铝合金螺柱焊工艺方法研究

铝合金螺柱焊工艺方法研究
铝合金螺柱焊工艺方法研究
本文针对中大直径铝合金螺柱难以采用螺柱焊的技术问题,以Φ16mm螺柱为研究对象进行了铝合金螺柱焊方法和工艺的探索性研究。

提出了TIG-拉弧复合热源技术、A1合金螺柱预浸镀/复合热源联合技术、预装保护剂螺柱焊技术对铝合金的螺柱焊方法和保护技术进行改进,并结合接头的力学性能、宏/微观形态对各焊接方法及工艺参数进行综合的分析和评价。

铝合金电弧螺柱焊仅使用陶瓷环保护时接头内部会生成大量的缺陷。

采用惰性气体保护后获得较好接头的质量,强度提高34%。

焊接电流过大将破坏惰性气体的保护效果。

TIG-拉弧复合热源中的TIG电弧可去除铝板表面的氧化膜。

TIG电弧同时起到预热的作用,可降低焊接电流,降低热裂纹生成的机率。

由于铝板的预热,焊接电流过大时易使飞溅增大,导致出现缺陷的机率增大。

铝合金螺柱预浸镀Zn-Ni能够有效地防止铝氧化膜的生成,并且镀层金属不会为焊缝带来夹杂缺陷。

螺柱经浸镀处理后接头强度提高3.4倍,在较宽的电流范围内都能得到性能稳定的接头。

螺柱端面预装的保护剂能破坏工件表面的氧化膜,并阻止新的氧化膜生成。

焊缝抗剪强度达到123MPa,焊缝强度系数为64%,接头强度比无保护剂焊接试样提高了45.3%。

适当增加保护剂含量能提高焊缝强度,焊接电流过大会造成保护剂的过度分解,降低接头质量。

螺柱焊的工艺过程螺柱焊是一种常见的焊接工艺，用于将螺柱与工件焊接在一起。

这种工艺具有简单、快速、可靠的特点，在工程领域得到广泛应用。

螺柱焊的工艺过程主要包括以下几个步骤：1. 准备工作：首先需要准备好螺柱和工件，确保它们的质量符合要求。

同时，还要选择合适的焊接设备和焊接电流、电压等参数。

2. 清洁表面：在进行螺柱焊之前，需要对螺柱和工件的焊接表面进行清洁处理，以去除油污、氧化物和其他杂质，以确保焊接质量。

3. 定位固定：将螺柱和工件进行定位固定，通常使用夹具或者磁力吸盘等工具，以确保焊接位置准确稳定。

4. 焊接操作：开始进行焊接操作，根据焊接参数和焊接材料的要求，选择合适的焊接方法，比如手工电弧焊、氩弧焊等。

5. 焊接检查：焊接完成后，需要对焊缝进行检查，以确保焊接质量。

主要检查焊缝的形状、尺寸、焊缝的完整性和焊接质量等。

螺柱焊的工艺过程相对简单，但是在实际操作中仍然需要注意一些细节和注意事项，以确保焊接质量和安全。

下面是一些需要注意的事项：1. 焊接设备的选择：根据具体的焊接要求，选择合适的焊接设备和焊接电流、电压等参数，以确保焊接质量。

2. 清洁表面：在进行螺柱焊之前，务必将焊接表面进行彻底清洁，以去除油污、氧化物和其他杂质，以确保焊接质量。

3. 焊接位置的定位固定：在进行螺柱焊时，需要将螺柱和工件进行准确定位和固定，以避免焊接位置偏移或者晃动，影响焊接质量。

4. 焊接参数的选择：根据焊接材料和焊接要求，选择合适的焊接参数，包括焊接电流、电压、焊接速度等，以确保焊接质量。

5. 焊接质量的检查：焊接完成后，需要对焊缝进行检查，检查焊缝的形状、尺寸、完整性和焊接质量等，以确保焊接质量。

螺柱焊是一种常见的焊接工艺，通过简单的步骤和注意事项，可以实现螺柱与工件的可靠焊接。

在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的焊接设备和参数，并对焊接质量进行严格的检查，以确保焊接质量和安全。

第2章螺柱焊的过程及工艺参数螺柱焊的过程螺柱焊的基本过程是引弧→焊接电弧→顶锻→冷却凝固；在这一过程中，焊接电流、焊接时间以及焊接过程中电弧的形态，对焊接结果有很大影响。

