生產(chǎn)管理知識_材料的等離子弧焊接

材料的等離子弧焊接索引：穿孔型等離子弧焊接最適于焊接厚度38mm不銹鋼、厚度12mm以下鈦合金、板厚26mm低碳或低合金結(jié)構(gòu)鋼以及銅、黃銅、鎳及鎳合金的對接焊縫。這一厚度范圍內(nèi)可不開坡口，不加填充金屬，不用襯墊的條件下實現(xiàn)單面焊雙面成形。厚度大于上述范圍時可采用V形坡口多層焊。關(guān)鍵詞: 高溫合金, 鋁及鋁合金, 鈦及鈦合金, 銀與鉑, 等離子弧焊接 穿孔型等離子弧焊接最適于焊接厚度38mm不銹鋼、厚度12mm以下鈦合金、板厚26mm低碳或低合金結(jié)構(gòu)鋼以及銅、黃銅、鎳及鎳合金的對接焊縫。這一厚度范圍內(nèi)可不 開坡口，不加填充金屬，不用襯墊的條件下實現(xiàn)單面焊雙面成形。厚度大于上述范圍時可采 用V形坡口多層焊。高溫合金的等離子弧焊接用等離子弧焊焊接固溶強化和Al、Ti含量較低的時效強化高溫合金時，可以填充焊絲也可以不加焊絲，均可以獲得良好質(zhì)量的焊縫。一般厚板采用小孔型等離子弧焊，薄板采用熔透型等離子弧焊，箔材用微束等離子弧焊。焊接電源采用陡降外特性的直流正極性，高頻引弧，焊槍的加工和裝配要求精度較高，并有很高的同心度。等離子氣流和焊接電流均要求能遞增和衰減控制。 焊接時，采用氬和氬中加適量氫氣作為保護氣體和等離子氣體，加入氫氣可以使電弧功率增加，提高焊接速度。氫氣加入量一般在5左右，要求不大于15。焊接時是否采用填充焊絲根據(jù)需要確定。選用填充焊絲的牌號與鎢極惰性氣體保護焊的選用原則相同。高溫合金等離子弧焊的工藝參數(shù)與焊接奧氏體不銹鋼的基本相同，應(yīng)注意控制焊接熱輸入。鎳基高溫合金小孔法自動等離子弧焊的工藝參數(shù)見表1-1。在焊接過程中應(yīng)控制焊接速度，速度過快會產(chǎn)生氣孔，還應(yīng)注意電極與壓縮噴嘴的同心度。高溫合金等離子弧焊接接頭力學性能較高，接頭強度系數(shù)一般大于90。下表列出了高溫合金小孔法自動等離子弧焊接的工藝參數(shù)。等離子弧是以鎢極作為電極，等離子弧為熱源的熔焊方法。焊接鋁合金時，采用直流反接或交流。鋁及鋁合金交流等離子弧焊接多采用矩形波交流焊接電源，用氬氣作為等離子氣和保護氣體。對于純鋁、防銹鋁，采用等離子弧焊，焊接性良好；硬鋁的等離子弧焊接性尚可。為了獲得高質(zhì)量的焊縫應(yīng)注意以下幾點。a.焊前要加強對焊件、焊絲的清理，防止氫溶人產(chǎn)生氣孔，還應(yīng)加強對焊縫和焊絲的保護。b交流等離子弧焊的許用等離子氣流量較小，流量稍大，等離子弧的吹力過大，鋁的液態(tài)金屬被向上吹起，形成凸凹不平或不連續(xù)的凸峰狀焊縫。為了加強鎢極的冷卻效果，可以適當加大噴嘴孔徑或選用多孔型噴嘴。c當板厚大于6mm時，要求焊前預熱100-200。板厚較大時用氦作等離子氣或保護氣，可增加熔深或提高效率。d需用的墊板和壓板最好用導熱性不好的材料制造(如不銹鋼)。墊板上加工出深度lmm、寬度2040mm的凹槽，以使待焊鋁板坡口近處不與墊板接觸，防止散熱過快。e. 板厚不大于lOmm時，在對接的坡口上海間隔150mm點固焊一點；板厚大于l0mm時，每間隔300mm點固焊一點。