铝合金焊接与铆接对比
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钢结构的三种连接方式一、引言钢结构是现代建筑中广泛应用的一种结构体系。
在钢结构中,连接是至关重要的组成部分,它决定了整个结构的稳定性和安全性。
本文将介绍钢结构的三种连接方式。
二、焊接连接1. 焊接连接原理焊接是将金属材料熔化并使其凝固后形成连接的方法。
在钢结构中,常用电弧焊、气焊和激光焊等方式进行连接。
2. 焊接连接优点(1)强度高:焊接连接可以保证较高的强度和刚度。
(2)美观:焊接后无明显螺纹或孔洞,外观美观。
(3)耐腐蚀:由于焊接后没有其他材料插入,所以耐腐蚀性能较好。
3. 焊接连接缺点(1)施工难度大:需要有专业技能和设备进行施工。
(2)对材料要求高:需要严格控制材料的质量和尺寸等参数。
(3)不可逆转:一旦完成焊接,就无法更改或调整。
三、螺栓连接1. 螺栓连接原理螺栓连接是通过将两个或多个钢构件用螺栓连接起来的方法。
通常使用高强度螺栓进行连接。
2. 螺栓连接优点(1)方便拆卸:由于螺栓连接可以拆卸,所以在维护和更换部件时非常方便。
(2)适用范围广:适用于各种形状和尺寸的构件。
(3)施工简单:不需要专业技能和设备,施工简单。
3. 螺栓连接缺点(1)强度低:与焊接相比,螺栓连接的强度较低。
(2)易松动:在长期使用过程中容易松动,需要定期检查和维护。
四、铆接连接1. 铆接连接原理铆接是通过将钢构件用铆钉固定在一起的方法。
铆钉通常由铝合金或不锈钢制成。
2. 铆接连接优点(1)适用范围广:适用于各种形状和尺寸的构件。
(2)强度高:与螺栓相比,铆接的强度更高。
(3)施工简单:不需要专业技能和设备,施工简单。
3. 铆接连接缺点(1)不可拆卸:铆接连接后无法拆卸,需要重新加工或更换部件时比较困难。
(2)易产生裂纹:在铆接过程中容易产生裂纹,需要严格控制材料的质量和尺寸等参数。
五、结论钢结构的连接方式有焊接连接、螺栓连接和铆接连接三种。
每种连接方式都有其优缺点,应根据具体情况选择合适的方式进行连接。
在施工过程中,应严格控制材料的质量和尺寸等参数,确保连接的安全性和稳定性。
铝合金零件与铁件固定方式铝合金零件与铁件可以通过以下方式进行固定:1.胶水固定:胶水固定是将两种材料粘在一起的方法,胶水的密着性好,而且可以有效地分担两种材料之间的应力,因此在轻载或中载的情况下,胶水固定是一个很好的选择。
但是,需要注意的是,胶水固定的稳定性相对较差,如果两种材料受到重载或猛烈撞击等外力冲击,可能会导致固定无效,甚至松动,影响安全。
另外,选择合适的胶水也是十分关键的。
要考虑到两种材料的特性、温度、湿度等因素,选择具有良好黏附性和承载力的胶水才能达到有效的固定效果。
2.铆接、粘接和螺栓连接:可以采用铆接、粘接和螺栓连接等方式结合铝合金件和铁件。
铝和铁二者相互熔化在一起后,会形成极脆的熔化区,无足够的力学强度和韧度,故而无实用价值,故不能用熔化焊。
但如果采用钎焊,则铝和铁均不会熔化仅钎焊材料熔化,可以见二者连接在一起,但作业条件和钎焊材料都不好弄。
3.打孔连接:可以采用打孔连接的方式将铝合金零件与铁件连接在一起。
具体操作步骤如下:首先在铝合金零件上打孔,然后将铁件插入孔中,并使用螺钉或铆钉进行固定。
这种方法需要使用钻头、螺丝刀等工具,操作起来可能有些复杂,但连接效果好且稳定可靠。
4.焊接:如果铝合金零件和铁件是厚重的大型构件,可以采用焊接的方式将它们连接在一起。
需要注意的是,由于铝合金和铁的熔点不同,因此在焊接时需要采用特殊的焊接工艺和技术,以保证焊接质量和安全性。
总的来说,选择哪种方式将铝合金零件与铁件连接在一起需要根据实际情况来决定。
