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鋁鎂合金管 鋁錳合金管型母線管母線材料焊接的工藝方法
(1)焊前準備
采用化學或機械方法,嚴格清理焊縫坡口兩側的表面氧化膜。
化學清洗是使用堿或酸清洗工件表面,該法既可去除氧化膜,還可除油污,具體工藝過程如下:體積分數為6%~10%的氫氧化鈉溶液,在70℃左右浸泡0.5min→水洗→體積分數為15%的硝酸在常溫下浸泡1min進行中和處理→水洗→溫水洗→干燥。洗好后的鋁鎂合金管 鋁錳合金管型母線表面為無光澤的銀白色。
機械清理可采用風動或電動銑刀,還可采用刮刀、安徽阜陽銼刀等工具,對于較薄的氧化膜也可用0.25mm的銅絲刷打磨氧化膜。
清理好后立即施焊,如果放置時間超過4h,應重新清理。
(2)確定裝配間隙及定位焊間距
施焊過程中,鋁板受熱膨脹,致使焊縫坡口間隙減少,焊前裝配間隙如果留得太小,焊接過程中就會引起兩板的坡口重疊,增加焊后板面不平度和變形量;相反,裝配間隙過大,則施焊困難,并有燒穿的可能。合適的定位焊間距能保證所需的定位焊間隙,因此,選擇合適的裝配間隙及定位焊間距,是減少變形的一項有效措施。根據經驗,不同板厚對接縫較合理的裝配工藝參數如表2。
(3)選擇焊接設備
目前市場上焊接產品種類較多,一般情況下宜采用交流鎢極氬弧焊(即TIG焊)。它是在氬氣的保護下,利用鎢電極與工件問產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接方法。該焊機工作時,由于交流電流的極性是在周期性的變換,在每個周期里半波為直流正接,半波為直流反接。正接的半波期間鎢極可以發射足夠的電子而又不致于過熱,有利于電弧的穩定。反接的半波期間工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而獲得表面光亮美觀、安徽阜陽成形良好的焊縫。
(4)選擇焊絲
一般選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。
(5)選取焊接方法和參數
一般以左焊法進行,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時,以右焊法進行,焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上時,開V形坡口,夾角為60°~70°,間隙不得大于1mm,以多層焊完成。壁厚在1.5mm以下時,不開坡口,不留間隙,不加填充絲。焊固定管子對接接頭時,當管徑為200mm,壁厚為6mm時,應采用直徑為3~4mm的鎢極,以220~240A的焊接電流,直徑為4mm的填充焊絲,以1~2層焊完。
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【標題】鋁鎂合金管 鋁錳合金管型母線材料的焊接特點
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①鋁鎂合金管母線管母線表面處理除油(脫脂)后的水冼:應該MIL-A-8625具備兩次水洗,鋁氧化著色目的是洗凈產品殘留的藥液(或酸或堿,若除油劑中添加溶劑型乳化劑的,清洗更為重要。)或油污。防止帶入隨后槽液中影響槽液的穩定性以及產品帶有油污而產生不良品。該兩次水洗可不作溢流使用,視工作量定時更換就行了。②堿蝕后的水洗:至少需要三次水洗。目的是洗掉經堿蝕后的鋁材表面殘留的黏稠的堿蝕槽液膜,由于比較難清洗,建議笫一個水槽的水盡量減少更換次數,保證一定溫度和堿度,這樣有利于清洗產品。后面兩水槽有條件的話,可增加攪拌效果更好。該兩次水洗可不作溢流使用,視工作量定時更換就行了。③化學(電解)拋光后的水洗:具備兩次水洗就行了,鋁氧化著色目的洗掉鋁材表面黏滯的化拋藥液,建議個水槽應保證帶有一定溫度以利于產品清洗。第二個水槽可采用循環流動水清洗效果更好。(電解后需增加除膜工藝后再水洗兩次)④鋁硬化處理廠中和后的水洗:至少保證兩次水洗。如果將中和槽內的硝酸帶入氧化槽,會造成氧化不成膜或僅成幾個微米的薄膜現象。或將中和槽中的其它金屬離子帶入氧化槽,也會造成氧化槽雜質量增加,產生氧化不良,例如消光厲害,耐磨度差等。加速氧化槽液老化。建議該兩個水槽應采用循環流動水清洗,以保護氧化槽正常維護。⑤除油,鹼蝕,化拋后增加熱水清洗效果更好。
