系统结构是用户降低维护成本、提升经济技术指标有效方法。
中国控制系统只是通常性应用了模块化思想。虽实现了控制功效模块化,但可调参数较少,不便于用户进行工艺调整,且模块间是相互衔接性强,难以进行随意单模块修改而不影响整体软件运行。过程控制级(槽控机)和管理级之间是非模块式组合,管理级对系统可控制槽数和控制过程是不可变。
ELAS系统采取了完全模块化设计结构,其控制槽数量、单槽运行控制模块数量及内容、模块内参数设置全部是开放。这么系统含有以下显著特点:
1、 实现了控制功效模块化,并给用户提供了大量可调参数。槽控机上就有66个仅供查看不可变参数,146个可调整可变参数。经过参数调整,用户可掌握工艺调整主动权,对工艺过程实现极其细腻适应和不一样程度试验。如我们可经过修改氧化铝基础加料时间间隔、过加料百分比及欠加料百分比等参数调整氧化铝加料情况,使每台电解槽保持良好状态。
2、 过程控制级和管理级之间是模块化结构,分离和结合全部是自由。过程控制级或管理级软件更新不会影响对方正常运行。还可经过管理级进行程序下载来方便地实现过程控制级软件升级和更新,软件升级和更新可只对某一台控制器进行,这不会影响其它控制器或管理级运行,这个特点便于进行工艺试验和系统优化。经过这么方法,我们实现了远程软件升级一次,并将使该系统保持和国际最新水平同时更新。
3、 控制模块轻易增减。因为模块之间独立性强,耦合性弱,便于控制模块添加和删除,同时也提升了系统安全性、适用性。
三、 用户界面
理想用户界面既要能满足操作和管理人员现阶段需要,还要能方便实现她们不停提出来新要求。
中国控制系统界面多是依据用户需求设计,一旦设计完成后,便已定型,用户难以进行修改。
ELAS系统界面设计开放,对用于槽况分析多种表格、图表及报表等,用户可依据需要修改对应配置文件实现对表格、图表及报表修改,还可经过生成新配置文件实现新表格、图表及报表添加。
四、 网络互连
方便网络互连对于工业控制系统作用和INTERNET对于办公用户作用是相同关键。
中国控制系统因为多采取专用控制协议,所以当系统和外部网络互连时通常需要附加设计。
ELAS系统中支持DECnet协议和TCP/IP协议。上位机和控制器之间通信协议采取DECnet协议,系统采取标准TCP/IP协议和外部网络通信,所以,系统
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