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铝合金与不锈钢的焊接工艺
铝合金与不锈钢的焊接工艺
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(2)垫板 为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷,焊 前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢 或碳钢,表面开一圆弧形槽,以保证反面焊缝成形。 (3)预热 对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚 度超过5mm的焊件时,为了使接缝附近达到所需要的温度, 焊前应对焊件进行预热,预热温度为100~300℃。
(7)焊缝的酸洗及钝化处理
酸洗:去除焊缝及热影响区表面的氧化皮; 钝化:使酸洗的表面重新形成一层无色的致密氧化 膜,起耐腐蚀作用。 酸洗前须进行表面清理及修补,包括修补表面损伤、 彻底清除焊缝表面残渣及焊缝附近表面的飞溅物。
(8)焊后检验
焊后除了要进行一般焊接缺陷的检验外,还要进行 耐蚀性试验。
谢谢各位同学 耐心观看!
①降低母材和焊缝中的含碳量 :将钢中的碳 降低到小于或等于其室温时在γ相中的溶解度,这 样在加热时就不会有或很少有Cr23C6析出,从而 从根本上避免了贫铬层的形成。如 00Crl9Ni10、 00Crl8Nil0N及焊丝H00Crl9Nil2Mo2
②在钢中加入稳定的碳化物形成元素(钛、铌、 钽等):如0Crl8Ni11Ti、0Crl8Ni11Nb及焊丝 H0Cr20Ni10Ti、H0Cr20Ni10Nb等 。 (3)焊后进行固溶处理: 固溶处理可使已经析出的Cr23C6重溶于奥 氏体中。 固溶处理:T=1050-1150℃ 此方法对大型复杂零部件有一定的困难,处 理后再次在敏化温度范围加热,仍然会形成贫铬 层。
B、熔化极惰性气体保护焊 一般采用直流反接法 ,焊接电流为相同直径的碳钢焊 丝的80% ;保护气体可用纯Ar,Ar+O2(CO2)或Ar十 He十CO2混合气 ;板厚δ=6-25mm用喷射过渡,δ< 6mm用短路过渡。 CO2气体保护焊不适合焊接A不锈钢,因为CO2焊接时 使焊缝增碳([Cr]+CO2=Cr2O3+[C])
2)电化学腐蚀:金属与介质 ( 电解质溶液,即酸、碱、盐 溶液 )发生电化学反应而产生的腐蚀。 特点:有电流产生。
2、不锈钢的腐蚀形式
(1)均匀腐蚀 接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。 (2)点蚀 在金属材料表面产生尺寸小于1.0mm的穿孔性或蚀 坑性宏观腐蚀; 原因:材料表面钝化膜局部破坏引起; 预防措施:A、降低cl-浓度;B、减少夹杂物,增加 均匀性;C、降低含碳量,增加Cr、Mo、Ni含量。
(4)A不锈钢焊接的工艺要点 1)焊前准备 A、下料方法的选择: 机械切割、等离子弧切割及碳弧 气刨等,最好等离子弧切割; B、坡口的制备 适当减小V形坡口角度。当板厚大于 10mm时,应尽量选用焊缝截面较小的U形坡口; C、焊前清理 将坡口两侧20mm~30mm范围内的焊件 表面清理干净,如有油污,可用丙酮或酒精等有机溶剂擦 拭。对表面质量要求特别高的焊件,应在适当范围内涂上 用白垩调制的糊浆,以防飞溅金属损伤表面; D、表面防护 避免损伤钢材表面,不允许用利器划伤 钢板表面,不允许随意到处引弧等 。
(2)较大的热导率和比热容
铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍,焊接 过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此,焊 接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量,焊前常需采取预热 等工艺措施。
(3)热裂纹倾向大
线膨胀系数约为钢的2倍,凝固时的体积收缩率达 6.5%左右,因此焊接某些铝合金时,往往由于过大的内 应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防 止产生热裂纹,如使用焊丝HS311.