不同的连接方式有不同的优缺点和使用范围,需要根据具体需求进行选择。
同时,无论采用哪种方式进行连接,都需要保证连接牢固可靠,以避免出现安全事故。
铆钉和焊接连接在船舶工程中的可行性分析引言在船舶工程中,正确的连接技术对于船体的安全性和可靠性至关重要。
两种常见的连接技术是铆钉和焊接。
本文将对这两种连接技术进行可行性分析,探讨它们在船舶工程中的适用性和优劣势。
一、铆钉连接的可行性分析1. 简介铆钉连接是一种机械连接方式,通过将铆钉与工件连在一起,形成强大的连接。
铆钉通常由铝合金制成,这种材料具有良好的抗腐蚀性和强度。
2. 可行性分析铆钉连接在船舶工程中具有以下可行性:(1)抗腐蚀性能:铝合金铆钉具有良好的抗腐蚀性,适用于海洋环境下的船舶工程。
(2)可拆卸性:铆钉连接可以相对容易地拆卸和更换,这对于维修和维护工作非常有利。
(3)疲劳性能:铆钉连接具有较好的疲劳性能,能够承受船舶在波浪和风浪中的应力。
(4)施工简单:铆钉连接的施工过程相对简单,不需要特殊设备,劳动强度相对较小。
3. 不足之处铆钉连接也存在一些局限性:(1)初始成本高:与焊接相比,铆钉连接的初始成本较高,因为铆钉本身的成本相对较高。
这可能会影响一些预算严格的船舶建造项目。
(2)连接点可能松动:长时间的使用和振动可能导致铆钉连接点的松动。
虽然可以进行维护和检查,但这增加了额外的工作量和成本。
(3)较大的连接件尺寸限制:铆钉连接要求将两个连接件抵在一起,这对于相对较大的连接件来说可能不是一个理想的选择。
二、焊接连接的可行性分析1. 简介焊接是一种通过熔化和冷却两个连接件来形成永久连接的工艺。
在船舶工程中,常见的焊接方式包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
2. 可行性分析焊接连接在船舶工程中具有以下可行性:(1)强度高:焊接连接可以在连接件上形成连续的结构,提供高强度和刚性。
这对于船舶的结构强度很关键。
(2)紧密连接:焊接连接可以形成无孔隙的连接,确保连接的紧密性。
这对于船舶的密封性和防水性能非常重要。
(3)适用于大型连接件:焊接技术适用于较大的连接件,不受连接件尺寸限制。
(4)经济性:焊接连接的初始成本相对较低,适用于预算较为紧张的船舶建造项目。
激光焊接与铆接铝合金接头力学性能对比研究刘天亮;张益坤;董鹏;谢美蓉;张翯【摘要】分析激光焊接蒙皮-桁条结构优势的基础上,进行了铝合金激光焊接-铆接平板搭接接头力学性能对比实验.结果表明:所有底板厚度的试验断裂位置均在铆接一侧.同时进行了激光焊接-铆接T型接头力学性能对比实验.结果表明:所有底板厚度的试验断裂位置均在铆接一侧.【期刊名称】《电加工与模具》【年(卷),期】2019(000)0z1【总页数】3页(P56-58)【关键词】铝合金;蒙皮-桁条;力学性能;激光焊接;铆接【作者】刘天亮;张益坤;董鹏;谢美蓉;张翯【作者单位】首都航天机械有限公司,北京100076;首都航天机械有限公司,北京100076;首都航天机械有限公司,北京100076;首都航天机械有限公司,北京100076;首都航天机械有限公司,北京100076【正文语种】中文【中图分类】TG456.7铝合金因具有质量轻、强度高、屈强比高等优点[1-2],用其制作的蒙皮-桁条被广泛应用于航空航天、高速列车的主体结构。
与铆接接头相比,采用激光焊接蒙皮-桁条结构具有以下优势[3-11]:(1)可实现产品的减重。
采用激光焊接,一方面可简化产品结构形式,另一方面可减少铆钉的数量,从而实现产品减重。
(2)激光焊接的接头质量高、变形小、可靠性好。
采用激光焊接替代铆接,可通过结构优化设计提高产品质量。
(3)激光焊接过程属于非接触式焊接,过程简单,易与数控设备或机器人集成协同作业;同时,焊接过程中可实时监测焊缝表面质量,从而实现智能化生产。
