范文一:焊接细节对气孔的影响(更新)
焊接细节对气孔的影响:
1.铆接定位的焊点,在焊接时没有去除会引起气孔的产生。
2.碱洗只是把油污去除了,并没有去除氧化膜。氧化膜会引起气孔的产生。
3.起弧和收弧没有相交,接口处没有烧透,产生气孔
4.焊接厚度大于15MM的需预热,有温度范围150~250℃ 温度低了易产生气孔,温度高了对材料性能有影响。
5.当气瓶压力表显示<0.1Mpa时 应停止焊接更换气瓶,(供气不足还强行焊接,必然会产生气孔等缺陷)
6.气保焊不适合风速大于1.5M/S的环境
7.焊件温度低于5℃
1.铝合金焊接缺陷的种类?
铝及其铝合金MIG焊时,罕见的焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两大类
外部缺陷位于焊缝外表面,罕见的有表面气孔、裂纹、咬边、未焊透和烧穿等;
内部缺陷位于焊缝的内部,需要用破坏性试验或无损探伤等方法才干发现,如内部气孔、裂纹、 夹渣及未熔合等。
2.铝合金MIG焊焊接缺陷发生的原因
1气孔 焊接时熔池中的气孔在凝固时未能逸出而留下来所形成的空穴称为气孔。
MIG焊接过程中,气孔是不可防止的只能尽量减少它存在培训的过程中,仰角焊、立向上焊气孔傾向尤为明显,根据DIN30042规范规定,单个气孔的直径最大不能超过0.25(为板厚)密集气 孔的单个直径最大不超过0.25+0.01(为板厚)氢是铝及铝合金熔化焊产生气孔的主要原因。氮不溶于液态铝,铝又不含碳,因此铝合金中不会发生氮气孔和一氧化碳气孔;氧和铝有很大的亲和力,总是以氧化铝的形式存在所以也不会发生氧气孔;氢在高温时大量的溶于液态铝,但几乎不溶于固态铝,所以在凝固点溶于液体中的氢几乎全部析出,形成气泡。但铝和铝合金的比重轻,气泡在熔池中的上升的速度较慢,加上铝的导热能力强凝固,有利于气泡的浮出,故铝和铝合金易产生气孔,氢气孔在焊缝内部一般呈白亮光洁状。氢的来源比较多,主要来自弧柱气氛中的水、焊丝以及母材所吸附水分对焊缝气孔的发生经常占有突出的地位。
一:防止措施
1厂房环境湿度>70% 及空气的对流
空气中的湿度影响弧柱气氛。MIG焊接时,焊是以细小熔滴形式通过弧柱而落入熔池的由于弧柱温度最高,熔滴比外表积很大,故有利于熔滴金属吸收氢,发生气
孔的倾向也更大些。弧柱中的氢之所以能够形成气,与它铝合金中的溶解度变化有。如前段所说,凝固点时氢的溶解度从0.69突降到0.036ml/100g相差约20倍(钢
中只相差不到2倍)这是氢容易使焊缝产生气孔的重要原因之一。控制了弧柱气氛中的水分后,母材和焊丝所带的氧化膜所吸附的水分成为生成焊缝气孔的主要原因
另外,维护气体流量缺乏或过量也会引起气孔的呈现。维护气体流量缺乏不能排除弧柱气氛中的空气,空气中的水分将分解成氢进入熔池中发生氢气孔;反之维护气体流量过
大又会将空气卷入弧柱区和熔池,同样会使焊缝气孔趋势增。提前送气和焊后延时送气的时间设置对焊接接头气孔的发生也有很大关系。
2.母材的清洁
母材外表通常会有少量油脂、灰尘等杂。通过经焊前母材清理和未经清理的焊缝对,清理过的焊缝气孔明显少于未经清理的焊缝气孔。因此如果焊前没有仔细清理母材表面,发生气孔的倾向将加大。
二夹渣:
焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣会降低焊接接头的塑性韧性,还会引起应力集中,根据DIN30042规范规定,夹渣是绝对不允许存在通过培训,得出这样一个结论,夹渣大多出现在厚板多层焊,比方T10BWPCT10BWPF位置试板焊接,夹渣是其主要的缺陷。发生夹渣的原因主要是焊接之前没有对前一道焊缝进行仔细的清理,焊层或焊道中仍存在熔渣或氧化物,焊接时用高的行走速度的时候,熔池金属和熔渣得到热量缺乏,熔池冷却速度过快,使得熔渣来不及上浮就已经凝固,焊缝中形成夹渣。另外焊丝过长和焊嘴角度过大致使维护气体效果降低也会引起夹渣。
范文二:铝合金表面状态对焊接气孔的影响
2000年4月航天工艺第2期
铝合金表面状态对焊接气孔的影响
首都航天机械公司 范平章
文摘 为解决土星型号装配焊接中产生的焊接气孔问题, 美国国家宇航局进行了全面系统的研究工作。根据其研究成果对目前国内使用的147高强铝合金焊前准备工艺进行了针对性地分析。阐明了147铝合金焊前不能用N aOH +HNO 3进行表面处理; 行干铣是消除焊接气孔和夹渣的最有效方法; 。
主题词 1471 引言
1472219) 有
铝合金控制焊接气孔工作有较大的借鉴
作用。
, 在航天工业中得到越来越广泛的应用。但是他们在焊接加工中极易出现内部缺陷, 其中气孔是最常见的问题。多年来, 我国科技人员对该铝合金焊接气孔的成因进行了大量研究工作。试验了各种方法, 制定了各种工艺措施, 力图消除或减少气孔。但到目前为止, 这一问题仍未得到有效地解决, 影响着型号的研制。在美国土星型号焊接生产中也出现该问题。据统计土星一级3657m 焊缝中, 气孔缺陷占总缺陷率的79%[1]。为克服这一问题, 美国国家宇航局组织美国几家重要航天器制造厂, 如道格拉斯、波音、马歇尔航天中心和几所大学参加, 结合土星的实际生产工艺对焊接气孔的形成机理、材料表面状态和焊接参数对气孔的影响进行了全面系统的定性定量分析[2]。给如何在生产上控制焊接气孔提供了可靠的数据和可行的工艺方案。该研究成果对我国
收稿日期:2000202222
2 化学表面处理和触摸焊缝结合面对焊接
气孔的影响[3]
众所周知, 在铝合金焊接中, 气孔的生成主要是由于铝在固态和液态时对氢溶解能力的显著差异造成的(表1) 。
由表1可以看出, 铝在固态下氢的溶解量为0. 00036m l g , 而且随温度的降低进一步减少。在液态下氢的溶解量为0. 0069m l g 。后者达前者的60倍, 而且随温度的升高进一步增加。这样焊接时, 熔池的液态金属就会吸收周围的氢, 当焊缝金属凝固时, 超过溶解极限的氢就会析出。如果条件适宜, 这些氢就会长大或者互相溶合成为气孔。依据上述气孔形成机理, 在焊接过程中确定氢源, 控制熔池吸氢量是减少或者消除焊接气孔的关键。造成和影响熔池吸氢的因素很多, 如保护气纯度、焊缝对接面清洁度、环境温湿度、母材和
19
2000年4月航天工艺第2期
焊丝成份等。焊前, 工件要经多种机械加工, 溶剂除油、化学处理和在各种环境下进行储存、搬运, 因此焊缝结合面的状态是影响焊缝气孔量诸因素中最复杂、最关键、也是最不易
控制的因素。拟定复杂的焊前处理工序和严
格的工艺规则都是旨在获得理想的焊缝结合面, 提高焊缝质量。
表1 标准大气压下铝对氢的溶解量
固 态 铝
温度(℃)
400500600660
液 态 铝
百分比(%)
1. 1×10-2. 8×10-3. 85×10-8. 1×10-6
溶解量(0. 01m l g )
0. 0050. 01250. 0260. 036
温度(℃)
660700800850
溶解量(0. 01m l g )
0. 690. 921. 2. 百分比(%)
1. 55×10-×10-. ×10-4. 84×10-4
64
64
64
, 然后再
用硝酸对铝合金进行除黑处理。研究证明这种处理方法可以造成下述两个问题。2. 1. 1 塑性变形层吸氢
