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Al_45钢高频感应钎焊工艺及界面组织结构

Al_45钢高频感应钎焊工艺及界面组织结构
Al_45钢高频感应钎焊工艺及界面组织结构

材料叠合在一起。装配过程使三者之间紧密结合。感层区域,且在过渡层硬度达到最大。

应钎焊电压2

000

kV.保温60s后分别在4

000kV

和4500kV下保温30s。随后空冷到50℃以下取出。

对AW5钢试样进行切割、打磨、抛光和腐蚀。本试

验所用腐蚀剂为王水。

2试验结果及分析

2.1

界面区显微组织形貌及显微硬度

在JSM一6700F型扫描电镜下观察A¨5钢高频感

应钎焊试样接头,有明显的过渡层出现。如图2a。b所示,且过渡区较为平整,无焊接裂纹出现,在铝侧有大量等轴晶出现并沿过渡层向A1基延伸.如图2c所示。等轴晶区与基体金属紧密连接.形成金属键的冶金结合使得焊接强度大大提高。焊接过渡区连接紧密,表面由许多凹孔构成,又称微坑,如图2d所示。微坑中间是杂质或第二相质点.第二相质点与基体材料弹性和塑性的差别形成局部塑性区.这对提高接头力学性能十分有利。

圈2Al/45钢钎焊区裹面形貌

同时,钎缝上出现白色枝晶。如图3a所示。经EPMA一1600型电子探针作点成分测定得知:白色物质中加(A1)46.493%,加(Fe)35.391%,如图3b所示。采用XH—1000型显微硬度计对Al/45钢界面进行显微硬度测定,载荷为0.25N,加载时间5s。结果见表1。由表l可知。从45钢侧到Al侧硬度先升后降。靠近过渡层处Al和45钢的硬度都明显高于远离过渡

圈3Al/45钢钎焊界面附近白色棱晶成分分析

衰l

AL,45钢钎焊界面附近的显微硬度测量位置

硬度1,HV

硬度2,HV

平均硬度,HV

237

199218钢侧

294

220257过渡层41l342376.5228

2二抑224Al侧

74.2

63.6

68.9

Al“5钢界面之所以出现硬度变化是由于近缝区

A1和45钢基体发生成分变化。在2

000

kV下保温

60

s后,再分别在4000kV。4500kV下,保温30s,

Al。Fe都有一定量的扩散。纯Al的熔点为660℃,比钢的熔点低得多。因此Al的扩散量较大。同时Fe也有少量的扩散.所以Al和45钢基体近缝区域由于靠近界面处存在Al及Fe原子的扩散而形成Fe—Al化合物。从而造成钎缝区硬度明显高于两侧基体。这个现象与试验中结合界面组织形貌相吻合。表1中钢基体和Al基体硬度值并未随距离界面的远近而发生明显变化.这说明基体中的溶质是相对均匀分布的。2.2界面区的电子探针分析

用电子探针对切割好的Al/45钢接头试样作焊缝

区域线分析,分析结果如图4所示。

6?试验与研究?焊接技术第38卷第4期2009年4月

(b)

圈4^I,45钢钎焊区成分线分析结果

由图4可见。左侧为Al层,中间结合面处为复合层,A1元素从Al层过渡至Al一钢复合层中时,其含量急剧下降,在复合层中Al含量的变化不大.出现了一个成分含量相对稳定的平台。在复合层与钢基体的相接处。Al含量又急剧下降。直至Al含量降为0。Fe的分布情况和Al的分布情况相反。说明Al原子和Fe原子已经在结合层附近得到有效的扩散.结合良好。由此进一步证明在钢一Al界面区形成了中间相,化合物相宽约20¨m,这可能是由于Fe—Al室温时的溶解度很低,浓度分布曲线斜线部分的斜率很大。

2.3界面区的X射线衍射分析

对切割好的A¨5钢高频感应钎焊接头试样进行X射线衍射试验。钎缝界面相组成的X射线衍射(XRD)结果如图5所示。

j毫

2酬(。)

圈5^l埘5钢钎焊界面近舢侧X射线衍射圈

由衍射图可知,A脾5钢真空钎焊界面处主要存在Aln7Fe3s‰,A17&明Fe24,Al和Fe。Ak7Fe3Sin3固溶体和Al的存在使得钎焊接头有一定的塑性和韧性,并使钎焊接头具有良好的耐蚀性,Al饱84F1eM的存在使钎缝的硬度提高。

3结论

(1)采用高频感应钎焊和Al—Si钎料,在高电压2000kV,4000kV,4500kV下,分别保温60s,30s。30s。可形成牢固的Al“5钢钎焊接头。SEM分析表明:结合面钎料润湿效果良好,界面未发现裂纹等微观缺陷,显微组织大多为等轴晶。

(2)由Al/45钢钎焊接头区的显微硬度测定结果可知,从A1侧到45钢侧。硬度呈先升后降的趋势。钎缝过渡层两侧的硬度明显高于Al基体的硬度。

(3)X射线衍射试验结果表明,钎缝中的物相主要是Ab7Fe3Si03,Al饱甜Fe24,Al和Fe4种。其中

Ab,Fe,Si03固溶体和Al的存在使得接头具有一定的塑性和韧性,并使接头具有良好的耐蚀性,Al瓶小甜的存在使钎缝硬度提高.钎焊界面未生成明显的高硬度脆性相。

参考文献:

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[4]刘海石,曹玉军,姚克雷,等.技术创新与我国电解铝工业[J].世界有色金属,2001,17(7):16一18.

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[7]王义衡,赵瑞湘.铝及铝合金与其他金属的焊接[M].北京:宇航出版社.1990.

作者简介:寇生中(1962一),男,毕业于甘肃工业大学机械系铸造专业。工学博士,教授(博导),兰州理工大学材料学院副院长。主要从事金属的凝固理论、热型连铸技术、双金属复合材料、非晶态新材料

等方向的研究工作.