(4)激光焊接工作效率高、噪声污染小。
激光焊接速度一般都在1 m/min以上,且可进行长焊缝的连续操作,工作效率比铆接高;另外,激光焊接过程无噪声污染,改善了工作环境。
(5)激光可达性好,受产品结构空间限制小,可实现多种复杂空间结构的焊接。
本文以2A12铝合金蒙皮-桁条结构为研究对象,进行了激光焊接-铆接的平板搭接接头力学性能对比分析,同时进行激光焊接-铆接的T型接头力学性能对比分析。
铆接技术与其他连接方式的对比与优势引言:在各个行业中,连接技术是不可或缺的一环。
而铆接技术作为一种常见的连接方式,与其他连接方式相比,具有独特的优势。
本文将对铆接技术与其他连接方式进行对比,并探讨其优势所在。
一、对比1.1 焊接与铆接焊接是一种常见的连接方式,通过加热两个或更多的金属材料,使其熔化并融合在一起。
而铆接则是通过将铆钉或铆母固定在工件上,形成连接。
相比之下,焊接需要使用高温,容易引起变形和热应力。
而铆接则不需要加热,能够避免这些问题。
此外,焊接需要使用电力或气体,而铆接只需要手动操作,更加方便快捷。
1.2 螺纹连接与铆接螺纹连接是通过螺纹的互相咬合来实现连接。
与铆接相比,螺纹连接需要进行螺纹的切割和加工,工艺复杂且耗时。
而铆接只需要进行孔的打孔和铆钉的固定,更加简单高效。
此外,螺纹连接容易松动,需要经常检查和紧固。
而铆接连接则更加牢固可靠,不易松动。
1.3 胶粘剂连接与铆接胶粘剂连接是通过涂抹胶粘剂将两个工件粘合在一起。
与铆接相比,胶粘剂连接需要等待胶粘剂干燥,耗时较长。
而铆接则不需要等待,可以立即使用。
此外,胶粘剂连接容易受到温度和湿度等环境因素的影响,不够稳定。
而铆接连接则不受环境影响,更加可靠。
二、优势2.1 强度高铆接连接具有很高的强度,能够承受较大的载荷。
铆接连接的强度主要来自于铆钉和被铆工件的紧密结合,能够有效地分散和传递力量。
2.2 耐腐蚀铆接连接能够在恶劣环境下保持较好的耐腐蚀性能。
铆接连接的材料选择广泛,可以根据具体情况选择不同的材料,以提高耐腐蚀性能。
2.3 轻量化铆接连接相比其他连接方式更加轻量化。
铆接连接不需要额外的材料,只需要铆钉和被铆工件,减少了连接部件的重量。
2.4 维修方便铆接连接在维修时更加方便。
如果连接部件损坏,只需要将铆钉打破,更换新的铆钉即可。
而焊接连接或螺纹连接则需要进行重新加热或重新切割,工艺复杂。
2.5 美观铆接连接更加美观。
铆钉可以根据需要选择不同的外观和颜色,使连接部件更加美观。
铆钉和焊接的比较:性能、优点和缺点铆钉和焊接都是常见的金属连接方法,它们在机械和结构工程领域被广泛应用。
本文将对铆钉和焊接进行比较,包括它们的性能、优点和缺点。
一、性能比较铆钉是在连接材料上制造永久性机械连接的方法,通常是用铆钉压制材料,使其形成一个坚固的连接。
焊接是通过将连接材料加热至熔化状态,然后冷却成为一体化的连接。
1. 强度和刚度:焊接通常具有更高的强度和刚度,因为焊接可以在连接材料的整个表面上形成均匀的结构。
而铆钉连接则更适用于非常薄的材料,因为焊接可能引起变形和热应力。
2. 疲劳性能:对于受到循环加载的连接,焊接通常比铆钉更容易发生疲劳裂纹。
铆钉的连接方式对循环加载具有较好的抵抗力。
3. 耐腐蚀性:焊接可能会在焊接缝中形成裂纹和孔隙,从而导致腐蚀的发生。
相比之下,铆钉连接不会引起这些问题,因此在一些腐蚀性环境中更可靠。
4. 复杂性和成本:焊接通常需要设备和专业技能,因此在小规模生产或临时连接中可能不太实用。
铆钉连接则更容易实施和成本更低。
二、优点比较铆钉和焊接各自具有一些独特的优点,下面是对它们进行比较的一些方面:1. 铆钉的优点:a) 简便性:相对于焊接来说,铆钉连接更简单,不需要特殊设备和技能。