金属在发生塑性变形后, 其内部会形成许多细微孔穴(atom ic size vo id ) , 从而增大金属对氢的吸收和溶解能力。举例来讲, 钢在塑性变形后, 对氢的吸收能力将显著提高。焊接坡口的机械加工会在铝合金焊缝结合面上形成塑性变形层。变形层的厚度与机械加工的精度和切削力的大小相关。变形层的产生提高了焊缝结合面的吸氢能力, 而在氢氧化钠槽液中进行的化学处理过程又为塑性变形层吸氢提供了充足的氢源。尽管化学处理过程中, 可以在槽液中加入各种蟹合剂, 但并不能完全阻止氢的吸收。氢一旦被坡口的塑性变形层吸收必然增大焊缝的气孔倾向。2. 1. 2 氧化膜中的水合物
铝合金经N aOH +HNO 3处理后, 表面会出现一层不规则的氧化膜。氧化膜厚度为1, 000~10, 000~, 质地疏松, 表面有凹坑和龟裂。用气相色谱仪对这层氧化膜进行成份
图1 铝合金焊前准备框图
图1是我国常规铝合金焊前准备框图, 其中用氢氧化钠加硝酸进行表面处理是避免焊接气孔必不可少的工序。美国在其土星型号焊前准备工作中采用类似的程序。当土星一级采用2219铝合金后, 焊接出现气孔。为此对焊前准备各环节进行了分析试验。发现铝合金表面化学处理和焊缝结合面触摸给焊接熔池提供了足够的氢源, 是造成焊缝气孔的重要原因。
2. 1 铝合金表面化学处理污染
铝合金焊接表面处理一般是先在氢氧化20
2000年4月
2
分析表明, 氧化膜中含水量达0. 7Λg c m 。
如果焊缝金属密度为2. 7g m l , 温度为660℃, 则铝对氢的溶解量为1PPM 。根据计
2
算, 焊缝结合面上1Λg c m 的水在电弧作用下就可在熔池内形成0. 7PPM 的氢。因而可
2
以认为焊缝结合面上1Λg c m 水是焊缝内是否出现气孔的临界值。依上所述, 经N aOH +HNO 3处理后的铝合金表面形成的氧化膜含水量已接近出现气孔临界值, 极可能造成焊接气孔。
为验证上述分析的准确性, 进一步明确用N aOH +HNO 3对铝合金进行表面处理和气孔的关系, 马歇尔航天中心对2014和2219铝合金进行了钨极气体保护焊。为进行对比, 试片表面状态分为4种:a . 进行化学处理; b . 学处理; c . 拭; d . 理。
, 除每种试片的焊接参数保持一致外, 为了防止熔池里的气泡逸出, 所有试片的焊接均采用仰焊方式。表2为焊接试验结果。
航天工艺第2期
由表2所列的焊接结果可以看出, 前文对铝合金化学表面处理状态和焊接气孔关系的分析是正确的。焊接试验也发现对焊缝结合面机械铣削后不再进行任何处理立即施焊的试片很少出现焊接气孔类缺陷。用直读光谱仪和电子扫描电镜对机加工表面进行测量, 发现机械加工后的铝合金表面几乎没有含氢化合物。因此从含氢化合物污染角度讲, 机加工减少了焊缝对接面上的氢源, 有效地控制了熔池金属吸氢, 是形成无气孔焊缝的最佳表面状态。
。
IG , 并用电子扫描电镜和X 光进行检验表明, 铝合金焊缝结合面干铣这项技术和设备都是成功的, 达到了消除或减少焊接气孔的目的。2. 2 焊缝结合面触摸污染
除了化学表面处理外, 焊前铝合金板材还要经过装配、锉修、揩拭等多道工序的加工。在这些加工过程中, 由于工艺规程不合理或者焊接人员操作不当都有可能造成手对焊缝结合面的碰触, 使焊缝结合面沾上汗迹、油脂或纤维等一类碳氢化合物。这些碳氢化合物在电弧作用下释放出大量氢, 增大了焊缝气孔倾向。
为了准确测定铝合金表面含氢化合物的氢含量, 对焊缝结合面触摸污染与焊缝气孔的关系进行定量分析, 制定合理的焊前准备工艺规程和规则, 美国宇航局组织研制了一台非常灵敏并适合车间现场使用的金属表面测氢仪。(图2) [4]
图中, 被测板材固定在电弧室上, 板材和电弧之间用O 型环密封。高压高阻抗电源使电极和板材之间产生一个低能电弧。电弧的能量仅能使板材表面的氢释放出来而不能将
21
表2 试片表面状态和气孔缺陷试片表面状态化学处理
气孔缺陷大小连续气孔和氧化夹渣
机械铣削后化学处多个气孔, 未焊透理
和少量夹渣
机械铣削后四氯化气孔少于化学处理碳擦拭试片, 出现变色机械铣削后不进行基本没有气孔, 偶任何后继处理尔出现微细气孔
2000年4月航天工艺第2期
表3中, A 1、A 2试片由干燥的干净手触摸。B 试片由用洗涤剂洗刷, 蒸馏水冲洗, 干净毛巾擦干的手触摸。C 1、C 2试片是用配带新细纱手套的手触摸。D 、
E 、F 、G 试片则是由在试验室分别使用了0. 5h 、1h 、1. 5h 、和2h 的手套触摸。把表3中的测试数据和干净铝表面的数值相比较, 可以看出指痕可对铝合金表面造成相当严重的污染。即使配带干净的手套也不能避免。
美国波音公司的研究人员的试验结果表明, 用下释放出250PPM 孔3) [图2 金属表面测氢仪工作原理金属熔化。金属表面释放出的氢由纯净的氩气(载气) 送至活化的钯筛。钯筛工作温度为560℃, 它只让氢气通过而不让氩气通过。在钯筛的另一侧是一个抽空能力为1l s 子泵。因而钯筛的一侧是高真空, 个大气压。当离子泵, 任何通过钯筛进大, 而且通过离子泵的电流大小和进入离子泵室的氢气量呈线性关系。依靠离子泵电流和氩气流中氢含量这种比例关系能够测量某一未知源的氢含量。
用测氢仪对15块表面未被污染的同样成份的铝合金试片进行测量。测氢仪电流为93±32ΛA , 以此为依据对各种裸手或戴手套触摸过的铝合金表面进行了含氢量测量(表3) 。
表3 各种触摸对铝合金表面的污染
试片
A 1, A 2
B C 1, C 2D
图3 碳氢化合物污染和气孔的关系 依据测氢仪测出的数值进行计算, 表明, 即使用干净的手套对焊缝结合面进行触摸, 所留下的碳氢化合物在电弧作用下也可形成400PPM 的氢, 这个数量足可导致焊缝气孔。也就是说, 焊缝对接面在机械干铣后, 任何情况下都不得碰触。
依据上述研究试验结果和目前国内高强铝合金焊接操作现状, 要保证焊接质量, 除要重申操作人员不得碰触焊缝结合面外, 原工艺中规定氧化膜打磨后用干净布对焊缝结合面进行揩拭, 显然会造成焊缝对接表面沾附碳氢化合物, 形成气孔, 应加以改进。
电流(ΛA )
1455, 1570
975200, 335360
试片电流(ΛA )
E F F
455435420
22
2000年4月航天工艺第2期
3 其它措施
气体从液态金属中逸出, 减少焊缝气孔倾向。4 结论
4. 1 2219铝合金焊前准备工序中用N aOH +HNO 3进行表面处理, 会造成铝合金表面
确定氢源, 避免熔池吸氢是消除或减少焊接气孔的有效方法。但是铝合金焊接中, 能造成熔池吸氢的因素很多。有时由于厂房、设备和工艺条件的限制, 很难做到对氢源的完全控制, 而且147铝合金在我国目前还处于试制阶段。冶炼和轧制中的一些问题往往造成板材本身含有过量的氢。在这种条件下要想避免熔池吸氢是根本不可能的。
实践证明, 焊接时如果能让氢气泡尽早逸出熔池也可以减少焊接气孔。目前国际上在这方面比较成功的有交流方波等离子弧焊(V PPA ) 。
70年代美国为解决航天飞机2219塑性变形层吸氢和含有较多水份或水合物的不规则氧化膜, 对形成焊接气孔有很大作用。4. 2 不用润滑剂和冷却剂对焊缝结合面进行机械干铣是消除或减少焊接气孔的最佳对接表面制备方法。