Al/45钢高频感应钎焊工艺及界面组织结构

作者:寇生中, 李望南, 魏代刚, 刘广桥

作者单位:兰州理工大学,甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,有色金属合金

刊名:

焊接技术

英文刊名:WELDING TECHNOLOGY

年,卷(期):2009,38(4)

参考文献(7条)

1.王义衡;赵瑞湘铝及铝合金与其他金属的焊接 1990

2.Suganuma K;Kawakami N Novel processing of brazing of aluminum and austenitic stainless steel

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4.于先进铝冶金进展 2001

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本文链接:https://www.doczj.com/doc/f08949129.html,/Periodical_hanjiejs200904002.aspx

高频感应钎焊在制冷行业中的应用

制冷行业传统的焊接工艺是采用银焊条手工火焰钎焊的方式。火焰钎焊温度高、加热快、但也容易出现加热不均匀、过烧等不良现象,对操作者的技能水平要求也较高。自从高频感应焊机应用以来,制冷行业的焊接技术获得了突飞猛进的发展。 高频感应钎焊的基本原理: 感应钎焊是将工件放置在高频交流电感应线圈产生的电磁场中导体里将产生涡电流,通过表面感应电流产生的电阻热来实现钎焊。感应钎焊操作简便,加热速度快。加热速率随感应线圈和工件间距离呈相反的变化,随距离的增加,加热速率急速下降;电阻率小的金属(如Cu 和Al)升温要比电阻率大的金属慢。钢及不锈钢感应钎焊不需要加热整个部件、经济性好、采用局部加热可避免工件其他部位软化。加热深度依赖于交流电频率,交流电频率增加,加热深度将会降低;电流频率应视接头和母材情况而定,高频感应加热设备的频率一般在 30-100KHZ。

高频感应钎焊的应用: 对于制冷行业的钎焊来说,应用高频钎焊工艺必须对感应加热设备、感应器、钎料、钎剂、夹具等方面的进行正确的选择,并需要通过大量的实验对不同电流,时间等参数进行变换实验,摸索出最适合该产品的一套参数,保证较好的焊接质量。 1 高频焊机的选择: 频率越高,加热深度越浅,频率越低,透热性越好。冰箱压缩机外排气管为1mm 厚紫铜管,内排气管为0.5mm厚邦迪管,母材厚度较薄,使用高频感应焊机可达到较好的焊接效果。加热速度可以通过感应器输出功率、加热时间、材料质量、比热等参数进行计算,选择功率范围适合的感应焊机。冰箱压缩机排气管焊接一般选用30KW 的高频焊机焊机。可以分两个阶段或多个阶段加热,每个阶段都可设定不同的电流和加热时间,保证焊接过程的稳定和一致性,从而保证焊接质量。 2 感应器的制作 为减小感应器自身发热,感应器一般用电阻率较低的紫铜管制作,盘绕成螺

钢结构焊接规范要点

钢结构焊接规范 钢结构从下料、组对、焊接、检验等工艺 钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准 依据标准: 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323 《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.1 《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.2 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81 1、范围 本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。 2、施工准备 2.1材料及主要机具 2.1.1电焊条:其型号按设计要求选用,必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时,焊接Q235 钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条;焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条;焊接重要结构时宜采用低氢型焊条(碱性焊条)。

按说明书的要求烘焙后,放入保温桶内,随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。 2.1.2引弧板:用坡口连接时需用弧板,弧板材质和坡口型式应与焊件相同。 2.1.3主要机具:电焊机(交、直流)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、 焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。 2.2作业条件 2.2.1熟悉图纸,做焊接工艺技术交底。 2.2.2施焊前应检查焊工合格证有效期限,应证明焊工所能承担的焊接工作。 2.2.3现场供电应符合焊接用电要求。 2.2.4环境温度低于0℃,对预热,后热温度应根据工艺试验确定。 3、操作工艺 3.1工艺流程: 作业准备→电弧焊接(平焊、立焊、横焊、仰焊)→焊缝检查。3.2钢结构电弧焊接 3.2.1平焊 3.2.1.1选择合格的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺试验验证。 3.2.1.2清理焊口:焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。 3.2.1.3烘焙焊条应符合规定的温度与时间,从烘箱中取出的焊条,

高频感应钎焊CBN砂轮过程温度场有限元仿真研究开题报告

! 毕业设计开题报告 高频感应钎焊CBN砂轮过程温度场有限元仿真研究 学院:机械工程学院 班级: 学生姓名: 指导教师: 职称: 2012 年12月 2 日

开题报告填写要求 1.开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一,应在指导教师指导下,由学生在毕业设计工作前期完成,经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效; 2.开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴; 3.毕业设计开题报告应包括以下内容: (1)研究的目的; (2)主要研究内容; (3)课题的准备情况及进度计划; (4)参考文献。 4.开题报告的撰写应符合科技文献规范,且不少于2000字;参考文献应不少于15篇,包括中外文科技期刊、教科书、专著等。 5.开题报告正文字体采用宋体小四号,1.5倍行距。附页为A4纸型,左边距3cm,右边距2cm,上下边距为2.5cm,字体采用宋体小四号,1.5倍行距。 6.“课题性质”一栏: 理工类:A..理论研究B.工程设计C..软件开发D. 应用研究E.其它经管文教类:A.理论研究 B.应用研究 C.实证研究 D.艺术创作 E.其它 “课题来源”一栏: A.科研立项 B.社会生产实践 C.教师自拟 D.学生自选 “成果形式”一栏: A.论文 B.设计说明书 C.实物 D.软件 E.作品

毕业设计开题报告

附页 一、研究目的、意义 上世纪中期, CBN工业化生产的实现是磨料行业所取得的具有里程碑意义的突破性成果,这种超硬磨料在适应面上的互补性,使由它们所构成的可加工范围覆盖到了包括各种高硬、高脆、高强韧性材料在内的几全部被加工材料,磨削加工由此进入了一个有条件实现高效作业的新时代[1]。 国外在上世纪八十年代中后期开始研究用高温钎焊技术(高频感应钎焊是利用高频感应加热原理工作的,就是在高温或高压条件下,使用焊接材料将CBN 材料与砂轮母材链接成一个整体的操作方法。),研究结果表明高温钎焊可以实现非常高的界面结合强度,这样钎焊砂轮就可以极大扩展了其容屑空间[2]。 具有优化地貌的钎焊单层CBN工具具有磨粒出露高、容屑空间大、基体对CBN磨粒把持强度高以及高的锋利度、高的磨削效率和磨料利用率等特点。高频感应钎焊CBN工具是制造CBN工具的全新方法。高频感应钎焊CBN砂轮在经济和学术研究上都有极大价值,而研究高频感应钎焊CBN砂轮过程温度场进行有限元仿真对于高频感应钎焊CBN砂轮技术的温度场控制具有极高的辅助参考价值。 二、研究现状 国外在超硬磨料高温钎焊研究上起步较早[3、4] 。90年代初,瑞士A.K. Chattopadhyay等用火焰喷镀法把Ni-Cr钎料合金镀于工具钢基体上,并将金刚石排布在钎料层而上,然后在1080度,氩气保护下感应钎焊30秒来实现金刚石与钢基体结合。实验结果表明了Ni-Cr钎料合金对金刚石的良好浸润性.Wiand等美国专利上介绍的方法是:焊料(Ni-Cr)金属粉加有机粘结剂制成钎焊漆,把包衣金刚石粘在工具钢基体上,然后涂附钎焊漆,再加热到一个适中的温度并保温一定时间以排除挥发物质。在真空炉或干式氢气炉中加热到1100℃左右,保温1小时,钎焊的同时完成金刚石的表面金属化.德国的 A.Tmnkcr等在钎焊过程中分别采用了镍基活性钎料和镍基钎料来实现金刚石与 基休的结合。 目前,国内开展超硬磨料高温钎焊研究工作的主要有南京航空航天大学、西安交通大学、华侨大学等机构。首先通过研究切实掌握了这种超硬培料真空高温