b) 可逆性:铆钉连接可以拆卸和重新连接,适用于需要频繁拆卸和维修的应用。
c) 材料选择范围广:铆钉连接适用于多种类型的金属和非金属材料。
d) 耐腐蚀性:铆钉连接不会出现腐蚀的问题,特别适用于腐蚀性环境。
2. 焊接的优点:a) 强度和刚度:焊接通常比铆钉连接具有更高的强度和刚度,适用于需要承受大荷载的结构。
b) 整体性:焊接可以在连接材料上形成均匀连续的结构,提高连接的整体性能。
c) 适用性广:焊接适用于多种形状和厚度的材料,能够实现更高级的连接。
d) 阻尼性能:焊接连接通常比铆钉连接具有更好的阻尼性能,适用于需要减震的应用。
三、缺点比较除了优点之外,铆钉和焊接也存在一些缺点,下面是对它们进行比较的一些方面:1. 铆钉的缺点:a) 变形和热应力:在连接薄材料时,铆钉连接可能引起变形和热应力,影响连接的性能。
一、铝及铝合金的焊接特点:1、铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。
焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。
在焊接过程加强保护,防止其氧化。
钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。
气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。
在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。
2、铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著,为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。
3、铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。
铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。
在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。
在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小。
根据生产经验,当含硅5%~6%时可不产生热裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。
4、铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断难。
高温铝强度很低,支撑熔池困难,容易焊穿。
飞机为什么是铆接而不是焊接
坐飞机上,可以看到飞机外面很多铆接的痕迹。
一个问题由此而生,为什么不用焊接?
按说起来,现在焊接技术很成熟,连火箭都能焊得了,飞机为什么不行呢?
这个就涉及到现代飞机的主要制造材料是铝合金。
这种材料有一个突出的特点就是焊接性能极差。
采用焊接后,焊接区域局部应力集中,使得金属变脆,而且易产生一些缺陷,使得这些位置的结构在性能变差了。
长时间使用,由于震动等原因可能会有裂缝,这个缝可能会随着焊接缝延伸,可能会导致机毁人亡的事故。
而铆接具有很好的抗振动、抗疲劳等特点,天然地具有抗裂纹继续扩大的能力。
另外一个原因是飞机蒙皮厚度太薄了,一般也就2毫米左右,焊接难度很大。
由于长时间使用,由于飞鸟碰撞、或其他什么撞击等原因,部分部件可能会损坏,这就需要进行更换。
拆装铆钉相比焊接的拆装,要容易得多。
可能有人说,用螺栓行不行?不是更容易拆吗?