4. 3147铝合金。
参考文献
1 Hoppes R . V . T he w elding of Saturn V new
[, , 。电弧高速穿过小孔, 又可将焊缝内的气体和固态杂质带走。因此避免了T IG 焊中常出现的气孔和夹渣现象。在用V PPA 焊进行的近600m 焊缝焊接试验中均未发现气孔等缺陷。
V PPA 焊对消除气孔有很好的作用, 但是设备昂贵, 产品成本提高, 对有些产品特别是民品不适合我国的国情。为使焊缝气孔既能控制在限定值以下, 又减少投资, 近年来国内对147铝合金交流方波T IG 焊进行了研究[7]。这种方法的主要特点是焊接电流正负半周的幅值和脉宽均可调整。试验证明, 当电流频率为20~50H z , 正半周通电时间为70%时, 电弧对熔池冲击搅拌作用强, 有利于
~131scientist . 18Jan , 1968. P 128
2 M asubuch i K . June , 1972
3 K izer D . E . P reparati on and instrum entati on fo r . w elding S -1C components 4 L ow ry M . -24512, 1970
5 M eistert R . P . W elding of alum inum alloy . DM I C R epo rt 236, A p ril , 19676 K izer D .
E .
V ariable po larity p las m a arc
w elding p rocess . NA SA TM -86482, 19747 焦成义. 方波A CT IG 焊对S 147铝合金焊接气
F inal R epo rt under
j o int
Contract NA S 8-2063, Spet . 1967
W elding defects Saturn
configurati on . F inal R epo rt under Contract NA S 8
Integrati on of NA SA sponsered
studies on alum inum w elding . NA SA -CR -2064,
孔的影响. 焊接, 1990(1)
23
范文三:焊接细节对气孔的影响(更新)
焊接细节对气孔的影响(更新)
焊接细节对气孔的影响:
1.铆接定位的焊点,在焊接时没有去除会引起气孔的产生。
2.碱洗只是把油污去除了,并没有去除氧化膜。氧化膜会引起气孔的产生。
3.起弧和收弧没有相交,接口处没有烧透,产生气孔
4.焊接厚度大于15MM的需预热,有温度范围150~250? 温度低了易产生气孔,温度高了对材料性能有影响。
5.当气瓶压力表显示,0.1Mpa时 应停止焊接更换气瓶,(供气不足还强行焊接,必然会产生气孔等缺陷)
6.气保焊不适合风速大于1.5M/S的环境
7.焊件温度低于5?
1.铝合金焊接缺陷的种类,
铝及其铝合金MIG焊时,罕见的焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两大类
外部缺陷位于焊缝外表面,罕见的有表面气孔、裂纹、咬边、未焊透和烧穿等;
内部缺陷位于焊缝的内部,需要用破坏性试验或无损探伤等方法才干发现,如内部气孔、裂纹、 夹渣及未熔合等。
2(铝合金MIG焊焊接缺陷发生的原因
1气孔 焊接时熔池中的气孔在凝固时未能逸出而留下来所形成的空
穴称为气孔。
MIG焊接过程中,气孔是不可防止的只能尽量减少它存在培训的过程中,仰角焊、立向上焊气孔傾向尤为明显,根据DIN30042规范规定,单个气孔的直径最大不能超过0.25(为板厚)密集气 孔的单个直径最大不超过0.25+0.01(为板厚)氢是铝及铝合金熔化焊产生气孔的主要原因。氮不溶于液态铝,铝又不含碳,因此铝合金中不会发生氮气孔和一氧化碳气孔;氧和铝有很大的亲和力,总是以氧化铝的形式存在所以也不会发生氧气孔;氢在高温时大量的溶于液态铝,但几乎不溶于固态铝,所以在凝固点溶于液体中的氢几乎全部析出,形成气泡。但铝和铝合金的比重轻,气泡在熔池中的上升的速度较慢,加上铝的导热能力强凝固,有利于气泡的浮出,故铝和铝合金易产生气孔,氢气孔在焊缝内部一般呈白亮光洁状。氢的来源比较多,主要来自弧柱气氛中的水、焊丝以及母材所吸附水分对焊缝气孔的发生经常占有突出的地位。
一:防止措施
1厂房环境湿度>70% 及空气的对流
空气中的湿度影响弧柱气氛。MIG焊接时,焊是以细小熔滴形式通过弧柱而落入熔池的由于弧柱温度最高,熔滴比外表积很大,故有利于熔滴金属吸收氢,发生气
孔的倾向也更大些。弧柱中的氢之所以能够形成气,与它铝合金中的溶解度变化有。如前段所说,凝固点时氢的溶解度从0.69突降到0.036ml/100g相差约20倍(钢
中只相差不到2倍)这是氢容易使焊缝产生气孔的重要原因之一。控
制了弧柱气氛中的水分后,母材和焊丝所带的氧化膜所吸附的水分成为生成焊缝气孔的主要原因
另外,维护气体流量缺乏或过量也会引起气孔的呈现。维护气体流量缺乏不能排除弧柱气氛中的空气,空气中的水分将分解成氢进入熔池中发生氢气孔;反之维护气体流量过
大又会将空气卷入弧柱区和熔池,同样会使焊缝气孔趋势增。提前送气和焊后延时送气的时间设置对焊接接头气孔的发生也有很大关系。
2.母材的清洁
母材外表通常会有少量油脂、灰尘等杂。通过经焊前母材清理和未经清理的焊缝对,清理过的焊缝气孔明显少于未经清理的焊缝气孔。因此如果焊前没有仔细清理母材表面,发生气孔的倾向将加大。
二夹渣:
焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣会降低焊接接头的塑性韧性,还会引起应力集中,根据DIN30042规范规定,夹渣是绝对不允许存在通过培训,得出这样一个结论,夹渣大多出现在厚板多层焊,比方T10BWPCT10BWPF位置试板焊接,夹渣是其主要的缺陷。发生夹渣的原因主要是焊接之前没有对前一道焊缝进行仔细的清理,焊层或焊道中仍存在熔渣或氧化物,焊接时用高的行走速度的时候,熔池金属和熔渣得到热量缺乏,熔池冷却速度过快,使得熔渣来不及上浮就已经凝固,焊缝中形成夹渣。另外焊丝过长和焊嘴角度过大致使维护气体效果降低也会引起夹渣。
范文四:激光扫描焊接工艺对铝合金焊接气孔率的影响
3 5 10 焊 接 学 报 Vol, 3 5 No, 10 第 卷第 期
2 0 1 4 1 0 October 2 0 1 4 年 月T,ANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
激光扫描焊接工艺对铝合金焊接气孔率的影响
1,2 1 1 1*, , , 周立涛王旭友王 威王诗洋
( 1, ,150028; 2, ,710100)安 机械科学研究总院 哈尔滨焊接研究所哈尔滨 西安航天精密机电研究所西
: 6061 ,、6061 摘 要以 铝合金为研究对象研究了激光扫描焊接过程中光束的扫描轨迹扫描幅度与扫描频率对 铝 合金气
, ,,、3 孔产生的影响规律结果表明与激光非扫描焊接相比采用光束垂直于焊缝平行于焊缝和圆形运动 种 不同轨迹的扫