钢结构焊接中的常见问题及处理方法

传统的时效方法有:热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。 机架焊接焊接后进行去应力处理,有自然时效处理(时间长,去应力不彻底,)、震动时效(效率高,费用低,只能去除焊接应力的70%左右)人工加热时效(时间短费用较高,能100%去除焊接应力,同时能进行去氢处理)。 在冷热加工过程中,产生残余应力,高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用;如降低构件的实际强度,降低疲劳极限,造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛,使零件产生翘曲,大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力,是十分必要的。 采用大型燃油退火炉,进行机架焊后退火处理。采用多点加热、多点温度控制方式,温控采用热电偶自动控制仪表控制加热,使炉内各部温度均匀的控制在退火温度,保证工件的退火,同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子,消除了机架焊接件的氢脆。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。 焊前预热和焊后热处理的范围、目的和方法?? 焊前预热和后热是为了降低焊缝的冷却速度,防止接头生成淬硬组织,产生冷裂纹。焊前预热温度一般在100-200度,后热不属于热处理,也是一种缓冷措施,后热的温度在200-300度,有的单纯是为了缓冷,有的是针对消氢处理的,一定的后热温度,能使焊缝中氢扩散出来,不至于集聚导致裂纹。后热保温时间要根据工件厚度来确定,一般不会低于0.5小时的。焊后热处理的就多了,主要分为四种:1低于下转变温度进行的焊后热处理,如消除应力退火,温度一般在600-700之间,主要目的是消除焊接残余应力,2高于上转变温度进行的焊后热处理,如正火,温度在950-1150之间,细化晶粒,改善材料的力学性能,再如不锈钢的固熔、稳定化处理,温度在1050左右,提高不锈钢的耐蚀性能。尤其是抗晶间腐蚀的能力。再如淬火,不同的淬火工艺能得到不同的效果,提高钢的耐磨性,硬度等。3先高于上转变温度进行处理再进行低于下转变温度下的热处理。比如正火加回火,淬火加回火等。4在上下转变温度之间进行的焊后热处理。750-900之间,一些材料的实效强化重结晶退火等。想详细的了解,建议找些书看看。不好讲的太详细。错误之处,大家多多批评!谢谢! 钢结构焊接中的常见问题及处理方法 (一)产生原因 (1)加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形。5)焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。 (二)预防措施 (1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。(2)制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊

高频感应加热焊接实验

高频感应加热焊接实验 一、实验目的 (一)了解高频感应加热焊接方法,并实际施焊。 (二)熟悉高频感应焊接头的焊缝及焊接热影响区组织变化规律,金相观察和分析。 二、实验内容 1.高频感应加热焊接工艺试验。 2.高频感应加热焊接规范参数调节和采集。 3.高频感应焊接接头金相组织观察。 三、实验装置及实验材料 1.国产感应加热焊接系统 2.焊接试样、辅助材料 3.粗、细金相砂纸、玻璃平板、机械抛光机、抛光粉 4.无水乙醇、4%硝酸酒精溶液、氢氧化钠水溶液、王水、吹风机、脱脂棉5.金相显微镜,计算机图像处理系统 四、实验原理 感应加热的原理:工件放到感应器内,高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈(通常是用紫铜管制作)。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束,将金属等被加热物体放置在线圈内,磁束就会贯通整个被加热物体,在被加热物体的内部与加热电流相反的方向,便会产生相对应的很大涡电流。由于被加热物体内存在着电阻,所以会产生很多的焦耳热,使物体自身的温度迅速上升。达到对所有金属材料加热的目的。感应器一般是输入中频或高频交流电(300-300000Hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流,这种感应电流在工件的分布是不均匀的,在表面强,而在内部很弱,到心部接近于0,利用这个集肤效应,可使工件表面迅速加热,在几秒钟内表面温度上升到800-1000oC,而心部温度升高很小。感应加热的芯部温度是通过一定的时间渗透进去的,因此在选用感应加热设备时,必须考虑温度渗透时间,选用合适的感应加热频率。感应加热多数用于工业金属零件表面淬火、金属熔炼、棒料透热等多个领域,是使工件表面产生一定的感应电流,迅速加热零件表面,达到表面迅速加热,甚至透热融化的效果。