螺柱焊的引弧受程序控制，先是螺钉接触到工件，当按住启动按钮后，焊机首先提供一个微小电流，之后螺钉被提升，在螺钉尖端的铝极与工件之间建立电弧。

（说明：铝极是襄嵌在螺柱尖端的一部份铝材料，其作用是便于引弧及还原被氧化的铁。

）当建立了电弧之后，焊机自动进入大电流焊接：螺柱端部开始熔化，工件上形成溶池。

此时的燃弧过程称焊接电弧阶段。

当到达设定的焊接时间之后，电弧熄灭，螺柱在外力(一般为弹簧力)的作用下，浸入溶池。

进入顶锻阶段。

然后，溶池自然冷却凝固，完成焊接过程。

螺柱焊的工艺参数螺柱焊的工艺参数主要包括极性选取、电流和焊接时间的选择、提升高度、浸入尺寸及速度的调节。

首先说明的是，螺柱直径增加时，焊接所需要的能量也增加。

1.极性极性是指工件到焊接电源的连接方式，以工件为准：工件接正极即为正极性，工件接负即为负极性。

一般的钢质螺钉采用正极性接法。

而对于铝及其合金，黄铜材料的螺钉，常采用负极性连接方式。

2.焊接电流与焊接时间一般情况下，焊接电流正比与螺柱的公称直径。

当直径小于16mm时，焊接电流一般是公称直径的80倍，即10mm的螺钉，使用的焊接电流为800A。

当直径超过16mm时，焊接电流一般取值为公称直径的90倍。

当螺钉材料为合金钢时，电流取值减少10%。

焊接时间的取值也与直径成比例关系：对于公称直径小于12mm的螺柱，一般取（d为螺柱的公称直径），对于公称直径大于12mm的螺柱，一般取。

如果焊接位置不是平焊，而是横焊或仰焊，一般采用增大电流和减少焊接时间进行焊接。

当工件为薄板时，为了不致工件烧穿，也采用增大电流和减少焊接时间的方法。

3.提升高度对于不同直径形状的螺柱，要求的提升高度是不一样的，提升高度是否合适，要看是否在焊接过程中出现磁偏吹或短路。

第2章螺柱焊的过程及工艺参数2.1螺柱焊的过程螺柱焊的基本过程是引弧→焊接电弧→顶锻→冷却凝固；在这一过程中，焊接电流、焊接时间以及焊接过程中电弧的形态，对焊接结果有很大影响。

螺柱焊的引弧受程序控制，先是螺钉接触到工件，当按住启动按钮后，焊机首先提供一个微小电流，之后螺钉被提升，在螺钉尖端的铝极与工件之间建立电弧。

（说明：铝极是襄嵌在螺柱尖端的一部份铝材料，其作用是便于引弧及还原被氧化的铁。

）当建立了电弧之后，焊机自动进入大电流焊接：螺柱端部开始熔化，工件上形成溶池。

此时的燃弧过程称焊接电弧阶段。

当到达设定的焊接时间之后，电弧熄灭，螺柱在外力(一般为弹簧力)的作用下，浸入溶池。

进入顶锻阶段。

然后，溶池自然冷却凝固，完成焊接过程。

2.2螺柱焊的工艺参数螺柱焊的工艺参数主要包括极性选取、电流和焊接时间的选择、提升高度、浸入尺寸及速度的调节。

首先说明的是，螺柱直径增加时，焊接所需要的能量也增加。

1.极性极性是指工件到焊接电源的连接方式，以工件为准：工件接正极即为正极性，工件接负即为负极性。

一般的钢质螺钉采用正极性接法。

而对于铝及其合金，黄铜材料的螺钉，常采用负极性连接方式。

2.焊接电流与焊接时间一般情况下，焊接电流正比与螺柱的公称直径。

当直径小于16mm时，焊接电流一般是公称直径的80倍，即10mm的螺钉，使用的焊接电流为800A。

当直径超过16mm时，焊接电流一般取值为公称直径的90倍。

当螺钉材料为合金钢时，电流取值减少10%。

焊接时间的取值也与直径成比例关系：对于公称直径小于12mm的螺柱，一般取0.02d（d为螺柱的公称直径），对于公称直径大于12mm的螺柱，一般取0.04d。

如果焊接位置不是平焊，而是横焊或仰焊，一般采用增大电流和减少焊接时间进行焊接。

当工件为薄板时，为了不致工件烧穿，也采用增大电流和减少焊接时间的方法。

3.提升高度对于不同直径形状的螺柱，要求的提升高度是不一样的，提升高度是否合适，要看是否在焊接过程中出现磁偏吹或短路。

螺柱焊接技术介绍螺柱焊接作为一种历史不是很久的焊接工艺(和其他焊接相比),在中国广大工矿企业中得到普及使用也只有10年多的历史。

通过多年的调查统计，目前国内的螺柱焊接生产还是处于粗旷式的生产，虽然进口螺柱焊机得到广泛使用，但普遍存在使用不当，螺柱焊接生产质量不高，内耗严重的情况。

本文是根据我们螺柱焊接40多年的技术积累和实践经验，就螺柱焊接生产中常见的技术问题进行分析归纳和总结，并给出解决方案，以提高广大国内客户螺柱焊接生产的质量和效率。