,, 描方式均有利于抑制铝合金激光焊接气孔的产生且以光束为圆形轨迹的扫描方式为最佳光束的 扫描幅度及扫描频率
, ,0, 65 mm、 100 , 220 Hz 对气孔的产生也有重要的影响采用光束为圆形轨迹的扫描方式当扫描幅度大于 扫描频率在
,0, 5% , ,,范围内时气孔率可控制在 以内气孔的产生与焊缝形状有关减少焊缝深宽比有 利于气孔的抑制 : ; ; 关键词铝合金激光扫描焊接气孔抑制
: TG 456, 7 : A : 0253 , 360X( 2014) 10 , 0065 , 04中图分类号文献标识码文章编号
,,一致起到稳定激光匙孔的 作用从而抑制气孔的 0 序 言 ,5, ,产生
,激光扫描焊接是一种新型的激光焊接方法目 IG IG TM铝合金的激光焊接与传统的 电弧焊和
、提高焊件装配间隙的容忍性等方 、、焊接变形小焊接接头 前已在钢板拼焊,电弧焊相比具有热输入低, 但针对激光扫描焊接技术抑制 , 但是 面取得了较好应用损伤较轻的特点而越来越受到焊接界的关注,6 , 8,,, 气 孔 方 面国内研究还很 少文 中 以 , 铝合金激光 铝合金铝合金的激光焊接极易产生气孔缺陷
, 铝合金为研究对象重点研究了激光扫描焊接 6061,焊接时除了由于被焊工件及保护氛围的不洁净而
( 、) ( 扫描轨迹扫描幅度以及扫描频率对铝 主要是氢 工艺参数产生与传统电弧焊接方法相似的气孔外, ) ,还会因为激光焊接过程中匙孔不稳定而产生 合金激光焊接气孔产生的影响规律气孔,1,2, , atsunawa M日本学者 等 人另一类工艺性气孔1 试验方法 ,通过研究发现铝合金激光焊接时的匙孔内部处于
,一种不稳定的振荡状态导致了匙孔内液态金属的
,6061-T6 250 试验用母材为 铝合金试件尺寸为 ,, 除此之外匙孔内的金属蒸气向外喷发 剧烈流动 × 50 mm × 4 mm,1 , 所示试验用 化学成分如表mm,致使匙孔开口处的蒸气形成湍流将保护气体卷入
,6 kW 碟形激光器激光扫描 激光器为德国通快公司,,匙孔底部随着匙孔的向前移动这些保护气体以气 , , 由于激光焊接时的焊接速度很 是借助通快公司可编程聚焦镜组实现的泡的形式进入熔池,, 快导致焊缝的冷却速度也很快致使气泡来不及逸
1 6061 ( ,% ),表 铝合金的化学成分质量分数 ,出而残留在焊缝中形成气孔 Table 1 Chemical compositions of 6061 aluminum alloy ,目前抑制由于激光焊接自身特点引起的匙孔
Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Cr Al ,不稳定而产生的工艺性气孔主要有两种方法一种 0 ,62 0 ,30 0 ,25 0 ,11 0 ,96 0 ,1 0 ,1 0 ,11 余量 ,, 是激光双光束焊接当双光束作用于一个熔池中时 ,可以形成一个较大的熔池与匙孔增加了匙孔的稳 ,3,4,,,,; 与完全熔透情况相比激光深熔焊接在不完全 定性有利于内部气泡的上浮从而减少气孔另
,一种是采用脉冲激光焊接通过调制激光的脉冲频 ,熔透的情况下更易于产生气孔因此研究中采用了
,, 率使激光的调制频率与熔池表面的振荡频率保持 通过对铝合金激光非扫描焊 非完全熔透焊接方式 接与不同焊接工艺参数下激光扫描焊接的气孔率进 : 2014 ,03 ,24 收稿日期 ,行对比分析研究了激光扫描焊接工艺参数对铝合 : ( 2010DF,50770)基金项目国家国际科技合作资助项目 , 2 表 为激光非扫 * 参加此项研究工作的还有孙 谦 金激光焊接气孔产生的影响规律
35 66 焊 接 学 报 第 卷
,, 、 描焊接的工艺参数激光扫描焊接时除扫描轨迹
,( a) ( f) 扫描幅度以及扫描频率外其它工艺参数与
, 激光非扫描焊接相一致
2 表 激光非扫描焊的工艺参数
Table 2 Laser without scanning welding process parame-
ters
焊接速度 激光功率 离焦量 氩气流量
,1 ,1 F / mm P / kW v / ( mmin ) q / ( L?min ) ? 6 2 0 15
ISO13919-2: 2001气孔率的定义依据国际标准
《》, 铝合金激光焊质量等级标准焊后对焊缝进行
,,,T 检测观察焊缝中的气孔及其分布情况并应用
,6,-pro plus ,软件对焊缝气孔率进行分析 image
2 试验结果与分析
2, 1 扫描轨迹对气孔率的影响规律 ,, 不同扫描轨迹下激光对熔池的搅拌形式不同
, 进而造成熔池流动方式和焊接过程稳定性的差异
, 文中研究了光束垂直于焊导致气孔倾向的不同 、3 缝平行于焊缝和圆形运动 种扫描轨迹对气孔率
,的影响并与激光非扫描焊接的气孔率进行了对比
, 3 1 ,种形式的扫描轨迹如图 所示 分析 0, 65 mm,200 Hz 在扫描幅度为 的 扫描频率为1 图 扫描轨迹和扫描幅度的示意图
2 3 和图 所 ,Fig. 1 Schematic of scanning track and scanning width 情况下扫描轨迹对气孔率的影响如图
, 2 3 其中图 为采用激光非扫描焊接及 种不同扫 示
X 射线 描轨迹下的激光扫描焊接获得的铝合金焊缝
, 3 不同扫描轨迹下对气孔率的影响如图 所 照片
,, 可 以 看 出激光非扫描焊接时气孔率高达 示
9. 8% ,5, 4% , 而垂直轨迹的气孔率为平行轨迹的
1, 6% ,0, 3% , 无论 圆形轨迹的气孔率为气孔率为
采用何种轨迹的激光扫描焊接均可明显抑制气孔的
,,产生但采用激光扫描焊接时不同扫描轨迹对气孔
,的抑制效果也有所不同其中圆形轨迹的气孔抑制
,,效果最好其次为平行轨迹垂直轨迹的气孔抑制效 , 2 X 图 不同焊接条件下的焊缝 射线图片 果较差由于圆形轨迹的激光扫描焊对气孔的抑制效果 Fig. 2 ,T photos of different welding conditions
描幅 ,,最佳因此后续重点研究了在圆形轨迹下扫
,、,250 Hz 扫描频率对气孔率的影响 在扫描轨迹为圆形轨迹扫描频率为 的 度
2, 2 扫描幅度对气孔率的影响规律 4 5 和图 所 ,情况下扫描幅度对气孔率的影响如图
、扫描幅度会影响熔池的搅拌面积熔池的温度 , 4 其中图 给出了在圆形轨迹激光扫描焊接时不 示
X , 5 射线照片图 反映了扫描 ,梯度和焊接过程稳定性从而影响铝合金激光焊接 同扫描幅度下的焊缝
, ,文中研究了扫描幅度对气孔率的影响 , 可以看出随着扫描幅 幅度对气孔率的影响规律气孔的产生0, 35 , 1, 0 mm, , 采用圆形轨迹的激光 ,规律扫描幅度的范围为,度的增加气孔率不断下降
10 ,: 67第 期 周立涛等激光扫描焊接工艺对铝合金焊接气孔率的影响
,, 6示其中图 给出了在圆形轨迹激光扫描焊接时
X , 7 射线照片图 反映了扫 不同扫描频率下的焊缝
,, 7 由图 可以看出随 描频率对气孔率的影响规律
“U ,着扫描频率的增大气孔率的分布曲线大体呈现
,”, 100 Hz 当扫描频率小于 时随着扫描频 形曲线