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脫脂時間的延長與脫脂溫度的升高對6063G鋁鎂合金管 管母線具有相類似的影響規律,即脫脂時間越長,合金表面出現斑點、安徽阜陽附近斑塊腐蝕的可能性越大,斑點、安徽阜陽附近斑塊腐蝕的影響程度也越來越深。一般脫脂時間應為3min(對200g/L的H2SO4而言),脫脂時間過短或過長都會使型材表面出現不均勻現象,為后續的陽極氧化處理留下隱患。關于脫脂時間的影響作用可從以下兩方面介釋:(1)脫脂液中的Cl-有擴大斑點和斑塊腐蝕的趨勢,而且其濃度越高,影響越甚,這種情況下,如果脫脂時間超過正常值,負面作用就更為嚴重;(2)隨著脫脂時間的延長,合金中的微量元素會部分溶解,致使型材表面出現凹凸不平的腐蝕缺陷。2堿洗堿洗是預處理工藝中關鍵的步驟,堿洗劑以及添加劑,反應溫度、安徽阜陽附近時間等不同程度地影響著鋁型材的表面質量。當堿洗劑和添加劑選定之后,影響堿洗效果的因素是堿洗溫度和堿洗時間。2.1溫度的影響堿洗時的反應活化能約46kJ/mol,這個數值一般不隨蝕洗條件的變化而改變,但反應速度卻會因溫度升高而加快(溫度每升高10℃,速度就增加一倍)。文獻研究表明:堿洗時反應溫度過高會使鋁型材表面產生“干涸斑點”缺陷。當堿洗溫度較高時(高于70℃),堿液反應速度非常快,型材從堿洗槽移出時,會有大量的堿液附集在其表面,由于此時型材表面仍然保持較高溫度,所以蝕洗速度仍然很高,殘留有堿液的區域迅速干涸后出現Al2O3斑點,而且這些斑點在后續處理中很難。另外,由于堿洗溫度高,反應速度快,溶解下來的Zn2+、安徽阜陽附近Fe3+亦能在較短時間內以溶解2再沉積方式進一步加劇局部腐蝕。一般堿洗溫度保持在50℃左右較為合適,既能保證堿洗質量,又能防止腐蝕斑點塊的發生。2.2時間的影響堿洗時間的長短對處理效果有著至關重要的作用,對于在50℃,用NaOH(50g/L)作為堿洗劑的條件下,時間一般取2min為宜。堿洗時間太短,達不到除氧化膜及活化表面的效果;時間過長,不僅增加鋁的損耗量,而且有可能將潛在的缺陷擴大,造成產品報廢。3水洗水洗的質量對合金的陽極氧化效果有很大影響,由酸槽、安徽阜陽附近堿槽帶入的大量雜質離子以及較低或較高的pH值都會產生點蝕,特別是對點蝕敏感的氯離子,因其自催化作用很容易在不完整的鈍化膜上產生腐蝕斑點。所以,應注意預處理過程中的水洗質量,在保證充分水洗的情況下,還要適當控制水洗液中的氯離子含量。3.1時間的影響隨著水洗時間的延長,鋁型材表面斑塊腐蝕大大加劇,腐蝕面積也有所增大。顯微鏡下觀察水洗試樣,發現斑點腐蝕隨水洗時間的變化沒有明顯的規律性,但斑塊腐蝕受水洗時間的影響顯著,即水洗時間超過正常值越多,斑塊腐蝕的面積越大,顏色也更深。關于水洗時間的確定隨處理工序的不同而略有差別,一般脫脂與中和工序后的水洗時間比堿洗后的稍長,但均以不超過2min為宜,以免型材表面出現斑塊缺陷。另外,若水洗方式改為沖洗,便能有效地防止表面斑塊腐蝕。3.2氯離子的影響研究發現,水洗液中的Cl-有誘發斑塊腐蝕的作用。當水洗液中無Cl-存在時,型材表面幾乎沒有出現斑塊腐蝕,只有零星的少量斑點腐蝕;當水洗液中加入0.1g/L的Cl-后,型材表面出現了明顯的斑塊腐蝕區域,但面積不大,腐蝕程度較淺;當Cl-達到0.3g/L時,型材表面出現了大量的斑塊腐蝕,且呈片狀連續分布。4中和堿洗過程溶解鋁,但合金中許多第二相組分不能溶解,這些物質堿洗后殘留于金屬表面。另外,一些合金元素如Zn、安徽阜陽附近Si等雖溶于堿,但蝕洗時會重新積存于合金表面,所以在陽極氧化前必須進行中和,以表面殘留的雜質。要想獲得良好的中和效果,下面兩點很重要:一是適當控制中和溫度,避免因溫度過高或過低出現表面缺陷;二是嚴格控制中和液中的Fe3+濃度,減少因Fe3+的氧化性引起的斑點腐蝕。4.1溫度的影響溫度是中和過程的重要因素,它直接影響中和反應的速度。溫度過低,反應不徹底,金屬表面的殘留雜質很難干凈,尤其在冬季作業,更應注意溫差的影響;溫度過高,鋁的溶解速度較快,為斑點腐蝕的擴展準備了條件。一般反應溫度控制在20℃較為理想,對于新配制的酸液(特別是H2SO4),應冷卻到需要溫度再進行中和反應。4.2 Fe3+的影響實驗結果表明,硫酸中和液中Fe3+的存在,它在一定程度上加速了斑點腐蝕,同時還能誘發、安徽阜陽附近加劇斑塊腐蝕的發展。當H2SO4中Fe3+很少時,金屬表面的斑點、安徽阜陽附近斑塊腐蝕很少,反應較均勻;當H2SO4中Fe3+的濃度達到0.1g/L時,金屬表面開始出現斑點腐蝕,并且有散亂的斑塊腐蝕分布;當Fe3+的濃度提高到0.3g/L時,斑點腐蝕的數目和斑塊腐蝕的面積均明顯增加,型材表面質量很差。研究發現,當Fe3+濃度很高時,H2SO4中和液的氧化性就很強(因Fe3+的氧化性很強),致使中和過程中鋁的溶解速度加劇,鋁型材的表面質量較差。5結束語預處理工藝雖然是陽極氧化處理前的輔助工序,但對鋁型材的表面質量有著不可低估的作用。各廠家應從自身的情況出發,制定出切實可行的預處理工藝參數,以提高鋁型材的表面處理質量。
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