闪光对焊工艺 常用金属的闪光对焊

  仪器信息网 ·  2009-03-30 19:49  ·  6530 次点击
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。现分述如下:
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,应采用较大高温塑性区的宽度,采用较大的顶锻压力。
3)结晶温度区间结晶温度区间越大,半熔化区越宽,应采用较大的项锻压力和顶锻留量,以便把半熔化区中的熔化金属全部排挤出去,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物是提高接头质量的关键。金属的成分不同,其氧化性和生成的氧化物也不同。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、A12O3、、Cr2O3等,就必须在被焊金属还处在熔化状态时,才有可能将它们排出。因此,在焊接含有较多Si、A1、C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。
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的电阻系数较高,加热时碳元素的氧化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,半熔化区内含碳量高的熔化金属被挤出,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碳量的提高、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,甚至对熔焊来说比较难焊的铸铁也是——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Al、Cr、Si、Mo等元素易牛成高熔点氧化物,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。表3是碳素钢和合金钢闪光对焊工艺参数的参考值。
低合金钢的焊接特点与中碳钢相似,具有淬硬倾向,应采用相应的热处理方法。这类钢的高温强度较大,易生成氧化物夹杂,需要采用较高的顶锻压强,较高的闪光和顶锻速度。
高碳合金钢除具有高碳钢的特点外,还含有一定数量的合金元素。由于含碳量高,结晶温度区间宽,接口处的半熔区就较宽,如果顶锻压力不足,塑性变形量不够,残留在半熔化
区内的液态金属将形成疏松组织。还因含有合金元素,会形成高熔点氧化物夹杂。因此,需要较高的闪光和顶锻速度,较大的顶锻压强和顶锻留量。
奥氏体钢的主要合金元素是Cr和Ni,这种钢具有高温强度高、导电和导热性差、熔点低(与低碳钢相比),又有大量易形成高熔点氧化物的合金元素(如Cr)。因此,要求有大的顶锻压强,高的闪光和顶锻速度。高的闪光速度可以减小加热区,可有效地防止热影响区晶粒急剧长大和抗腐蚀性的降低。
(3)铝及其合金的闪光对焊这类材料具有导电导热性好、熔点低、易氧化且氧化物熔点高、塑性温度区窄等优点,给焊接带来困难。
铝合金对焊的焊接性较差,工艺参数选择不当时,极易产生氧化物夹杂、疏松等缺陷使接头强度和塑性急刷降低。闪光对焊时,必须采用很高的闪光和顶锻速度、大的顶锻留量和强迫成形的顶锻模式。所需比功率也要比钢件大得多。
(4)铜及其合金的闪光对焊铜的导电导热性比铝还好,熔点较高,因而比铝要难焊得多。纯铜闪光对焊时,很难在端面形成液态金属层和保持稳定的闪光过程,也很难获得良好的塑性温度区。为此,焊接时需要很高的最后闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。
铜合金(如黄铜、青铜)的对焊比纯铜容易。黄铜对焊时由于锌的蒸发而使接头性能下降,为了减少锌的蒸发,也应采用很高的闪光速度、顶锻速度和顶锻压强。

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