; 100 , 220 而扫描频率在 ,率的升高气孔呈下降趋势
,,z 0, 5% , 范围内时气孔率变化不大约为此时对 H
; 220 Hz 当扫描频率大于且小 气孔的抑制效果最佳
,,270 Hz 时随着扫描频率的升高气孔率呈上升 于
3 图 不同焊接条件下的气孔率 ,; 270 , 300 Hz 当扫描频率在 时随着扫描频率 趋势Fig. 3 Porosity of different welding conditions ,3, 5% 左右此时的扫描频率 ,的升高气孔率保持在 , 对气孔率的影响不大,0, 35 mm 0, 75 mm扫描焊接当 扫描幅度由 增至 ,6% 0, 3% ,时气孔率可由 降至
6 X 图 圆形轨迹下不同扫描频率下的 射线图片 Fig. 6 ,T photos of different scanning frequencies with 4 X 图 圆形轨迹下不同扫描幅度下的焊缝 射线图片 circular trace Fig. 4 ,T photos of different scanning width with circular
trace
7 图 扫描频率对气孔的影响规律
Fig. 7 Effect of scanning frequency on porosity 5 图 扫描幅度对气孔率的影响规律
2, 4 Fig. 5 Effect of scanning width on porosity 扫描参数对气孔率影响的分析
,试验研究发现扫描参数对气孔率的影响主要
,2, 3 扫描频率对气孔的影响规律 与焊缝成形有关
8 0, 65 mm,200 扫描频率会影响光束搅拌熔池的速度和匙孔的 图 为在扫描幅度为 扫描频率为
,z ,的情况下在不同扫描轨迹时焊缝成形和气孔率 H,稳定性从而影响铝合金激光焊接气孔的产生
,, 8 、,0, 5 mm 由图 中可以看出激光非扫描焊接光 在扫描轨迹为圆形轨迹扫描幅度为 的 的关系图
、光束平行于焊缝扫描和光束圆 6 7 和图 所 束垂直于焊缝扫描,情况下扫描频率对气孔率的影响如图
35 68 焊 接 学 报 第 卷
,,,形扫描焊接条件下焊缝的深宽比成递减趋势气孔 率也相应呈下降趋势
10 图 不同扫描频率下焊缝成形和气孔率的关系 Fig. 10 ,elationship between welding appearance and 8 porosity at different welding frequency图 不同扫描轨迹下焊缝成形和气孔率的关系
Fig. 8 ,elationship between welding appearance and po-
rosity at different welding tracks ,起到了一定的抑制作用
,9 250 图 在扫描轨迹为圆形轨迹扫描频率为 3 结 论
,z 的情况下在不同扫描幅度时焊缝成形和气孔率 H
,( 1) 与激光非扫描焊接相比采用光束垂直于 ,,, 的关系随着扫描幅度的增大焊缝的深宽比递减
, 、3 平行于焊缝和圆形运动 种不同轨迹的扫描 焊缝气孔率也同样呈下降趋势
, 方式均有利于抑制铝合金激光焊接气孔的产生且
, 以光束为圆形轨迹的扫描方式为最佳
( 2) 光束的扫描幅度及扫描频率对铝合金激光扫 描
,, 随着扫描幅度的增加气 孔率焊接的气孔率有重要影响
, , 100 , 220 Hz 扫描频率在 范围内时对铝呈下降趋势
, 合金激光扫描焊接气孔的抑制效果最佳
,( 3) 采用圆形轨迹的激光扫描焊接当扫描幅
0, 65 mm、100 , 220 Hz 扫描频率在 范围内 度大于
0, 5% , 以内 ,时气孔率可控制在
,( 4) 气孔的产生与焊缝形状有关减少焊缝深 9 图 不同扫描幅度下焊缝成形和气孔率的关系 0, 6 以下 ,宽比有利于气孔的抑制当焊缝深宽比在Fig. 9 ,elationship between welding appearance and po- , ,时基本可以消除气孔缺陷rosity at different welding width
:参考文献 ,10 图 为在扫描轨迹为圆形轨迹扫 描幅度为
, 5 mm 的情况下在不同扫描频率时焊缝成形和气 0.
,1, Matsunawa A,Seto N,Kim J D,et al, Observation of keyhole and ,,孔率的关系随着扫描频率的增加焊缝的深宽比呈
molten pool behaviour in high power laser welding,J,, Selective ,,“U ”100 , 220 Hz 形曲线分布在 范围内时焊缝的 Transactions of the Joining and Welding ,esearch Institute,2001, ,深宽比波动不大且为曲线的最低值而此时的气孔 30( 1) : 13 , 27,
,率同样也为最低值这与扫描频率对气孔率的影响 ,2, Matsunawa A,Kim J D,Katayama S, Porosity formation in laser , welding-mechanisms and suppression methods,C,International ? 规律大体一致从扫描参数对焊缝成形和气孔率的影响试验结 Congress on Applications of Lasers , Electro-Optics ,San Diego,
USA,1997: 73 , 82, ,果中可以看出扫描参数对气孔率的影响主要是不 ,3, ,,,, 雷正龙李 颖陈彦宾等双光束激光填丝焊工艺对铝合 ,同的扫描工艺条件改变了焊缝的形状焊缝深宽比 ,J,, ,2013,34( 2) : 40 , 44, 金焊接气孔率的影响焊接学报Lei ,, 在文中试验条件下焊缝的深宽 Zhenglong,Li Ying,Chen Yanbin,et al, Effect of process pa- ,越小气孔率越低,0, 6 , 以下时基本可以消除气孔缺陷其原因 rameters on porosity formation ratio in dual-beam laser welding of a- 比在
luminum alloys with filler wire,J,, Transactions of the China Weld- ,主要是焊缝的深宽比越小焊接过程中激光匙孔的
,,72 ing Institution,2013,34( 2) : 40 , 44, 页 下转第,,开口和孔径越大增加了匙孔的稳定性因此对气孔
72 35 焊 接 学 报 第 卷
Society for Corrosion and protection,1989,9( 1) : 21 , 27, ,othwell A N, Electrochemical noise data: analysis ,13, Eden D A,
,8, ,,, X70 黄家怿邱于兵郭兴蓬采用聚类分析研究 钢在库尔 interpretation and presentation,C,orrosion,National AssociC- ?