高频焊管焊接缺陷及其分析

高频焊管焊接缺陷及其分析 焊接缺陷及其分析 高频直缝焊接钢管的焊接质量缺陷有裂缝、搭焊、漏水、划伤等等。下面仅对裂缝、搭焊这两个主要缺陷进行分析: 一、裂缝 裂缝是焊管的主要缺陷,其表现形式可以由通常的裂缝,局部的周期性裂缝,不规则出现的断续裂缝。也有的钢管焊后表面未见裂缝,但经压扁、矫直或水压试验后出现裂缝。裂缝严重时便漏水。产生裂缝的原因很多。消除裂缝是焊接调整操作中最困难的问题之一。 下面分别从原料方面、成型焊接孔型方面和工艺参数选择方面进行分析。 1. 原料方面 (1)钢种,即钢的化学成分对焊接性能有明显的影响,钢中所含的化学元素都或多或少、或好或坏地影响着焊接性能。高频焊由于焊接温度高,挤压力大等原因,比低频焊允许的化学范围要广些,可以焊接碳素钢、低合金钢等。碳素钢主要含有碳、硅、锰、磷、硫五种元素。低合金钢还可以含有锰、钛、钒、铝、镍等各种元素。 下面分述各种元素对焊接性能的影响。 1)碳碳含量增加,是焊接性能降低,硬度升高,容易脆裂。低碳钢容易焊接。 2)硅硅降低钢的焊接性,主要是容易生成低镕点的SiO2夹杂物;增加了熔渣和溶化金属的流动性,引起严重的喷溅现象,从而影响质量。 3)锰锰使钢的强度、硬度增加,焊接性能降低,容易造成脆裂。 4)磷磷对钢的焊接性不利。磷是造成蓝脆的主要原因。 5)铜含量小于0.75%时,不影响钢的焊接性。含量再高时,使钢的流动性增加,不利于焊接。 6) 镍镍对钢的焊接性没有显著的不利影响。7)铬铬使钢的焊接性能降低,高熔点氧化物很难从焊缝中排除。 8) 钛钛能细化晶粒,钛增加钢的焊接性能,钛能使钢的流动性变差,粘度大。 9)硫硫导致焊缝的热裂。在焊接过程中硫易于氧化,生成气体逸出,以致在焊缝中产生很多气孔和疏松。硫不利于焊接并且降低钢的机械性能,通常钢中硫被限制在规定的微量以下。 10)钒钒能显著改善普通低合金钢的焊接性能。钒能细化晶粒、防止热影响区的晶粒长大和粗化,并能固定钢中一部分碳,降低钢的淬透性。 11)铝铝对钢的焊接性能的影响使钢中铝含量的不同而不同,一般说来,脱氧后残留在钢中的铝,对焊接性能影响不大,如果作为合金元素加的量较大时,则和硅的作用相似,降低钢的焊接性能。 12)氧氧在钢中是作为有害元素来看待的,较高的含氧量在焊接时形成较多的FeO残留在焊缝处,从而降低了焊接性能。 13)氢氢是造成发裂的原因。 14)铌钢中加入0.005~0.05%的铌,能提高屈服强度和冲击韧性,改善焊接性能。15)镐锆能改善焊接金属的致密性。 16)铅铅对钢的焊接性能没有显著影响。 某个钢中里面所行各种元素对该钢中综合的焊接性能的影响,以碳当量来衡量。碳当量上限为0.65~0.70%。超过该上限,则焊缝易脆裂,硬度上升,焊接质量不好,飞锯切断和切断困难。

论感应钎焊技术

论感应钎焊技术

《特种连接方法及工艺》 论文 ——论感应钎焊技术 姓名: 学号: 班级:

体是将导电的工件放置在变化的电磁场中,感应加热电源给单匝或者多匝的感应线圈提供变化的电流,从而产生磁场场,当工件被放置到感应线圈之间,并进入磁场后,涡流进入工件内部,产生精确可控、局域的热能,由于热量是由工件本身产生的,因此加热迅速,工件表面的氧化比炉中钎焊少得多,而且可防止母材的晶粒长大和再结晶的发展,此外,还可以实现对工件的局部加热。 1感应钎焊的认识 1.1 感应钎焊原理 感应钎焊时,零件的钎焊部分被置于交变磁场中,这部分母材的加热是通过它在交变磁场中产生的感应电流的电阻热来实现的。导体内感应电流强度与交流电的频率成正比,随着所用的交流电的频率的提高,感应电流增大,焊件的加热速度变快。基于这一点感应加热大多数使用高频交流电。此外,集肤效应还与材料的电系数和磁导率有关,电阻系数越大,磁导率越小,集肤效应越弱,反之集肤效应越显著。感应圈是感应钎焊设备的重要器件。 I= Z W f S B12 10 · · · · 44 .4 (A) 式中 B—最大磁感应强度(T) S—零件受磁场作用的断面积(cm2) f—交流电的频率(Hz) W—线圈的匝数 Z—焊件的全部阻抗(Ω) 由此式可知,导体内的感应电流强度与交流电的频率成正比。随着所用的交流电频率的提高,感应电流增大,焊件的加热速度变快。基于这一点,感应加热大多使用高频率交流电。但注意到频率对交流电集肤效应的影响。通常取85%的电流强度所分布的导体表面层厚度称为电流渗透深度,用以表征集肤效应的强弱。它可由下式数值关系确定:

桥梁钢结构焊接技术

1焊接方法及焊接材料 1.1焊接方法 根据设计要求及本产品的实际制造情况,拟采用CO2气体保护焊及电弧螺柱焊完成本项目钢结构的现场焊接工作。 CO2气体保护焊用于埋弧自动焊前的打底焊接和现场安装的所有焊接。 1.2焊接材料 药芯焊丝CO2气体保护焊采用药芯焊丝E501T-1(φ1.2mm);实芯焊丝CO2气体保护焊采用实芯焊丝ER50-6(φ1.2mm),保护气体CO2的纯度≥99.5%(体积法),其含水量不大于0.005%(重量法)。瓶装气体的瓶内压力不低于1Mpa。焊丝熔敷金属化学成份和力学性能应符合《碳钢药芯焊丝》(GB/T 10045-2001)和《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》(GB/T 8110-2008)的要求。 2试件母材准备 (1)试件材料选用本结构设计用料Q345qD,试件下料前,应收集核查钢材的炉批号及相应的质量证明书,并根据材质标准对所用材料进行化学成分及机械性能复验,复验结果应满足《桥梁用结构钢》(GB/T 714-2008)的要求。 (2)试件坡口采用机械加工的方法制备,组装前,焊接区母材表面作除锈、除尘处理。 (3)试件组装,两端安装引/熄弧板。 3试件焊接 3.1焊接工艺参数 本工程拟用焊接方法和焊接参数如下表所示: 各种焊接方法应采用的焊接工艺参数 (1)各种焊丝表面的镀铜应均匀致密,焊丝表面应无锈蚀和油污。 (2)焊剂中不允许混入熔渣和杂物,重复使用的焊剂应用钢丝网筛过滤。 (3)焊剂必须按下表的规定烘干使用。 范围内的工作。 (5)焊接前应检查并确认所使用的设备工作状态正常,仪表工具良好、齐全可靠,方可施焊。

