耐磨藥芯焊絲歷史進程及其特點:
1958年,美國和前蘇聯同時研制成一種不需外加氣體保護的,即目前的自保護耐磨藥心焊絲。在隨后的50余年時間,自保護耐磨藥芯焊絲以其特有性得到了很大的發展。在美國,自保護耐磨藥芯焊絲占耐磨藥芯焊絲總量的30%。
目前,自保護耐磨藥芯焊絲廣泛用于管線建設、海洋工程、戶外大型鋼結構制造、高層鋼結構建筑、表面堆焊等。
自保護耐磨藥芯焊絲通過焊絲藥芯中的造渣劑、造氣劑在電弧高溫作用下產生的氣、渣對熔滴和熔池進行保護。自保護耐磨藥芯焊絲電弧焊方法具有以下優點:
1、不需外加保護氣源,焊槍結構簡單、重量輕,便于操作;
2、電弧穿透力要大,熔滴要呈噴射狀過渡,飛濺小;
3、具有優良的全位置立向下焊操作工藝性能,操作工藝性能好;
4、脫渣性能良好;
5、熔敷金屬能在低溫和大風等各種惡劣條件下同樣獲得較高的低溫韌性。
采用固本耐磨藥芯焊絲堆焊修復,修復費用僅為制造新輥的50%。
國內外的冷軋輥大部分是由高合金含量的9Cr2Mo,9Cr3Mo及Cr5等鐵基材料整體制造。在軋制過程中,軋輥由于受到交變載荷和熱循環的作用,故容易產生較為嚴重的疲勞磨損和熱疲勞裂紋,出現表面剝落、磨損及掉塊等問題。因此軋輥成本昂貴、報廢率高,所以采用耐磨藥芯焊絲進行軋輥修復和再利用是實際生產中亟待解決的問題。
堆焊技術修復冷軋輥是冶金工業中提高軋輥使用壽命的重要技術手段。采用堆焊方法修復的冷軋輥,要求其堆焊金屬與原始軋輥硬度相當,耐磨性能明顯提高,抗裂性能良好。采用固本堆焊修復新鋼公司冷帶廠報廢的9Cr2Mo冷軋輥,堆焊層平均硬度HRC59.5,其組織為均勻的板條馬氏體、彌散分布的碳化物顆粒以及少量殘余奧氏體,修復費用僅為制造新輥的50%。
鋁及鋁合金在現代工程技術所用的各種材料中占有舉足輕重的地位,它在世界年產量僅次于鋼鐵而居第二位,在有色金屬中則居位。如果說鋁合金初是在航空工業中嶄露頭角的話,那么近幾十年來,除航空工業外,在航天、汽車、船舶、橋梁、機械制造、電工、化學工業及低溫裝置中已大量應用鋁及鋁合金,以制造各種部件、油箱、耐蝕容器及導線等。目前鋁合金焊接結構中應用廣的是防銹鋁合金,即鋁鎂合金和鋁錳合金。
?保護氣體的選擇?
焊接時所用的保護氣體有惰性氣體氬氣(Ar)和氦氣(He),生產上普遍使用氬氣。用于焊接鋁及鋁合金的氬氣滿足下列純度(體積分數)要求:氬氣大于99.99%,氦氣小于0.04%,氧氣小于0.03%,水的質量分數小于0.07%。目前國內生產的氬氣,其純度一般能達到此要求,故在使用前不需再進行提純處理。
?鎢電極的選用?
氬弧焊用的鎢極材料有純鎢、釷鎢、鈰鎢、鋯鎢四種。純鎢極的熔點和沸點高,不容易熔化揮發,但電子發射能力比釷鎢、鈰鎢要差。在純鎢中加入質量分數為1.0%~2.0%的氧化釷(Tho)電極稱為釷鎢極。它的電子發射能力強,允許的電流密度高,電弧燃燒穩定。
?溶劑的選擇?
在氣焊、碳弧焊過程中,熔化的金屬表面極易氧化而形成氧化膜,為焊接質量,用熔劑去除氧化膜及其他雜質。氣焊、碳弧焊用的熔劑是各種鉀、鈉、鋰、鈣等元素的氯化物和氟化物粉末的混合物。
?焊絲的選用?
在鋁合金材料的焊接過程中,鋁合金用焊絲的選用至關重要,選取前應該了解以下內容:
?是否所有的鋁合金材料都可用作焊接填充合金?
?是否所有的鋁合金都可以焊接?
?應避免發生的缺陷有哪些?
?如何選擇焊接填充合金?
?選擇時應當考慮的標準是什么?
?鋁合金系列需要了解?
選擇什么樣的焊絲?
一種母材可以用多種鋁合金焊材完成焊接 ,如5083-5083的焊接:可用 5356,5183,5556 等焊絲。但是每一種焊絲得到的焊接接頭可能只能在某一個性能方面是佳的。選擇佳的焊絲時,主要應考慮焊接件的終使用性能。整體來說,主要考察以下幾個性能指標:
總之,選擇鋁合金焊絲過程中,只有在對鋁件焊接及其應用中的許多相關變量進行了充分分析后,才能選擇出合適的合金填料。
鋁合金焊接保護措施
1、焊前用化學+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學清洗,后機械打磨;
2、焊接過程中要采用合格的保護氣體進行保護;
3、在氣焊時,采用熔劑,在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點
(1)極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫,由于液態鋁可溶解大量的氫,而固態鋁幾乎不溶解氫,因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐,即使氬氣按GB/T4842標準要求,純度達到99.99% 以上,但當水分含量達到20ppm時,也會出現大量的致密氣孔,當空氣相對濕度超過80%時,如果不采取加熱等措施,焊縫就會明顯出現氣孔。同時,采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時間,并利用焊絲電弧進行熔池攪動,可以較好的幫助氣體排出熔池。
(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率約比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形的內應力,對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。
(4)鋁的導熱系數大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發燒損,從而改變焊縫金屬的化學成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現象。
(7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態轉為液態時,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度
鋁焊絲優點:
1、對鋼材的焊接,適應性強調整焊劑的成分和比例為方便和容易,可以提供所要求的焊縫化學成分。
2、工藝性能好,焊縫成形美觀 采用氣渣聯合保護,獲得良好成形。
加入穩弧劑使電弧穩定,熔滴過渡均勻。
3、熔敷速度快,生產
在相同焊接電流下藥芯鋁焊絲的電流密度大,熔化速度快,其熔敷率約為85%-90%,生產率比焊條電弧焊高。
4、可用較大焊接電流進行全位置焊接。
鋁鋁焊絲又稱鋁鋁藥芯焊絲,因此種焊絲可以把鋁材和鋁材焊接起來而得名。它不同于普通鋁焊絲要用氬弧焊機焊接,也不同于鋁硅焊絲4047需要配合釬劑才能焊接,而只需通過火焰或感應直接可以釬焊焊接(因為自帶釬劑,所以不需要另加釬劑)。
此焊絲焊接出來的工件的抗拉抗剪強度(接頭牢固性不低于基材)、導電性能、耐腐蝕性能都較好,而且質量穩定,此焊絲的釬劑成分和性能見嵩峰機電。
與使用氬弧焊機用鋁焊絲焊接相比,用鋁鋁焊絲工人操作簡單、焊接設備簡單、焊接不會使基材的結構發生變化
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