,J,, , 勒土壤中初期电化学噪声特征中国腐蚀与防护学报ation of Corrosion Engineers,Houston,1992: 1 , 8, 2009,29( 6) : 453 , 458, ,14, Gouveia C C,Pereira M I S,Brett C M A, Electrochemical noise
and impedance study of aluminium in weakly acid chloride solu- Huang Jiayi,Qiu Yubing,Guo Xingpeng, Cluster analysis of
tion,J,, Electrochemical Acta,2004,49( 5) : 785 , 793, electrochemical noise for X7o steel in kuerle soil,J,, Journal of
Chinese Society for Corrosion and protection,2009,29( 6) : 453 ,15, Chen J F,Bogaerts W F, The physical meaning of noise resistance
,J,, Corrosion Science,1995,37( 11) : 1839 , 1842, , 458,
,,,16, , ,9, ,,, ,J,, 小东杨明波朱梅五孔冶金因素对低合金钢焊接接头耐 董泽华郭兴蓬郑家电化学噪声的分析方法材燊料
,2001,34( 7) : 20 , 23,,J,, ,2009,30( 7) : 105 , 109,保护 蚀性的影响焊接学报
Kong Xiaodong,Yang Mingbo,Zhu Meiwu, Effects of metallur- Dong Zehua,Guo Xingpeng,Zheng Jiashen, ,eview on electro-
gical factors on corrosion behaviors of welded joints of low-alloy chemical noise analysis methods,J,, Materials Protection,2001,
steels,J,, Transactions of the China welding Institution,2009, 34( 7) : 20 , 23,
30( 7) : 105 , 109, ,10, ,,,, — 张鉴清张 昭王建明等电化学噪声的分析与应用
, ,J,, , ,17, ,,,, Q235 ?电化学 噪 声 的 分 析 原 理中 国 腐 蚀 与 防 护 学 报雷阿利冯拉俊张 敏等不同方法焊接的 钢接头 2001,21( 5) : 310 , 320, ,J,, ,2007,28 ( 8 ) : 65在亚铵介质中耐蚀性分析焊接学报
, 68, Zhang Jianqing,Zhang Zhao,Wang Jianming,et al, Analysis
Lei Ali,Feng Lajun,Zhang Min,et al, Corrosion behavior of and application of electrochemical noise I, theory of electrochemi-
Q235 steel joint welded by different methods in the ammonium cal noise analysis,J,, Journal of Chinese Society for Corrosion
sulfite,J,, Transactions of the China Welding Institution,2007, and protection,2001,21( 5) : 310 , 320,
28( 8) : 65 , 68, ,11, Eden D A,John D G,Dawson J L, Comparison of electrochemi-
cal potential noise to the electrochemical current noise to provide a resistive noise which is inversely proportional to the corrosion 作: ,,1957 ,,,冯拉俊男年出生博士教授博士研究生导 者简介current: United States,US5139627 A,P,, 1992 , 08 , 18, , , 师主要从事材料的腐蚀与防护方面的科研及教学工作发表论文 ,12, , ,M,, : ,曹楚南腐蚀电化学原 理北京化学工业出版 社 90 , Email: fenglajun@ xaut, edu, cn余篇 , 2004
,7, ,,,, 包 刚彭 云陈武柱等超细晶粒钢光束摆动激光焊接 ,,68 页 上接第 ,J,, ,2002,22( 2) : 203 , 205,的研究应用激光 ,4, ,,,, 1420 王 威徐广印王旭友等铝锂合金激光焊接气孔抑
Bao Gang,Peng Yun,Chen Wuzhu,et al, Study on laser welding ,J,, ,2008,29( 2) : 5 , 7,制技术焊接学报
of ultra-fine grained steel with weaving beam,J,, Applied Laser, Wang Wei,Xu Guangyin,Wang Xuyou,et al, Porosity preven-
2002,22( 2) : 203 , 205, tion of 1420 Al-Li alloy for laser welding,J,, Transactions of the
,8, Zhang X D,Chen W Z, Improvement of weld quality using a wea- China Welding Institution,2008,29( 2) : 5 , 7,
ving beam in laser welding,J,, Journal of Materials Science , ,5, Susumu T,Isao K,Gori A, Suppression of welding defects in deep
Technology,2004,20( 5) : 633 , 636, penetration COlaser welding,C,International Congress on Ap- ? 2 plications of Lasers , Electro-Optics,Dearborn,2000: 7 , 15, ,6, ,,,, 赵 琳张旭东陈武柱等光束摆动法减小激光焊接气孔 作者简介: , ,,1988 ,周立涛男年出生硕 士主要从事高强铝合 ,J,, ,2004,25( 1) : 29 , 32,倾向焊接学报 、, 2 金钛合金激光焊接和激光扫描焊接方面的研究工作发表论文 Zhao Lin,Zhang Xudong,Chen Wuzhu,et al, ,epression of po- , Email: zlt88510@ 163, com篇 rosity with beam weaving laser welding,J,, Transactions of the
China Welding Institution,2004,25( 1) : 29 , 32, 通: , Email: 13115600580@ 163, com,,王旭友男研究员 讯作者
AIN TOPICS,ABST,ACTS , KEY WO,DS 2014,Vol, 35,No, 10 M?