(6)施焊应严格执行焊接工艺,焊工应按照焊接试验作业指导书进行作业,不得随意变更参数。 (7)焊接工作宜在室内进行,施焊时,环境温度不应低于5℃,空气相对湿度不应高于80%。环境温度低于5℃时,原不要求预热的接头应进行预热处理,预热温度80~100℃。相对湿度高于80%时,焊前应用烤枪对焊区进行烘烤除湿,焊剂在空气中暴露时间不宜超过2小时。室外作业时,宜在晴天进行,遇到风雨时,应设挡风板和遮雨棚。 (8)焊接选用直流电源,采用反极性连结(即试件接负极)。 (9)焊接前清除焊接区的锈尘。多道焊时应将前道熔渣清除干净,并经检查确认无裂纹等缺陷后再继续施焊。 (10)焊接尽量采用多道焊,手工焊接时,焊条作适当横向摆动。 (11)试件加工及组装,其坡口角度、钝边尺寸和组装间隙应满足试件图要求,并做好检测记录。 (12)焊接时应做好过程记录。 4试件焊缝检验 焊缝检验标准执行《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)和设计文件要求。 所有试件焊接后均经焊缝外观检查和内部超声波探伤。焊缝外观成型应良好,无气孔、夹碴、咬边、尺寸不足等缺陷。焊接完成24小时后做超声波探伤检验,超声波按《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)规定检测,对接焊缝质量等级应达到Ⅰ级,T型接头熔透角焊缝质量等级应达到Ⅰ级,角焊缝质量等级应达到Ⅱ级。 圆柱头焊钉焊接后应获得完整的360°周边焊缝。圆柱头焊钉焊缝的宽度、高度等尺寸应满足:焊缝沿圆柱头焊钉轴线方向的平均高度h m应不小于0.2d;最小高度h min应不小于0.15d;在钢板侧焊趾的平均直径和应不小于1.25d(d为圆柱头焊钉直径)。

钢结构焊接施工工艺

钢结构焊接施工工艺 14.1.1工艺概述 本工艺适用于桥梁工程中钢结构焊接施工。 14.1.2作业内容 桥梁工程钢结构焊接施工,包括钢板表面处理、焊接等。 14.1.3质量标准及检验方法 《铁路钢桥制造规范》(TB10212-2009) 《栓钉焊接技术规程》(CECS 226:2007) 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001) 《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011) 《铁路桥涵工程质量验收标准》(TB10415—2003) 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010) 14.1.4工艺流程图 14.1.5工艺步骤及质量控制 一、施工准备 1.材料及主要机具 (1)电焊条:其型号按设计要求选用,必须有质量证明书。冬期施工或潮湿环境施焊前应按要求进行烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。按说明书的要求烘焙后,放入保温桶内,随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。 (2)引弧板:用坡口连接时需用弧板,弧板材质和坡口型式应与焊件相同。 (3)主要机具:电焊机(交、直流)、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条等(详见 14.10.6)。 2.作业条件 (1)熟悉图纸,做焊接工艺技术交底。 (2)施焊前应检查焊工合格证有效期限,应证明焊工所能承担的焊接工作。 (3)现场供电应符合焊接用电要求。 (4)环境温度低于0℃,应根据工艺试验确定预热,后热温度。 二、工艺步骤与质量控制 1.平焊 (1)选择合格的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺评定报告确定。 (2)清理焊口:焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物。 (3)烘焙焊条应符合规定的温度与时间,从烘箱中取出的焊条,放在焊条保温桶内,随用随取。 (4)焊接电流:根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素,选择适宜的焊

直缝高频焊接钢管的生产工艺流程

直缝高频焊接钢管的生产工艺流程 直缝烧焊钢管是经过高频烧焊机组将一定的规格的长条形钢带卷成圆管状并将直缝烧焊而成钢管。钢管的式样可以是圆形的,也可以是方形或异形的,它决定于于焊后的定径轧制。烧焊钢管的材料主要是:低碳钢及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低硼钢或其它钢材。直缝钢管高频烧焊的出产工艺流程如下所述: 流程图 高频烧焊 高频烧焊是依据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡电流热效应,使焊缝边缘的钢材部分加热到熔化状况,经虎符的挤压,使对接焊缝成功实现晶间结合,因此达到焊缝烧焊之目标。高频焊是一种感应焊(或压力电阻焊),它无须焊缝补充料,无烧焊飞溅,烧焊热影响区窄,烧焊成型好看,烧焊机械性能令人满意等长处,因为这个在钢管的出产中遭受广泛的应用。 钢管的高频烧焊正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应,钢材(带钢)经滚压成型后,形成一个剖面断裂的圆形管坯,在管坯内接近感应线圈核心近旁旋转一个或一组阻抗器(磁棒),阻抗器与管坯张嘴处形成一个电磁感应回路,在趋肤效应和邻近效应的效用下,管坯张嘴处边缘萌生坚强雄厚而集中的热效应,使焊缝边缘迅疾加热到烧焊所需温度经压辊挤压后,熔化状况的金属成功实现晶间结合,冷却后形成一条坚固的对接焊缝。 高频焊管机组 直缝钢管的高频烧焊过程是在高频焊管机组中完成的。高频焊管机组一般由滚压成型、高频烧焊、挤压、冷却、定径、飞锯截断等器件组成,机组的前端配有储料活套,机组的后端配有钢管翻滚转动机架;电气局部主要有高频发生器、直流励磁发电机和仪表半自动扼制装置等组成。现以φ165mm高频焊管机组为例,其主要技术参变量如下所述: 直缝钢管 3.1 焊管成品 圆管外径:φ111~165mm 方管:50×50~125×125mm 长方形管:90×50~160×60~180×80mm 成品管壁厚:2~6mm 3.2 成型速度: 20~70米/分钟 3.3 高频感应器: 热功率: 600KW 输出频率: 200~250KHz 电源:三相380V 50Hz 冷却:水冷 激发鼓励电压: 750~1500V

高频钎焊作业规范)