點固焊采用與正常焊接相同的電流。f. 進行多道焊時，焊完前一道焊道后應(yīng)用鋼絲或銅絲刷清理焊道表面至露出純凈的鋁表面為止。表1-2列出純鋁自動交流等離子弧焊接的工藝參數(shù)。表1-3列出鋁合金直流等離子弧焊接的工藝參數(shù)。 表1-2等離子弧焊能量密度高、線能量大、效率高。厚度2515mm的鈦及鈦合金板材采用“小孔型”方法可一次焊透，并可有效地防止產(chǎn)生氣孔，“熔透型”方法適于各種板厚，但一次焊透的厚度較小，3mm以上一般需開坡口。鈦的彈性模量僅相當于鐵的12，因此在應(yīng)力相同的條件下，鈦及鈦合金焊接接頭將發(fā)生比較顯著的變形。等離子弧的能量密度介于鎢極氬弧和電子束之間，用等離子弧焊接鈦及鈦合金時，熱影響區(qū)較窄，焊接變形也較易控制。目前微束等離子弧焊已經(jīng)成功地應(yīng)用于薄板的焊接。采用310A的焊接電流可以焊接厚度為00806mm的板材。由于液態(tài)鈦的密度較小，表面張力較大，利用等離子弧的小孔效應(yīng)可以單道焊接厚度較大的鈦和鈦合金，保證不致發(fā)生熔池坍塌，焊縫成形良好。通常單道鎢極氬弧焊時工件最大厚度不超過3mm，并且因為鎢極距離熔池較近，可能發(fā)生鎢極熔蝕，使焊縫滲入鎢夾雜物。等離子弧焊接時，不開坡口就可焊透厚度達15mm的接頭，不可能出現(xiàn)焊縫滲鎢現(xiàn)象。鈦板等離子弧焊接的工藝參數(shù)見表1-4。TC4鈦合金等離子弧焊和TIG焊接接頭的力學性能見表1-5。 表1-4 表1-5焊接航天工程中應(yīng)用的TC4鈦合金高壓氣瓶的研究結(jié)果表明，等離子弧焊接頭強度與氬弧焊相當，強度系數(shù)均為90，但塑性指標比氬弧焊接頭高，可達到母材的75。根據(jù)30萬噸合成氨成套設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗，用等離子弧焊接厚度10mm的TAl工業(yè)純鈦板材，生產(chǎn)率可比鎢極氬弧焊提高56倍，對操作的熟練程度要求也較低。純鈦等離子弧焊的氣體保護方式與鎢極氬弧焊相似，可采用氬弧焊拖罩，但隨著板厚的增加、焊速的提高，拖罩要加長，使處于350以上的金屬得到良好保護。背面墊板上的溝槽尺寸一般寬度和深度各為2.030mm，同時背面保護氣體的流量也要增加。厚度15mm以上的鈦板焊接時，開68mm鈍邊的V形或U形坡口，用“小孔型”等離子弧焊封底，然后用“熔透型”等離子弧填滿坡口。用等離子弧封底可以減少焊道層數(shù)，減少填絲量和焊接角變形，提高生產(chǎn)率?！叭弁感汀倍嘤糜诤穸?mm以下薄件的焊接，比鎢極氬弧焊容易保證焊接質(zhì)量。銀與鉑都屬于貴金屬，價格昂貴。銀與鉑可制成板材、帶材、線材等常用于微電子,儀器儀表、醫(yī)藥等特殊產(chǎn)品或軍工產(chǎn)品。銀與鉑電子器件的微束等離子弧接的工藝要點如下： a焊前將銀與鉑的接頭處清理干凈； b將兩種金屬預熱到400500， c. 采用微束脈沖等離子弧，維弧電流為24A； d保護氣體流量為6Lmin，離子氣流量為05Lmin。 銀與鉑電子器件微束等離子