Microstructure and wear resistance of laser amorphous- Academy of Machinery Science and Technology,Harbin 150028, nanocrystals reinforced Nibased coating on TA15 titanium -, pp 65 ,68 ,72 China) 1,2 1 1 lloy LI Jianing,GONG Shuili,LI Huaixue,SHAN Abstract: ,esearch of 6061 aluminum alloy was done by a1 Feihu( 1, Science and Technology on Power Beam Processes using laser-scanning welding, The effects of such scanning pa- Laboratory,Beijing Aeronautical Manufacturing Technology ,e- rameters as track,width and frequency on porosity tendency were search Institute,Beijing 100024,China; 2, Aviation Industry studied, The result showed that laser-scanning welding with the Corporation of China,Beijing Institute of Aeronautical Materials, path of vertical,parallel and circular to welds can reduce the po- Beijing 100095,China) , pp 57 , 60 rosity of aluminum alloy compared with laser welding without
Ascanninbstract: Coaxial powder feeding laser cladding of the g and the circular pattern was the best, The scanning
Ni coated WCTiBYOmixed powders on the aviation idth and scanning frequency of laser also have important influNi60A---w- 2 2 3 material TA15 titanium alloy substrate can form an amorphous- ence on porosity,which can be controlled within 0, 5% as the nanocrystals reinforced composite coating, Such coating was re- scanning width was greater than 0, 65 mm and scanning frequen- searched by means of the microstructure observation,the micro- cy was from 100 to 220 Hz, The producing of porosity was asso- hardness test and the dry friction and wear test at room tempera- ciated with weld shape and the lower of depth-to-width ratio of ture, Investigation indicated that the such coating mainly consis- the weld can help to control the porosity,
ted of -( Fe,Ni) ,WC,-WC,MC,Ti-B compounds,Ti-Al γα2 12 Key words: aluminum alloy; laser scanning welding; po- intermetallics,amorphous phases and the Mo,Zr,V rosity inhibition carbides,Am orphous,nanocrystalline and the other crystalline phases were existence in such coating, This coating also Corrosion behavior of weld joints of substation grounding exhibited a better wear resistance than TA15 titanium alloy,1 1 2 grid FENG Lajun,DENG Bo,YAN Aijun,ZHANG and abrasive grain 1 Jing( 1, Material Corrosion and Protection Key Laboratory of wear mechanism and the adhere wear mechanism did the process Xi'an,Xi'an University of Technology,Xi'an 710048,China; at the same time during the dry sliding wear process, The pro- 2,Shaan xi Electric Power ,esearch Institute,Xi'an 710054,ductions of the nanocrystals made the worn surface more smooth, Chi- na) , pp 69 , 72 favoring the decrease of the coefficient of friction and the wear Abstract: To provide foundation for corrosion protection volume losses, of the weld metal using in grounding grid,the corrosion differ- Key words: laser cladding; surface modifications; wear ence between the weld and base metal of grounding grid was properties studied by electrochemical noise and field coupon method, The results showd that there were many transients in the time series of Weld defect detection by X-ray images method based on the weld of Q235 steel for grounding grid in soil of Shaanxi Xi- 1 2 ourier fitting surface LI Xueqin,LIU Peiyong,YIN Faoyi substation,while a few transients in the time series of the 2 3 Guofu,JIANG Honghai( 1, School of Mechanical Engineering Q235 base metal,which indicated that weld corrosion was more and Automation,Xihua University,Chengdu 610039,China; sensitive to discharge voltage of grounding grid, The noise resist- 4 2 2,Sch ool of Manufacturing Science and Engineering,Sichuan ance of the weld metal,,n,was 3, 38 × 10during the / cmΩ 4 Uni- versity,Chengdu 610065,China; 3, School of Electrical corrosion process,and the ,n of the weld was 1, 44 × 10Ω 2 and Mechanical Engineering, Kunming University of Science / cm, The corrosion rate of the weld metal was 0, 067 mm / a, and Technology,Kunming 650504,China) , pp 61 , 64 and for the welded joint was 0, 077 mm / a, The based metal was Abstract: To solve such problems as the strong noise, in a uniform type of corrosion and the weld was mainly in a pit- low contrast and complex background of X-ray image in the weld ting type of corrosion, defect detection,a method of the noise reduction,weld edge seg- Key words: grounding grid; weld corrosion; electro- mentation and defects extraction was proposed, The fast discrete chemical noise; localized corrosion curvelet transform and cycle shift were applied to reduce noise of the weld image,and the Otsu method was utilized to extract the ,esearch on toughness weak points of joints of NiCrMoV re- weld region by the column gray curves of the image, Cubic Fou- fractory steel for manufacturing steam turbine rotor LI rier curve was used to fit the column gray curves after preprocess- 1 1 1 1,2 2 Yifei,CAI Zhipeng,PAN Jiluan,LIU Xia,WANG Peng, ing of weld image,and the adaptive threshold surface was con- 2 2 HUO Xin,SHEN Hongwei( 1, Department of Mechanical En- structed by extending fitting curves to 3D space, Finally,the gineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; background