螺栓连接会增加重量,对于飞机来说,减轻才是王道。
一、铝及铝合金的焊接特点:1、铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。
焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。
在焊接过程加强保护,防止其氧化。
钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。
气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。
在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。
2、铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著,为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。
3、铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。
铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。
在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。
在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小。
根据生产经验,当含硅5%~6%时可不产生热裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。
4、铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断难。
高温铝强度很低,支撑熔池困难,容易焊穿。
5、铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。
在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。
弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。
因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。
6、合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降。
7、母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时,焊接热会使热影响区的强度下降;铝为面心立方晶格,没有同素异构体,加热与冷却过程中没有相变,焊缝晶粒易粗大,不能通过相变来细化晶粒。
二、焊接方法几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金,但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同,各种焊接方法有其各自的应用场合。
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的铝薄板及铸件的补焊。
焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。
惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。
铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。
铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、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。
1)气焊气焊的热功率比电弧焊低,热量分散,因而焊件变形大,生产效率低。
且焊缝金属晶粒粗大,组织疏松,容器产生夹渣。
实际上被氩弧焊所取代。
2)焊条电弧焊焊条电弧焊的接头质量较差,工业中应用较少,主要用于焊补。
3)手工钨极氩弧焊优点:热量比较集中,电弧燃烧稳定,焊缝金属致密,焊接接头的强度和塑性较高,接头质量较优,可焊接的板厚度为1mm~20mm,是焊接铝和铝合金最普通的方法。
缺点:此方法不宜在露天操作。
4)熔化极氩弧焊优点:以焊丝为电极,电流比较大,电弧功率大,热量集中,焊接速度快,生产效率高。
可焊接厚度为小于50mm。
缺点:焊丝直径受送丝系统的限制,且焊缝的气孔敏感性较大。
5)熔化极脉冲钨极氩弧焊焊接电流小,参数调节范围广,焊件变形小,适用于薄板焊和全位置焊。
常用于2~12mm。
6)其它不常用的焊接方法:等离子弧焊、真空电子束焊、激光焊、电阻焊等。
按照本公司产品的特点及需求宜采用双脉冲熔化极气体保护焊,焊接质量好、生产效率高,但焊机成本较高,国产双脉冲熔化极气体保护焊机一套(含送丝机、送丝软管、焊枪等)约4~5万元;也采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊,此焊接方法焊缝成型美观,焊机成本较低,约1~2万元,但此种焊接方法生产效率较低,不宜在露天操作。
1、焊丝的选用主要按照下列原则:(1)纯铝焊丝的纯度一般不低于母材;(2)铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近;(3)铝合金焊丝中的耐腐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材;(4)异种铝材焊接时应按耐腐蚀较高、强度高的母材选择焊丝;(5)不要去耐腐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝,如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi-1等(注意强度可能低于母材)。
