| 对焊方法及工艺 |
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| 日期：2007-7-9 21:10:19 人气：329 [大 中 小] |
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表2 闪光对焊时jf和ju的参考值 | 金属种类 | jf（A/mm2） | jf（A/mm2） | | 平均值 | 最大值 | | 低碳钢高合金钢铝合金铜合金钛合金 | 5-15 10-20 15-25 20-30 4-10 | 20-30 25-35 40-60 50-80 15-25 | 40-60 35-50 70-150 100-200 20-40 |
电流的大小取决于焊接变压器的空载电压U20。因此，在实际生产中一般是给定次级空载电压。选定U20时，除应考虑焊机回路的阻抗，阻抗大时，U20应相应提高。焊接大断面工件时，有时采用分级调节次级电压的方法，开始时，用较高的U20来激发闪光，然后降低到适应值。 （3）闪光流量δf 选择闪光流量，应满足在闪光结束时整个工件端面有一熔化金属层，同时在一定深度上达到塑性变形温度。如果δf 过小，则不能满足上述要求，会影响焊接质量。δf过大，又会浪费金属材料、降低生产率。在选择δf时还应考虑是否有预热，因预热闪光对焊的δf可比连续闪光对焊小30-50%。 （4）闪光速度vf 足够大的闪光速度才能保证闪光的强烈和稳定。但vf过大会使加热区过窄，增加塑性变形的困难，同时，由于需要的焊接电流增加，会增大过梁爆破后的火口深度，因此将会降低接头质量。选择vf时还应考虑下列因素： 1）被焊材料的成分和性能。含有易氧化元素多的或导电导热性好的材料，vf应较大。例如焊奥氏体不锈钢和铝合金时要比焊低碳钢时大； 2）是否有预热。有预热时容易激发闪光，因而可提高vf。 3）顶锻前应有强烈闪光。vf应较大，以保证在端面上获得均匀的金属层。 （5）顶锻流量δu δu 影响液体金属的排除和塑性变形的大小。δu 过小时，液态金属残留在接口中，易形成疏松、缩孔、裂纹等缺陷；δu 过大时，也会因晶纹弯曲严重，降低接头的冲击韧度。δu 根据工件断面积选取，随着断面积的增大而增大。 顶锻时，为防止接口氧化，在端面接口闭合前不立刻切断电流，因此顶锻流量应包括两部分----有电流顶锻留量和无电流顶锻留量，前者为后者的0.5-1倍。 （6）顶锻速度vu 为避免接口区因金属冷却而造成液态金属排除及塑性金属变形的困难，以及防止端面金属氧化，顶锻速度越快越好。最小的顶锻速度取决于金属的性能。焊接奥氏体钢的最小顶锻速度均为焊接珠光体钢的两倍。导热性好的金属（如铝合金）焊接时需要很高的顶锻速度（150-200mm/s）。对于同一种金属，接口区温度梯度大的，由于接头的冷却速度快，也需要提高顶锻速度。 （7）顶锻压力Fu Fu通常以单位面积的压力，即顶锻压强来表示。顶锻压强的大小应保证能挤出接口内的液态金属，并在接头处产生一定的塑性变形。顶锻压强过小，则变形不足，接头强度下降；顶锻压强过大，则变形量过大，晶纹弯曲严重，又会降低接头冲击韧度。 顶锻压强的大小取决于金属性能、温度分布特点、顶锻留量和速度、工件断面形状等因素。高温强度大的金属要求大的顶锻压强。增大温度梯度就要提高顶锻压强。由于高的闪光速度会导致温度梯度增大，因此焊接导热性好的金属（铜、铝合金）时，需要大的顶锻压强（150-400Mpa）。 （8）预热闪光对焊参数 除上述工艺参数外，还应考虑预热温度和预热时间。 预热温度根据工件断面和材料性能选择，焊接低碳钢时，一般不超过700-900度。随着工件断面积增大，预热温度应相应提高。 预热时间与焊机功率、工件断面大小及金属的性能有关，可在较大范围内变化。预热时间取决于所需预热温度。 预热过程中，预热造成的缩短量很小，不作为工艺参数来规定。 （9）夹钳的夹持力Fc必须保证工件在顶锻时不打滑 Fc与顶锻压力Fu和工件与夹钳间的摩擦系数f有关，他们的关系是：Fc≥Fu/2f。通常F0=（1.5-4.0）Fu，断面紧凑的低碳钢取下限，冷轧不锈钢板取上限。