and the defect area were segmented accurately with 2,Shan ghai Electric Power Generation Equipment Co, Ltd, , the gray differences of 3D gray image between the original image Shanghai 200240,China) , pp 73 , 76,80 and the reconstructed surface, Experiment results show that the Abstract: The toughness weak points of multi-layer and method can extract weld defects accurately, Compared with tradi- multi-pass weld of 30Cr2Ni4MoV refractory steel steam turbine tional defect detection algorithm,it has the lower undetected rate welded rotor were studied by means of simulated heat welded lay- and fewer misinterpretations, the accuracy rate could reach ers with the emphasis on the forming of the toughness weak points 95% , and its influence on the toughness, The methods of optical micro- Key words: X- ray; weld image; defect detection; cur- scope analysis,scanning electron microscopy analysis and trans- velet transform; Fourier fitting mission electron microscope analysis were utilized, The experi- mental results show that there are many M-A constituents in the Effects of laser scanning welding process on porosity rate of carbon-rich areas of welded layers,which is disadvantageous to aluminum alloy ZHOU Litao,WANG Wei,WANG Xuyou, the toughness, The influence of the M-A constituents on the weld WANG Shiyang,SUN Qian ( Harbin Welding Institute,China
范文五:气保焊焊接电流、电压、焊接速度对焊缝的影响
焊接电流、电压、焊接速度是决定焊缝尺寸的主要能量参数。
1、焊接电流
焊接电流增大时(其他条件不变),焊缝的熔深和余高增大,熔宽没多大变化(或略为增大)。这是因为:
(1)电流增大后,工件上的电弧力和热输入均增大,热源位置下移,熔深增大。熔深与焊接电流近于正比关系。
(2)电流增大后,焊丝融化量近于成比例地增多,由于熔宽近于不变,所以余高增大。
(3)电流增大后,弧柱直径增大,但是电弧潜入工件的深度增大,电弧斑点移动范围受到限制,因而熔宽近于不变。
2、电弧电压
电弧电压增大后,电弧功率加大,工件热输入有所增大,同时弧长拉长,分布半径增大,因而熔深略有减小而熔宽增大。余高减小,这是因为熔宽增大,焊丝熔化量却稍有减小所致。
3、焊接速度
焊速提高时能量减小,熔深和熔宽都减小。余高也减小,因为单位长度焊缝上的焊丝金属的熔敷量与焊速成反比,熔宽则近于焊速的开方成反比。
其中的U代表焊接电压,I是焊接电流,电流影响熔深,电压影响熔宽,电流以烧透不烧穿为益,电压以飞溅最小为益,两者固定其一,调另一个参数即可
焊接电流的大小对焊接质量和焊接生产率的影响很大。焊接电流主要影响熔深的大小。电流过小,电弧不稳定,熔深小,易造成未焊透和夹渣等缺陷,而且生产率低;电流过大,则焊缝容易产生咬边和烧穿等缺陷,同时引起飞溅。因此,焊接电流必须选得适当,一般可根据焊条直径按经验公式进行选择,再根据焊缝位置、接头形式、焊接层次、焊件厚度等进行适当的调整。
电弧电压是由弧长决定的,电弧长,电弧电压高;电弧短,则电弧电压低。电弧电压的大小主要影响焊缝的熔宽。焊接过程中电弧不宜过长,否则,电弧燃烧不稳定,增加金属的飞溅,而且还会由于空气的侵人,使焊缝产生气孔。因此,焊接时力求使用短电弧,一般要求电弧长度不超过焊条直径。 焊接速度的大小直接关系到焊接的生产率。为了获得最大的焊接速度,应该在保证质量的前提下,采用较大的焊条直径和焊接电流,同时还应按具体情况适当调整焊接速度,尽量保证焊缝高低和宽窄的一致。
1、 短路过渡焊接
CO2电弧焊中短路过渡应用最广泛,主要用于薄板及全位置编辑焊接,规范参数为电弧电压焊接电流、焊接速度、焊接回路电感、气体流量及焊丝伸出长度等。
(1)电弧电压和焊接电流,对于一定的焊丝直径及焊接电流(即送丝速度),必须匹配合适的电弧电压,才能获得稳定的短路过渡过程,此时的飞溅最少。
不同直径焊丝的短路过渡时参数如表: 焊丝直径(㎜) 0.8 1.2 1.6 电弧电压(V) 18 19 20
焊接电流(A) 100-110 120-135 140-180
(2) 焊接回路电感,电感主要作用:
a 调节短路电流增长速度di/dt, di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭,di/dt 过大则产生大量小颗粒金属飞溅。 b 调节电弧燃烧时间控制母材熔深。 c 焊接速度。焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边,焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。
d 气体流量大小取决于接头型式板厚、焊接规范及作业条件等因素。通常细丝焊接时气流量为5-15 L/min,粗丝焊接时为20-25 L/min。 e 焊丝伸长度。合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-20倍。焊接过程中,尽量保持在10-20㎜范围内,伸出长度增加则焊接电流下降,母材熔深减小,反之则电流增大熔深增加。电阻率越大的焊丝这种影响越明显。
f 电源极性。CO2电弧焊一般采用直流反极性时飞溅小,电弧稳定母材熔深大、成型好,而且焊缝金属含氢量低。
2、 细颗粒过渡。
(1) 在CO2气体中,对于一定的直径焊丝,当电流增大到一定数值后同时配以较高的电弧压,焊丝的熔化金属即以小颗粒自由飞落进入熔池,这种过渡形式为细颗粒过渡。
细颗粒过渡时电弧穿透力强母材熔深大,适用于中厚板焊接结构。细颗粒过渡焊接时也采用直流反接法。
(2) 达到细颗粒过渡的电流和电压范围:
焊丝直径(mm) 电流下限值(A) 电弧电压(V) 1.2 300 34- 35 1.6 400 2.0 500
随着电流增大电弧电压必须提高,否则电弧对熔池金属有冲刷作用,焊缝成形恶化,适当提高电弧电压能避免这种现象。然而电弧电压太高飞溅会显著增大,在同样电流下,随焊丝直径增大电弧电压降低。CO2细颗粒过渡和在氩弧焊中的喷射过渡有着实质性差别。氩弧焊中的喷射过渡是轴向的,而CO2中的细颗粒过渡是非轴向的,仍有一定金属飞溅。另外氩弧焊中的喷射过渡界电流有明显较变特征。(尤其是焊接不锈钢及黑色金属)而细颗粒过渡则没有。
3、 减少金属飞溅措施:
(1) 正确选择工艺参数,焊接电弧电压:在电弧中对于每种直径焊丝其飞溅率和焊接电流之间都存在着一定规律。在小电流区,短路过渡飞溅较小,进入大电流区(细颗粒过渡区)飞溅率也较小。
(2) 焊枪角度:焊枪垂直时飞溅量最少,倾向角度越大飞溅越大。
焊枪前倾或后倾最好不超过20度。
(3) 焊丝伸出长度:焊丝伸出长对飞溅影响也很大,焊丝伸出长度从20增至30㎜,飞溅量增加约5%,因而伸出长度应尽可能缩短。
4、 保护气体种类不同其焊接方法有区别。
(1) 利用CO2气体为保护气的焊接方法为CO2电弧焊。在供气中要加装预热器。因为液态CO2在不断气化时吸收大量热能,经减压器减压后气体体积膨胀也会使气体温度下降,为了防止CO2气体中水分在钢瓶出口及减压阀中结冰而堵塞气路,所以在钢瓶出口及减压之间将CO2气体经预热器进行加热。
(2) CO2+Ar气作为保护气的焊接方法MAG焊接法,称为物性气体保护。此种焊接方法适用于不锈钢焊接。
(3) Ar作为气体保护焊的MIG焊接方法,此种焊接方法适用于铝及铝合金焊接。
基本操作技术
1、 注意事项
(1)电源、气瓶、送丝机、焊枪等连接方式参阅说明书。
(2)选择正确的持枪姿势:
a 身体与焊枪处于自然状态,手腕能灵活带动焊枪平移或转动。 b 焊接过程中软管电缆最小曲率半径应大于300m/m焊接时可任意拖动焊枪。
c 焊接过程中能维持焊枪倾角不变还能清楚方便观察熔池。
d 保持焊枪匀速向前移动,可根据电流大小、熔池的形状、工件熔和情况调整焊枪前移速度,力争匀速前进。
2、 基本操作
(1) 检查全部连接是否正确,水、电、气连接完毕合上电源,调整焊接规范参数。
(2) 引弧:CO2气体保护焊采用碰撞引弧,引弧时不必抬起焊枪,只要保证焊枪与工作距离。
a 引弧前先按遥控盒上的点动开关或焊枪上的控制开关将焊丝送出枪嘴,保持伸出长度10 ~15 mm。
b 将焊枪按要求放在引弧处,此时焊丝端部与工件未接触,枪嘴高度由焊接电流决定。
c 按下焊枪上控制开关,焊机自动提前送气,延时接通电源,保持高电压、慢送丝,当焊丝碰撞工件短路后自然引燃电弧。短路时,焊枪有自动顶起的倾向,故引弧时要稍用力下压焊枪,防止因焊枪抬起太高,电弧太长而熄灭。
3、 焊接
引燃电弧后,通常采用左焊法,焊接过程中要保持焊枪适当的倾斜和枪嘴高度,使焊接尽可能地匀速移动。当坡口较宽时为保证二侧熔合好,焊枪作横向摆动。焊接时,必须根据焊接实际效果判断焊接工艺参数是否合适。看清熔池情况、电弧稳定性、飞溅大小及焊缝成形的好坏来修正焊接工艺参数,直至满意为止。
4、 收弧
焊接结束前必须收弧。若收弧不当容易产生弧坑并出现裂纹、气孔等缺陷。焊接结束前必须采取措施。
(1)焊机有收弧坑控制电路。焊枪在收弧处停止前进,同时接通此电路,焊接电流电弧电压自动减小,待熔池填满。
(2) 若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路。在收弧处焊枪停止前进,并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次,直至填满弧坑为止。操作要快,若熔池已凝固才引弧,则可能产生未熔合和气孔等缺陷。
电流一般主要调送丝的速度, 电压的作用是来化焊丝的,
电压低了焊丝化不了容易顶丝,飞溅很大,成型很难看焊缝很高尖尖的
电压高了化丝速度快,电压太大了成型很不好溶池容易瘫也不亮不饱满。
当不知道是电流电压大小时,可以先定住一个去调另外一个,
你可以先定住电流不动去调电压,先往小里调因为电压如果掌握不好突然加大很容易把导电咀回烧掉,往小调如果飞溅特大就往大调。 也可以电压不动线条电流,如果往大调飞溅很大,可以往小调也可以把电压调大。如果往小调焊丝回烧,可以往大调也可以把电压降低 这种调法很好学,很简单,调的时候直到声音很顺基本差不多了。 还有种机子是一元化调节,
就是电流电位器调电流电压,电压电位器是微调电压。大同小异。
?
转载请注明出处范文大全网 » 焊接细节对气孔的影响(更新)