本公司选用焊丝需待产品铝合金材质确认后再选取,铝焊丝价格大概在30~40元/Kg。
2、焊丝、焊件的清洗:在焊前必须将铝焊丝(钨极氩弧焊焊丝需进行表面清理,溶化极气体保护焊盘丝不需进行表面处理,因为盘丝有保护措施防止氧化、污染)、铝板表面上的油污、氧化膜等污物清洗掉。
清洗方法如下:a) 去油污在清除氧化膜之前,先将铝丝表面、铝板坡口及其两侧(各30mm内)的油污、脏物清洗干净。
在生产上一般采用汽油或丙酮、醋酸乙酯、松香水、四氯化碳等溶剂。
也可配制一种化学混合液进行脱脂处理,其步骤如下:①在温度为(60~70)℃的混合溶液(工业磷酸三钠(40~50)g,碳酸钠(40~50)g,水玻璃(20~30)g,水1L)中加热(5~8)min;②在50℃左右的热水中冲洗2min;③冷水中冲洗2min。
清除氧化膜氧化膜的清理有机械清理及化学清理两种方法。
①机械清理在去除油污后,可用不锈钢丝轮、铜丝轮或刮刀,将焊件坡口两侧表面刮净。
这种方法较简便,但清理的质量较差,主要用于焊缝质量要求不高、焊件尺寸较大、不易用化学方法清理或化学清理后又被局部污染的焊件。
这种方法难于清除焊丝表面的氧化膜。
②化学清理铝及铝合金板材、管子及铝丝化学清理时,先把铝板、铝管及铝丝放入温度为40~60℃、浓度8~10%的氢氧化钠溶液中侵蚀,保持10~15min(对于铝合金只需5min)后取出,用冷水冲洗2min;再置于30%的硝酸溶液中进行光化处理,以中和余碱,避免碱液继续腐蚀铝板、铝管、铝丝;再用流动的冷水冲洗2~3min。
按本公司产品特点可采用直径为0.15mm~0.2mm的铜丝刷或不锈钢刷的机械清理方法,不能使用砂轮打磨,因为使用砂轮打磨只会使氧化膜熔合在焊材表面,而不会真正去除。
而且如果使用硬质砂轮,其中的杂质会进入焊缝,导致热裂纹。
此外,由于Al2O3 膜在极短的时间内又会重新生成和堆积,为了使氧化膜尽可能少地影响焊缝,清理完毕后应立即施焊。
清理工作完成后,铝丝应置于150~200℃的烘箱内,随用随取。
清理过的焊件、焊丝必妥善保管,不准随意乱放。
铝板坡口清理后宜立即进行装配、焊接,一般不得超过24h。
3、保护气体:保护气体为氩气、氦气或其混合气。
交流加高频TIG焊时,采用大于99.9%纯氩气,直流正极性焊接宜用氦气。
MIG焊时,板厚<25mm时宜用氩气;板厚25~50mm时氩气中宜添加10%~35%的氦气;板厚50mm~75mm时氩气中宜添加10%~35%或50%的氦气;当板厚>75mm时推荐采用添加50%~75%氦气的氩气。
氩气应符合GB/T4842-1995《纯氩》的要求。
氩气瓶压低于0.5MPa 后压力不足,不能使用。
按照本公司产品的特点保护气体采用大于99.9%纯氩气。
4、钨极氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。
纯钨的熔点和沸点高,不易溶化挥发,电极烧损及尖端的污染较少,但电子发射能力较差。
在纯钨中加入1%~2%氧化钍的电极为钍钨极,电子发射能力强,允许的电流密度高,电弧燃烧较稳定,但钍元素具有一定的放射性,使用时应采取适当的防护措施。
在纯钨中加入1.8%~2.2%的氧化铈(杂质≤0.1%)的电极为铈钨极。
铈钨极电子逸出功低,化学稳定性高,允许电流密度大,钨放射性,时目前普遍采用的电极。
锆钨极可防止电极污染基体金属,尖端易保持半球形,适用于交流焊接。
按照本公司产品的特点钨极可采用铈钨极。
三、总结综上所述,结合公司产品发展方向及铝合金焊接的主流发展趋势,建议采用双脉冲熔化极气体保护焊(应配套铝合金焊接专用的送丝机及送丝软管),焊接质量好、生产效率高;保护气体采用大于99.9%纯氩气;再按产品材质选取合适的铝合金盘丝(焊丝),焊前焊丝、工件坡口及坡口两侧各50mm范围应用丙酮去除油污,用Φ0.2mm左右的不锈钢丝刷(轮)清理表面氧化膜,经清理的焊丝和焊件焊前严禁沾污,如超过4h未焊,应重新清理。
四、铆接特点汽车轻量化已然成为汽车工业发展的必然趋势。
而大量使用铝合金和高强度钢等先进轻量化材料是解决汽车轻量化的重要手段之一。
传统的连接工艺在连接这些先进轻量化材料时面临着巨大的困难;研究表明,自冲铆接方法是一种能够有效连接上述材料的新型工艺手段。
为了能够在世界汽车市场中占据一席之地,中国的汽车工业必然会大量应用铝合金及先进高强钢等轻量化材料。
然而这些材料的引入必将对车身连接技术提出巨大挑战。
目前,汽车工业中使用最广泛的装配工艺是电阻点焊,这种连接工艺在大批量生产中已被证明是可靠的;但是电阻点焊工艺主要是用于连接车用薄钢板,而对于铝板与铝板以及铝板与钢板的连接则显得力不从心。
首先,对于铝板的连接,由于铝合金具有导热性好、电导率高且易与铜电极发生合金化反应等特点,在运用传统电阻点焊工艺连接铝合金结构件时将出现能耗大、点焊质量不稳定、焊接后铜电极末端易受污染,缩短了焊头使用寿命等缺点;而将其用于铝板与钢板的连接时则由于铝和钢的熔点与热膨胀系数的巨大差异以及熔焊时易形成硬而脆的金属间化合物而使得采用传统的电阻电焊方法难以实现铝板和钢板之间的连接。
由于用电阻点焊工艺连接铝板以及铝板与钢板的混合板件时存在上述种种困难,研究人员开始考虑使用胶粘、摩擦搅拌焊以及铆接等连接技术来代替电阻点焊方法用于连接铝板以及铝板与钢板的混合板件。
胶粘接头虽然具有良好的疲劳性能,但是在高温固化时容易产生变形。
摩擦搅拌焊虽然可以不存在焊接变形,但是搅拌结束后残留的工艺孔会削弱接头的静态和动态力学性能,而且摩擦搅拌焊工艺时间较长不利于大批量生产。
而传统的铆接工艺需要对铆接材料进行预冲孔,然后用铆钉进行连接;这样的铆接工艺过程复杂、外观质量较差、效率低且不易实现自动化,这大大限制了铆接工艺的自动化发展,因而有很大的局限性。