高频钎焊作业规范 1.焊接设备和材料 1.1高频钎焊设备感应钎焊靠感应加热提供热源,通过感应或工作线圈,而不是对工件直接通电,将电能用感应方法传递到工件,并有选择地将待焊零件表面加热到钎焊温度的一种焊接方法。焊接过程使用的设备由高频感应加热设备、高频感应钎焊机械装置及水 冷系统和控制系统组成。 1.2硬质合金刀片常用的硬质合金有YT5、YT15、YT30、YG3X、YG11C、YN等。物理性质以其线膨胀系数对焊接性影响较大。线膨胀系数为(4.2~7)×10-6/℃,硬质合金导热系数为0.08~0.21卡/厘米·秒·度,这些都是引起焊接应力的重要原因。 1.3刀体硬质合金刀具的常用刀体使用45#、55#、40Cr等材料,其线膨胀系数范围为1 2.0~14.0×10-6/℃。 1.4钎料硬质合金钎焊选用的钎料具有较好的润湿性和较高的焊缝强度,同时钎料的高温塑性好、钎料形态多样。钎料在使用前需要用酒精等擦净。 1.5 钎料的选用钎料选用的原则:润湿母材并能形成良好钎料接头,满足工件要求,满足所用钎焊方法及钎焊性需要,成本低。 1.5.1尽量选择钎料的主要成分与母材成分相同的那种钎料,这样两者必定具有良好的润湿性; 1.5.2钎料的液相线要低于母材固相线至少40~50℃; 1.5.3钎料的熔化区,即该钎料组成的固相线与液相线之间的温度差要尽量小,否则将引起工艺困难。温度差过大还宜引起熔析。 1.5.4钎料的主要成分与母材的主要成分在元素周期表的位置尽量靠近,这样引起电化学腐蚀较小,接头抗腐蚀性较好。 1.6钎剂在钎焊时,如果没有钎剂配合,容易在钎缝结合处形成脆性化合物。所以在钎焊时必须配合钎剂来进行。硬质合金刀具的高频感应钎焊工艺采用的钎剂化学成分为脱水硼砂(50%)、硼酸(35%)和脱水氟化钾(15%)。 1.6.1钎剂应能很好的溶解或破坏钎焊件和钎料表面的氧化膜; 1.6.2钎剂的熔点和最低于活化温度应稍低于(约10~30℃)钎料的熔化温度; 1.6.3在钎焊温度下应粘度小,流动性好,能很好的润湿钎料金属和减小液态钎料的界面张力; 1.6.4钎剂及其清除氧化物后的生成物,密度小,有利于浮在表面成薄层盖住钎料和钎焊金属,有效的隔绝空气,同时也易于排除,不致在前锋中成为夹渣;

影响高频焊接的主要因素有以下八个方面

影响高频焊接的主要因素有以下八个方面: 第一,频率 高频焊接时的频率对焊接有极大的影响,因为高频频率影响到电流在钢板内部的分布性。选用频率的高低对于焊接的影响主要是焊缝热影响区的大小。从焊接效率来说,应尽可能采用较高的频率。100KHz的高频电流可穿透铁素体钢0.1mm, 400KHz则只能穿透0.04mm,即在钢板表面的电流密度分布,后者比前者要高近2.5倍。在生产实践中,焊接普碳钢材料时一般可选取350KHz~450KHz的频率;焊接合金钢材料,焊接10mm以上的厚钢板时,可采用50KHz~150KHz那样较低的频率,因为合金钢内所含的铬,锌,铜,铝等元素的集肤效应与钢有一定差别。国外高频设备生产厂家现在已经大多采用了固态高频的新技术,它在设定了一个频率范围后,会在焊接时根据材料厚度,机组速度等情况自动跟踪调节频率。 第二,会合角 会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用,当高频电流通过钢板边缘时,钢板边缘会形成预热段和熔融段(也称为过梁),这过梁段被剧烈加热时,其内部的钢水被迅速汽化并爆破喷溅出来,形成闪光,会合角的大小对于熔融段有直接的影响。 会合角小时邻近效应显著,有利提高焊接速度,但会合角过小时,预热段和熔融段变长,而熔融段变长的结果,使得闪光过程不稳定,过梁爆坡后容易形成深坑和针孔,难以压合。会合角过大时,熔融段变短,闪光稳定,但是邻近效应减弱,焊接效率明显下降,功率消耗增加。同时在成型薄壁钢管时,会合角太大会使管的边缘拉长,产生波浪形折皱。现时生产中我们一般在2°--6°内调节会合角,生产薄板时速度较快,挤压成型时要用较小的会合角;生产厚板时车速较慢,挤压成型时要用较大的会合角。有厂家提出一个经验公式:会合角×机组速度≮100,可供参考。 第三,焊接方式 高频焊接有两种方式:接触焊和感应焊。 接触焊是以一对铜电极与被焊接的钢管两边部相接触,感应电流穿透性好,高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到最大利用,所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低,在高速低精度管材生产中得到广泛应用,在生产特别厚的钢管时一般也都需要采用接触焊。但是接触焊时有两个缺点:一是铜电极与钢板接触,磨损很快;二是由于钢板表面平整度和边缘直线度的影响,接触焊的电流稳定性较差,焊缝内外毛刺较高,在焊接高精度和薄壁管时一般不采用。 感应焊是以一匝或多匝的感应圈套在被焊的钢管外,多匝的效果好于单匝,但是多匝感应圈制作安装较为困难。感应圈与钢管表面间距小时效率较高,但容易造成感应圈与管材之间的放电,一般要保持感应圈离钢管表面有5~8 mm的空隙为宜。采用感应焊时,由于感应圈不与钢板接触,所以不存在磨损,其感应电流较为稳定,保证了焊接时的稳定性,焊接时钢管的表面质量好,焊缝平整,在生产如API等高精度管子时,基本上都采用感应焊的形式。第四,输入功率 高频焊接时的输入功率控制很重要。功率太小时管坯坡口加热不足,达不到焊接温度,会造成虚焊,脱焊,夹焊等未焊合缺陷;功率过大时,则影响到焊接稳定性,管坯坡口面加热温度大大高于焊接所需的温度,造成严重喷溅,针孔,夹渣等缺陷,这种缺陷称为过烧性缺陷。高频焊接时的输入功率要根据管壁厚度和成型速度来调整确定,不同成型方式,不同的机组设备,不同的材料钢级,都需要我们从生产第一线去总结,编制适合自己机组设备的高频工艺。 第五,管坯坡口