脉冲MIG焊可以将熔池控制的很小,容易进行全位置 焊接,尤其焊接薄板、薄壁管的立焊缝、仰焊缝和全位置 焊缝是一种较理想的焊接方法。脉冲MIG焊电源是直流脉 冲,脉冲TIG焊的电源是交流脉冲。
二、不锈钢的焊接工艺
1、不锈钢的性能
(1)物理性能 热导率小、线膨胀系数大、电阻率大。
(2)耐腐蚀性 1)化学腐蚀: 金属与介质 ( 干燥气体和非电解质溶 液 ) 发生化学反应而产生的腐蚀。例如:高温氧化、脱碳等。 特点:无电流产生
2)焊接方法 焊接奥氏体不锈钢时,应控制焊接热输入和层间温度, 以防止热影响区晶粒长大及碳化物析出,应根据具体焊接 性和使用要求选择: A、焊条电弧焊 同样直径的焊条,焊接电流值应比低碳钢焊条降低 20%左右 ;焊条长度应比碳素钢焊条短;采用直流反接 施焊 ;多层焊时,待上一层焊道冷到60℃以下再焊下一 层焊道,以防晶间腐蚀 ;在焊接过程中,应注意提高焊 接速度,同时焊条不作横向摆动。
5、铝及铝合金熔化极氩弧焊(MIG焊)焊接工艺
与TIG焊相比,MIG焊可焊的铝合金厚度明显增大,而 且焊接效率高,适合于自动化生产。 MIG焊用于焊接铝及 铝合金时通常采用直流反极性,焊接薄、中等厚度板材时, 可用纯Ar作保护气体;焊接厚大件时,采用(Ar+He)混 合气体,也可采用纯He保护。焊前一般不预热,板厚较大 时,也只需预热起弧部位。
3、铝合金焊接后的清理工作
焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣,需要及 时清理干净,否则在空气、水分的作用下,残存的溶剂和 焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜,激烈的腐蚀焊件。 因此,焊后应立即严格清除焊件上残存的污物。 常用的清渣方法和步骤: 1)在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。 2)将焊件在温度为60~80℃、质量分数为2%~3%的铬 酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗约5~10min,并用硬毛 刷仔细洗刷。
接方法严格。
脉冲TIG焊扩大了氩弧焊的应用范围,特别适用于焊 接铝合金精密零件。增加脉冲可减小热输入,有利于薄铝 件的焊接。交流脉冲TIG焊有加热速度快、高温停留时间 短、对熔池有搅拌作用的特点,焊接薄板、硬铝可得到满 意的结果。对仰焊、立焊、管子全位置焊、单面焊双面成
形等,也可得到较好的焊接效果。
(4)容易形成气孔
形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为 0.7mL/100g,而在660℃凝固温度时,氢的溶解度突降至 0.04ml/100g,使原来溶解于液态铝中的氢大量析出,形 成气泡。同时,铝和铝合金的密度小,气泡在熔池中的上 升速度较慢,加上铝的导热性强,熔池冷凝快,因此,上 升的气泡往往来不及逸出,留在焊缝内成为气孔。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 氢的主要来源,因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工 作。
显微组织:奥氏体 成分:高铬不锈钢+适量的Ni 典型钢种: 18-8钢 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 25-20钢 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 25-35钢 0Cr21Ni32 4Cr25Ni35
(1)焊接分析 1)接头的耐蚀性
脆化等 . (2)预防措施:
变形能力强、含碳量低,焊接性良好; 问题:腐蚀、焊接热裂纹、铁素体含量的控制、
(5)接头不等强度
铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度 降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化 铝合金接头的强度约为母材的75%~100%;热处理强化 铝合金的接头强度较小,只有母材的40%~50%。
(6)焊穿
铝及铝合金从固态转变为液态时,无明显的颜色变 化,所以不易判断母材温度,施焊时常会因温度过高无法 察觉而导至焊穿。
3)在热水中冲刷洗涤焊件。 4)将焊件用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。
4、铝及铝合金钨极氩弧焊(TIG焊)的焊接工艺
