?鋁合金焊接廠明星機械分享：焊接速度與電弧電壓的控制技巧

鋁合金焊接廠明星機械分享：焊接速度與電弧電壓的控制技巧

焊接工藝參數(shù)對熱影響區(qū)的大小和性能有很大的影響。采用小的工藝參數(shù)，如降低焊接電流，增大焊接速度等，都可以減小熱影響區(qū)的尺寸。經(jīng)過一定程度的冷加工可強化基體強度,部分牌號的鋁合金還可以通過熱處理進(jìn)行強化處理3、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。不僅如此，從防止過熱組織和晶粒細(xì)化角度看，也是采用小參數(shù)比較好?！　『笚l電弧焊的電弧電壓主要由電弧長度來決定：電弧長度越大，電弧電壓越高，電弧長度越短，電弧電壓越低。在焊接過程中，應(yīng)盡量使用短弧焊接。立 焊、仰焊時弧長應(yīng)比平焊更短些，以利于熔滴過渡，防止熔化金屬下滴。堿性焊條焊接時應(yīng)比酸性焊條弧長短些，以利于電弧的穩(wěn)定和防止氣孔。

焊接過程中，焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時還要使焊縫寬度和余高符合設(shè)計要求。如果焊速過快，熔化溫度不夠，易造成 未熔合、焊縫成形不良等缺陷；如果焊速過慢，使高溫停留時間增長，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學(xué)性降低，同時使工件變形量增大。但焊炬也應(yīng)向上傾斜，使火焰氣流直接朝向焊縫，利用氣流的壓力阻礙熔化金屬從熔池流出。當(dāng)焊接較薄 工件時，易形成燒穿。

焊接速度直接影響焊接生產(chǎn)率，所以應(yīng)該在保證焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)上采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時根據(jù)具體情況適當(dāng)加快焊接速度，以提高焊接生產(chǎn)率。

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鋁及鋁合金具有導(dǎo)熱性強而熱容量大，線脹系數(shù)大，熔點低和高溫強度小等特點，焊接難度大，應(yīng)采取一定的措施，才能保證焊接質(zhì)量。

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焊接設(shè)備知識問答篇

1.什么叫焊接電源？

答：電焊機中，供給焊接所需的電能并具有適宜于焊接電氣特性的設(shè)備稱為焊接電源。

2.為什么對弧焊電源有特殊要求？有哪些要求？

答：為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和適應(yīng)各種焊接工藝要求，弧焊電源具有下列特殊要求：

〈1〉弧焊電源的靜特性（或稱外特性）——即穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓之間的關(guān)系，有下降特性（恒流特性）和平特性（恒壓特性）。

〈2〉弧焊電源的動特性——當(dāng)負(fù)載狀態(tài)發(fā)生瞬時變化時，弧焊電源輸出電流和輸出電壓與時間的關(guān)系，用以表征對負(fù)載瞬變的反應(yīng)能力（即動態(tài)反應(yīng)能力），簡稱“動特性”。

〈3〉空載電壓——引弧前電源顯示的電壓。

〈4〉調(diào)節(jié)特性——改變電源的外特性以適應(yīng)焊接規(guī)范的要求。

3.為什么電弧長度發(fā)生變化時，電弧電壓也會發(fā)生變化？

答：由弧焊電源的外特性所決定的，電弧越長，電弧電壓越高；電弧越短，電弧電壓越低。

4.為什么CO2焊接時，焊絲伸出長度發(fā)生變化時，電流顯示值也會發(fā)生變化？

答：焊絲伸出長度（即干伸長度）越長，焊絲的電阻量越大，由電阻熱消耗的電流越大，焊接電流顯示值越小，實際焊接電流也變小。所以焊絲伸出長度一般設(shè)定在12--20mm范圍內(nèi)。

5.為什么CO2/MAG/MIG焊接時，焊接電流和電弧電壓要嚴(yán)格匹配？

答：CO2/MAG/MIG焊接時，調(diào)節(jié)焊接電流—即調(diào)節(jié)焊絲的給送速度；調(diào)節(jié)電弧電壓—即調(diào)節(jié)焊絲的熔化速度；很顯然，焊絲的熔化速度和給送速度一定要相等，才能保證電弧穩(wěn)定焊接。

6.什么叫電弧挺度？

答：在熱收縮和磁收縮等效應(yīng)的作用下，電弧沿電極軸向挺直的程度。

7.為什么焊接電弧有偏吹現(xiàn)象？

答：焊接過程中，因氣流的干擾、磁場的作用或焊條偏心的影響，使電弧中心偏離電極軸線的現(xiàn)象。

8.什么叫磁偏吹？

答：直流電弧焊時，因受到焊接回路中電磁力的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹。通過改變接地線位置或減小焊接電流及改變焊條角度，能夠減弱磁偏吹的影響。

9.什么叫CO2電源電弧系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)特性？為什么CO2焊接用細(xì)焊絲？

答：等速送絲系統(tǒng)下,當(dāng)弧長變化時引起電流和熔化速度變化,使弧長恢復(fù)的作用成為電源電弧系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)作用。使用的焊絲直徑越細(xì)，電弧的自身調(diào)節(jié)作用越強，電弧越穩(wěn)定，飛濺越少。這就是CO2焊接用細(xì)焊絲的原理。