当夹具上带有顶撑装置时，加紧力可以大大降低，此时Fc=0.5Fu就足够了。 3、工件准备 闪光对焊的工件准备包括：端面几何形状、毛坯端头的加工和表面清理。 闪光对焊时，两工件对接面的几何形状和尺寸应基本一致。否则将不能保证两工件的加热和塑性变形一致，从而将会影响接头质量。在生产中，圆形工件直径的差别不应超过15%，方形工件和管形工件不应超过10%。 在闪光对焊大断面工件时，最好将一个工件的端部倒角，使电流密度增大，以便于激光闪发。这样就可以不用预热或闪光初期提高次级电压。 对焊毛坯端头的加工可以在剪床、冲床、车床上进行，也可以用等离子或气焰切割，然后清除端面。 闪光对焊时，因端部金属在闪光时被烧掉，故对端面清理要求不甚严格。但对夹钳和工件接触面的清理要求，应和电阻对焊一样。 四、常用金属的闪光对焊 所有钢和有色金属几乎都可以闪光对焊，但要获得优质接头，还需根据金属的有关特性，采取必要的工艺措施。现分析如下： （1）导电导热性 对于导电导热性好的金属，应采用较大的比功率和闪光速度，较短的焊接时间。 （2）高温强度 对于高温强度高的金属，应采用增大温塑性区的宽度，采用较大的顶锻力。 （3）结晶温度区间 结晶温度区间越大，半熔化区越宽，应采用较大的顶锻压力和顶锻留量，以便把半溶化区中的熔化金属全部排挤进去，以免留在接头中引起缩孔、疏松和裂纹等缺陷。 （4）热敏感性 常见的有两种情况，第一种是淬火钢，焊后接头易产生淬火组织，使硬度增高、塑性降低，严重时会产生淬火裂纹。淬火钢通常采用加热区宽的预热闪光对焊，焊后采用缓慢冷却和回火等措施。第二种是经冷作强化的金属（如奥氏体不锈钢），焊接时接头和热影响区发生软化，使接头强度降低。焊接此类金属通常采用较大的闪光速度和顶锻压力，以尽量缩小软化区和减轻软化程度。 （5）氧化性 接头中的氧化物夹杂对接头质量有严重危害，因此，防止氧化和排除氧化是提高接头质量的关键。金属的成分不同，其氧化性的生成也不同。若生成氧化物的熔点低于被焊金属，这时氧化物有较好的流动性，顶锻时容易被排挤出来。若生成氧化物的熔点高于被焊金属，如SiO2、Al2O3、Cr2O3等，就必须在被焊金属还处在溶化状态时，才有可能将他们排出。因此，在焊接含有较多硅、铝、铬、一类元素的合金钢时，应该采取严格的工艺措施，彻底排除氧化物。 下面介绍几种常用金属材料闪光对焊的特点： 1、碳素钢的闪光对焊 这类材料具有电阻系数高，加热时碳元素的氧化为接口提供保护性气氛CO和CO2，不含有生成高熔点氧化物的元素等优点。因而都属于焊接性较好的材料。 随着钢中的含碳量的增加，电阻系数增大、结晶区间、高温强度及淬硬倾向都随之增大。因而需要相应增加顶锻压强和顶锻留量。为了减轻淬火的影响。可采用预热闪光对焊，并进行焊后热处理。 碳素钢闪光对焊时，由于碳向加热端面扩散并被强烈氧化，以及顶锻时，半溶化区内含碳量高的溶化金属被挤出，所以在接头处形成含碳量低的贫碳层（呈白色，也称亮带）。贫碳层的宽度随着钢含量的提高、预热时间的加长而增宽；随着含碳量的增大和气体介质氧化倾向的减弱而变窄。采用长时间的热处理可以消除贫碳层。 用得最多的是碳素钢闪光对焊。只要焊接条件选择适当，一般不会出现困难。甚至对溶焊来说比较难焊的铸铁也是一样。 铸铁通常采用预热闪光对焊，用连续闪光对焊容易形成白口。由于含碳量很高，闪光时产生大量的CO和CO2保护气氛，自保护作用较强，即使在工艺参数波动很大时，在接口中也只有少量氧化夹杂物。 2、合金钢的闪光对焊 合金元素含量对钢性能的影响和应采取的工艺措施如下： 1）钢中的铝、铬、硅、钼等元素易生成高熔点氧化物，应增大闪光和顶锻速度，以减少其氧化。 2）合金元素含量增加，高温强度提高，应增加顶锻压强。 3）对于珠光体钢，合金元素增加，淬火倾向性就增大，应采取防止淬火脆化的措施。 下表是碳素钢和合金钢闪光对焊工艺参数的参考值。 各类钢闪光对焊主要参数的参考值 |
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| 出处：本站原创 作者：佚名 | |
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