高频焊接质量控制的要点

3、高频焊接质量控制的要点 影响高频焊管质量的因素很多,而且这些因素在同一个系统内互相作用,一个因素变了,其它的因素也会随着它的改变而改变。所以,在高频调节时,光是注意到频率,电流或者挤压量等局部的调节是不够的,这种调整必须根据整个成型系统的具体条件,从与高频焊接有关联的所有方面来调整。 影响高频焊接的主要因素有以下八个方面: 第一频率 高频焊接时的频率对焊接有极大的影响,因为高频频率影响到电流在钢板内部的分布性。选用频率的高低对于焊接的影响主要是焊缝热影响区的大小。从焊接效率来说,应尽可能采用较高的频率。100KHz的高频电流可穿透铁素体钢0.1mm, 400KHz则只能穿透0.04mm,即在钢板表面的电流密度分布,后者比前者要高近2.5倍。在生产实践中,焊接普碳钢材料时一般可选取350KHz~450KHz的频率;焊接合金钢材料,焊接10mm以上的厚钢板时,可采用50KHz~150KHz那样较低的频率,因为合金钢内所含的铬,锌,铜,铝等元素的集肤效应与钢有一定差别。国外高频设备生产厂家现在已经大多采用了固态高频的新技术,它在设定了一个频率范围后,会在焊接时根据材料厚度,机组速度等情况自动跟踪调节频率。 第二会合角 会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用,当高频电流通过钢板边缘时,钢板边缘会形成预热段和熔融段(也称为过梁),这过梁段被剧烈加热时,其内部的钢水被迅速汽化并爆破喷溅出来,形成闪光,会合角的大小对于熔融段有直接的影响。 会合角小时邻近效应显著,有利提高焊接速度,但会合角过小时,预热段和熔融段变长,而熔融段变长的结果,使得闪光过程不稳定,过梁爆坡后容易形成深坑和针孔,难以压合。会合角过大时,熔融段变短,闪光稳定,但是邻近效应减弱,焊接效率明显下降,功率消耗增加。同时在成型薄壁钢管时,会合角太大会使管的边缘拉长,产生波浪形折皱。现时生产中我们一般在2°--6°内调节会合角,生产薄板时速度较快,挤压成型时要用较小的会合角;生产厚板时车速较慢,挤压成型时要用较大的会合角。有厂家提出一个经验公式:会合角×机组速度≮100,可供参考。 第三焊接方式 高频焊接有两种方式:接触焊和感应焊。 接触焊是以一对铜电极与被焊接的钢管两边部相接触,感应电流穿透性好,高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到最大利用,所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低,在高速低精度管材生产中得到广泛应用,在生产特别厚的钢管时一般也都需要采用接触焊。但是接触焊时有两个缺点:一是铜电极与钢板接触,磨损很快;二是由于钢板表面平整度和边缘直线度的影响,接触焊的电流稳定性较差,焊缝内外毛刺较高,在焊接高精度和薄壁管时一般不采用。 感应焊是以一匝或多匝的感应圈套在被焊的钢管外,多匝的效果好于单匝,但是多匝感应圈制作安装较为困难。感应圈与钢管表面间距小时效率较高,但容易造成感应圈与管材之间的放电,一般要保持感应圈离钢管表面有5~8 mm的空隙为宜。采用感应焊时,由于感应圈不与钢板接触,所以不存在磨损,其感应电流较为稳定,保证了焊接时的稳定性,焊接时钢管的表面质量好,焊缝平整,在生产如API等高精度管子时,基本上都采用感应焊的形式。第四输入功率 高频焊接时的输入功率控制很重要。功率太小时管坯坡口加热不足,达不到焊接温度,会造成虚焊,脱焊,夹焊等未焊合缺陷;功率过大时,则影响到焊接稳定性,管坯坡口面加热温度大大高于焊接所需的温度,造成严重喷溅,针孔,夹渣等缺陷,这种缺陷称为过烧性缺陷。高频焊接时的输入功率要根据管壁厚度和成型速度来调整确定,不同成型方式,不同

高频电源、钎焊机类型介绍

东莞市拓力自动化设备有限公司专注高频电源、钎焊机--打造 高频电源、钎焊机精品 众多种电源、钎焊机总有一款适合您

TLC-03、06A、06B、10A系列 ?产品特点 ?●采用最先进的MOSFET功率器件及逆 变技术,输出频率高达100kHZ-1.1MHZ; ?具有加热均匀,快速,变形小,节能等 特点; ?●设备加热功率、加热时间、保温功率、 保温时间分别独立可调; ?●适用于加热一些细小零件,透热深度 0.1mm-1.0mm的钢丝,或薄钢板的退火 及淬火;尤其在钎焊硬质合金焊齿行 ?业有广泛的应用 ? ?主要应用:(1)硬质合金锯齿焊接(2) 汽车配件,小零件的的淬火,回火(3) 气门淬火(4)磁悬浮熔炼 ?(5)金属眼镜及电子器件,金属饰品的 淬火,退火,焊接;(5)线材,薄片退 火,鞋刀及裁纸刀的淬火;

TLC-20AB、T30AB、40AB、60AB ?产品特点 ?●采用最先进的MOSFET功率器件及逆 变技术,输出频率高达100kHZ-1.1MHZ; ?具有加热均匀,快速,变形小,节能等 特点; ?●设备加热功率、加热时间、保温功率、 保温时间分别独立可调; ?●适用于加热一些细小零件,透热深度 0.1mm-1.0mm的钢丝,或薄钢板的退火 及淬火;尤其在钎焊硬质合金焊齿行 ?业有广泛的应用 ? ?主要应用:(1)硬质合金锯齿焊接(2) 汽车配件,小零件的的淬火,回火(3) 气门淬火(4)磁悬浮熔炼 ?(5)金属眼镜及电子器件,金属饰品的 淬火,退火,焊接;(5)线材,薄片退 火,鞋刀及裁纸刀的淬火;

TLG-05A、15A、15AB、25A、 ?产品应用及特点 ?●采用最先进的MOSFET、IGBT功率器 件及逆变技术,输出功率大, ?具有加热均匀,快速,变形小,节能等 特点; ?●具有恒定电流和恒定功率控制功能,金 属加热过程得到极大的优化,; ?●具有加热-保温-冷却三段时间功能设 定,加热、保温功率单独可调,适合批量 化生产; ?●具有过流、过压、欠水、缺相等多种故 障保护和显示功能; ?●满负载设计,可连续24小时不间断工 作。配接红外线测温,实现温度的自动控 制 ?●根据功率和频率选择电源,频率越高加 热浓度越浅,频率越低透热性越好。 ?●主要应用:在钎焊,金属热处理,金属 透热,淬火,退火,热锻等方面。