(1)焊丝的选用 HS311是一种通用焊丝,采用这种焊 丝焊接时,金属流动性好,有较高的抗热裂性能,并能保 证一定的强度。但在焊接铝镁合金时,焊缝中会出现脆性 化合物Mg2Si,降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝-镁合 金时应采用HS331。 (2)焊接接头及坡口形式 坡口形式。 (3)焊接电源 应选用交流电源。
C、钨极氩弧焊 焊缝成形好,线能量很低,特别适合焊接对过热敏感的 各种奥氏体钢;一般采用直流正接,以防止因电极过热而 造成焊缝中渗钨的现象 ;但因生产效率较低、成本高, 一船只用于焊接6mm以下的薄板 。 D、埋弧焊 埋弧焊具有热输入量高、熔池尺寸大、冷却和凝固速度 较低等特点,加剧了合金元素的偏析,使热裂纹倾向加大; 同时,在冷却过程中还可能因在敏化温度区间停留时间较 长,导致耐晶间腐蚀能力下降。应用不如在低合金钢焊接 中那样普遍。
D、尽可能控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳 定; E、控制焊缝成形,保证焊件表面完好无损,焊接时 要避免焊件碰撞损伤和在焊件表面进行引弧,造成局部损 伤影响其耐蚀性; F、焊后热处理 奥氏体不锈钢焊接后,原则上不进 行热处理。只在焊接接头产生了脆化要进一步提高其耐蚀 能力时,才根据需要选择固溶处理、稳定化处理或消除应 力处理; G、焊后焊接变形不能用火焰加热矫正 .
(5)焊接材料选择
A、适用性原则 B、注重实验验证 C、考虑熔合比大小对焊缝成分的影响 D、根据焊接性要求确定合金化程度 E、注重具体合金成分在该合金系统中的作用
(wk.baidu.com)焊接工艺要点
A、合理选择焊接方法,药芯焊丝电弧焊最好,不锈 钢薄板宜用TIG焊,厚板用气保焊; B、控制焊接参数,避免接头产生过热:如热输入比 焊接碳钢时小20-30%;焊接时采用小电流、窄道快速焊, I=(25-35)d, ;焊完进行强制冷却(加垫板、水冷等); 避免交叉焊缝;多层焊时使层间温度冷却到60℃以下再焊 下一道; C、注意焊接接头设计的合理性,A钢焊接时选择同 质材料,坡口一般60。,选择镍基材料做焊材时,坡口需 增大80;
(3)缝隙腐蚀 金属构件中发生的斑点状宏观蚀坑; 原因:间隙中溶液流动发生迟滞,致使溶液中局部 cl-浓化,不锈钢表面钝化膜吸附cl-被局部破坏。 (4)晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。 原因:贫铬理论 (5)应力腐蚀 在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下而引起的断裂。
3、A(奥氏体)不锈钢的焊接
铝合金与不锈 钢的焊接 工艺
学生:徐 泽 强 班级:车辆5班 学号:CD120379
一、铝合金的焊接工艺
1、铝及铝合金的焊接性
(1)强的氧化能力
铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜 薄,厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃,远远超过 铝及铝合金的熔点(约660℃),而且体积质量大,约为 铝的1.4倍。焊接过程中,氧化铝薄膜会阻碍金属之间的 良好结合,并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分,焊接时 会促使焊缝生成气孔。因此,焊前必须严格清理焊件表面 的氧化物,并加强焊接区域的保护。
2、铝合金焊接前进行的准备工作
(1)焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和 油污,这是防止产生气孔、夹渣的重要措施。 1)化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝 及尺寸不大、成批生产的焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗 法两种,清洗剂及清洗工艺。 2)机械清理 先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭 焊件表面的油污,然后用细铜线刷至表面露出金属光泽, 或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊,否则 应重新清理。
这种焊接适于焊接厚度小于3mm的铝及铝合金薄板, 工件变形明显小于气焊。交流TIG焊具有去除氧化膜的清 理作用,不用熔剂,避免了焊后熔剂残渣对接头的腐蚀,
接头形式不受限制,焊缝成形良好、表面光亮。氩气流对
焊接区的冲刷使接头冷却加快,改善了接头的组织性能,
适于全位置焊接。由于不用熔剂,焊前清理要求比其他焊
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