一螺柱焊机使用中焊钉焊不住的技术分析螺柱焊钉焊不住原因有很多种，以下将尽可能全面的进行螺钉焊不住的情况分析及解决方法：焊枪调整不正确大约80%的螺钉焊不住的情况都出自于焊枪参数调整不正确，尤其在铝钉螺柱焊接时更为明显。

螺柱焊枪参数调整分为压力参数调整及提升参数调整。

解决方案：根据焊机说明书调整。

电压调整不正确如果电压参数与螺钉规格不匹配，也会造成焊不住的情况。

解决方案：根据实际焊接效果微调电压参数，直到达到要求的焊接效果。

螺钉材质影响此种情况的发生也较为普遍，由于螺钉生产厂商的螺钉质量参差不齐，不排除某些厂商为降低生产成本而采用不符合标准的材料。

解决方案：使用符合ISO13918标准的螺钉。

磁偏吹影响磁偏吹的影响较多出现在拉弧式螺柱焊接时，储能式螺柱焊接时较少出现。

解决方案：参见ISO14555焊接标准。

母材放置不稳此原因出自用户本身，与其他因素无关，但也不能被忽视。

解决方案：更换母材夹具，使母材固定不动。

接地钳松动此种问题可能会引起接地钳钳口打火，从而将接地钳钳口烧变形造成接地钳报废。

解决方案：合理调整接地钳，确保接地钳牢固夹紧母材。

与其他焊机共用接地由于螺柱焊机的工作原理与普通电焊机不同，同一工件上不允许同时让螺柱焊机与普通电焊机同时工作，否则可能会导致焊接不牢固，严重时，可能会引起焊机故障。

解决方案：检查同一工件上是否有其他焊机同时工作，调整工序安排错开各焊机使用时间。

基于铝合金先进焊接工艺的分析摘要：铝合金是轻金属材料的一种，具有高导电性和导热性、耐腐蚀性以及高比模量等特点，使其得到了在航空、航天以及汽车等行业中的广泛应用。

随着技术的发展革新，铝合金的焊接已经不再局限于以往的焊条电弧焊、气体保护焊以及普通氩弧焊等焊接工艺，而是转而向高新技术、低成本、低能耗、高效率、高质量以及低劳动强度的方向发展。

铝合金传统的焊接方法虽然具有设备简单且技术成熟的优势，然而无法处理高难度焊件。

基于此，本文对铝合金先进焊接工艺进行分析。

关键词：铝合金；焊接工艺；工业工艺铝合金指的是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，属于轻金属材料。

铝是地球上除氧气和硅外储量最多的元素物质，通常存在于铝土矿、长石、高岭石等矿石中，并以化合物的形式存在。

铝是轻有色金属的一种，具有较好的延展性能，常被制成铝片、铝箔、铝条等。

由于其具有很高的活性，能在大气中形成一层氧化膜，从而有效地阻止金属被腐蚀，所以广泛应用于电流输送领域。

铝合金在航空航天、精密电子、汽车工业等领域得到了广泛的应用，促进了各个领域的发展。

目前，铝合金焊接通常采用非熔化极气体保护焊（TIG）焊接工艺和熔化极惰性气体保护焊（MIG）焊接工艺[1]。

虽然两者都能确保焊接质量，但在使用中仍有一些弊端，如焊接变形大、熔透性能差、焊接效率低等问题。

近年来，先进的铝合金焊接技术如激光焊、搅拌摩擦焊、双数激光焊等技术的发展，促进了先进铝合金焊接技术的推广和铝合金装备的发展。

因此，研究先进的铝合金焊接技术，对于促进铝合金新市场的发展和新材料的应用具有积极的促进作用。

一、铝合金激光焊接工艺激光焊诞生于二十世纪六十年代，主要有二氧化碳激光焊和YAG激光焊接，与TIG和MIG等焊接技术不同的是，铝合金激光焊接技术有很多优势，其主要优点包括以下三个方面：一是能量密度高，深穿透，焊缝热影响区小，变形小，接头强度高；二是生产速度快，效率高；三是焊接过程中可采用自动化和精密控制，提高焊接效率和提高焊接工艺的精确度，实现对密闭透明物体内部的金属材料进行焊接[2]。