钢结构焊接工艺及制作方法

钢结构焊接生产工艺 一、钢结构加工工艺的基础知识 钢结构焊接制造(即焊接结构生产)是从焊接生产的准备工作开始的,它包括结构的工艺性审查、工艺方案和工艺规程设计、工艺评定、编制工艺文件(含定额编制)和质量保证文件、定购原材料和辅助材料、外购和自行设计制造装配-焊接设备和装备;然后从材料入库真正开始了焊接结构制造工艺过程,包括材料复验入库、备料加工、装配-焊接、焊后热处理、质量检验、成品验收;其中还穿插返修、涂饰和喷漆;最后合格产品入库的全过程。 钢结构焊接生产的准备工作是钢结构制造工艺过程的开始。它包括了解生产任务,审查(重点是工艺性审查)与熟悉结构图样,了解产品技术要求,在进行工艺分析的基础上,制定全部产品的工艺流程,进行工艺评定,编制工艺规程及全部工艺文件、质量保证文件,订购金属材料和辅助材料,编制用工计划(以便着手进行人员调整与培训)、能源需用计划(包括电力、水、压缩空气等),根据需要定购或自行设计制造装配-焊接设备和装备,根据工艺流程的要求,对生产面积进行调整和建设等。生产的准备工作很重要,做得越细致,越完善,未来组织生产越顺利,生产效率越高,质量越好。 材料库的主要任务是材料的保管和发放,它对材料进行分类、储存和保管并按规定发放。材料库主要有两种,一是金属材料库,主要存放保管钢材;二是焊接材料库,主要存放焊丝、焊剂和焊条。 焊接生产的备料加工工艺是在合格的原材料上进行的。首先进行材料预处理,包括矫正、除锈(如喷丸)、表面防护处理(如喷涂导电漆等)、预落料等。除材料预处理外,备料包括放样、划线(将图样给出的零件尺寸、形状划在原材料上)、号料(用样板来划线)、下料(冲剪与切割)、边缘加工、矫正(包括二次矫正)、

高频焊接技术简介

高频焊接技术简介 高频焊接起源于上世纪五十年代,它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应,将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟,直接推动了直缝焊管产业的巨大发展,它是直缝焊管(ERW)生产的关键工序。高频焊接质量的好坏,直接影响到焊管产品的整体强度,质量等级和生产速度。 作为焊管生产制造者,必须深刻了解高频焊接的基本原理;了解高频焊接设备的结构和工作原理;了解高频焊接质量控制的要点。 1 高频焊接的基本原理 所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指50KHz~400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行金属管的焊接。那么,这两个效应是怎么回事呢? 集肤效应:是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,电流就越集中在钢板的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:钢铁虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当钢板温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。 邻近效应:是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。 邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。 这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面;而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热,熔融,并通过挤压实现对接。 2 高频焊接设备的结构和工作原理 了解了高频焊接原理,还得要有必要的技术手段来实现它。高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统,高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成,它的作用是产生高频电流并控制它;成型机由挤压辊架组成,它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压,排除钢板表面的氧化层和杂质,使钢板完全熔合成一体。

高频感应钎焊在硬质合金的应用

硬质合金刀具有极高的硬度和耐磨性能,特别是在高温下仍能保持其高硬度,目前已广泛应用于制造各种木材的切削刀具。钎焊是将硬质合金牢固地连接到钢基体上的最成功的方法之一,但硬质合金木工刀具的焊接技术是引起焊接裂纹的重要因素。本文介绍了硬质合金刀具的高频焊接工艺中减少裂纹产生、提高焊接点性能的关键技术。 硬质合金刀具刀片与刀杆的钎焊常采用高频感应钎焊和火焰钎焊。其中高频焊接方法由于具有加热速度快、温度集中、零件变形小等特点,成为硬质合金刀具焊接过程中常用的一种方法。但是,由于硬质合金较脆、韧性不足和可加工性较差,硬质合金刀具的硬质合金具有极高的硬度和耐磨性能,特别是在高温下仍能保持其高硬度,目前已广泛应用于制造各种金属的切削刀具。钎焊是将硬质合金牢固地连接到钢基体上的最成功的方法之一,但硬质合金刀具的焊接技术是引起焊接裂纹的重要因素。本文介绍了硬质合金刀具的高频焊接工艺中减少裂纹产生、提高焊接点性能的关键技术。 硬质合金刀具刀片与刀杆的钎焊常采用高频感应钎焊和火焰钎焊。其中高频焊接方法由于具有加热速度快、温度集中、零件变形小等特点,成为硬质合金刀

具焊接过程中常用的一种方法。但是,由于硬质合金较脆、韧性不足和可加工性较差,硬质合金刀具的寿命及焊接裂纹问题一直是困扰大多数企业生产的一个重要问题。 1 焊接设备和材料 1.1 高频钎焊设备原理感应钎焊靠感应加热提供热源,通过感应或工作线圈,而不是对工件直接通电,将电能用感应方法传递到工件,并有选择地将待焊零件表面加热到钎焊温度的一种焊接方法。焊接过程使用的设备由高频感应加热设备、高频感应钎焊机械装置及水冷系统和控制系统组成。 1.2 硬质合金刀片常用的硬质合金有YT5、YT15、YT30、YG3X、YN等。物理性质以其线膨胀系数对焊接性影响较大。线膨胀系数为(4.2~7)×10-6/℃,硬质合金导热系数为0.08~0.21卡/厘米·秒·度,这些都是引起焊接应力的重要原因。 1.3 刀体硬质合金刀具的常用刀体使用45#、55#、40Cr等材料,其线膨胀系数范围为1 2.0~14.0×10-6/℃。 1.4 钎料硬质合金钎焊选用的钎料为HL105焊料。因为HL105钎料具有较好的润湿性和较高的焊缝强度,同时HL105钎料的高温塑性好、钎料形态多样,所以HL105(BCu58ZnMn)钎料是硬质合金工具钎焊的最佳钎焊材料之一。钎料在使用前需要用酒精等擦净。 1.5 钎剂在钎焊时,如果没有钎剂配合,容易在钎缝结合处形成脆性化合物。所以在钎焊时必须配合钎剂来进行。硬质合金刀具的高频感应钎焊工艺采用的钎剂化学成分为脱水硼砂(50%)、硼酸(35%)和脱水氟化钾(15%)。 2 焊接工艺关键技术

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