10.什么叫焊機的負(fù)載持續(xù)率？

答：負(fù)載持續(xù)率指焊接電源在一定電流下連續(xù)工作的能力。鋁的導(dǎo)熱系數(shù)很大，在相同的焊接工藝條件下，其冷卻速度為鋼的4～7倍，使金屬結(jié)晶加快，焊接熔池在快速冷卻過程中，氫的溶解度急劇下降，此時析出大量過飽和氣體，氫氣來不及析出在焊縫金屬中形成氣孔。國標(biāo)規(guī)定手工焊額定負(fù)載持續(xù)率為60%，自動或半自動為60%和100% 。如：500KR2焊機在額定負(fù)載持續(xù)率60%時的額定電流是500A，在實際負(fù)載持續(xù)率100%（自動焊）時，其焊接電流≤387A。

11.什么叫焊槍的負(fù)載持續(xù)率？

答：指焊槍在一定電流下連續(xù)工作的能力。

12.什么叫正接法？

答：直流電弧焊時，焊件接電焊機輸出端的正極，焊槍（焊鉗）接輸出端的負(fù)極的接線法，叫“正接法”也稱正極性。

13.什么叫反接法？

答：直流電弧焊時，焊件接電焊機輸出端的負(fù)極，焊槍（焊鉗）接輸出端的正極的接線法，叫“反接法”也稱反極性。堿性焊條（結(jié)507等）、碳弧氣刨、CO2焊接均用反接法。

14.為什么直流TIG焊二次輸出回路接為直流正接？適合于哪些金屬材料的焊接？答：直流正接時，鎢極為負(fù)極，陰極區(qū)發(fā)射電子，溫度低，鎢極不容易燒損，可以使用較大的焊接電流。適合焊接碳鋼、不銹鋼、銅、鈦及難熔活性金屬鉬、鈮、鉭等。

15.為什么焊接鋁、鎂及其合金要用交流TIG焊？

答：直流反接時，鎢極為正極，產(chǎn)生動能較大的陽離子，撞擊鋁、鎂及其合金表面的氧化膜，具有清潔作用；而鎢極為陽極區(qū)，溫度很高，鎢極嚴(yán)重?zé)龘p，不能使用較大的焊接電流進(jìn)行正常焊接。要避免在非常冷的情況下焊接鋁，要避免預(yù)熱操作導(dǎo)致的過熱——150°F的預(yù)熱溫度，就足以滿足所有的鋁合金焊接要求了。采用交變的方波電源，正半波加熱工件，負(fù)半波清理氧化膜，實現(xiàn)了鋁、鎂及其合金的高質(zhì)量焊接。

16.什么叫起始電流（初期電流）？

答：在收弧“有”狀態(tài)下，按焊槍開關(guān)起弧的電流；松開焊槍開關(guān)轉(zhuǎn)入焊接電流。

17.什么叫收弧電流？

答：在收弧“有”狀態(tài)下，第二次按焊槍開關(guān)的電流；一般小于焊接電流40--60%，無論TIG/MIG/MAG/CO2焊接，均用于焊縫收尾處填滿弧坑，減少弧坑缺陷。

18.什么叫上升時間？

答：TIG焊時，起始電流到焊接電流的過渡時間。MIG焊時，基值電流到脈沖電流的時間。

19.什么叫下降時間？

答：TIG焊時，焊接電流到收弧電流的過渡時間。MIG焊時，脈沖電流到基值電流的時間。

20.什么叫脈沖焊接電流？

答：TIG或MIG脈沖焊接時的峰值電流。

21.什么叫基值焊接電流？

答：TIG或MIG脈沖焊接時的較小電流。

22.什么叫滯后停氣時間？

答：即焊接電弧熄滅后，保護氣體延遲0.3—5秒再停止送氣的時間；一般TIG焊鋁、不銹鋼、鈦等金屬滯后停氣時間要長到3—5秒。

鋁及鋁合金其它金屬材料相比，主要具有以下一些特點：

1、密度小鋁及鋁合金的密度接近2.7g/,約為鐵或銅的1/3。

2、強度高鋁及鋁合金的強度高。經(jīng)過一定程度的冷加工可強化基體強度,部分牌號的鋁合金還可以通過熱處理進(jìn)行強化處理

3、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。

4、耐蝕性好鋁的表面易自然生產(chǎn)一層致密牢固的AL2O3保護膜，能很好的保護基體不受腐蝕。通過人工陽極氧化和著色，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金或加工塑性好的變形鋁合金。

5、易加工添加一定的合金元素后，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金或加工塑性好的變形鋁合金。

那么鋁合金焊接相比其它金屬材料焊接起來要麻煩的很多，首先就是要做到焊前預(yù)熱：

焊前預(yù)熱的主目的是改善材料的可焊性。在加熱并保持一定溫度的過程中可以降低焊接接頭區(qū)域的溫差，使熱影響區(qū)的淬硬傾向減弱。在焊接過程中有利于氫氣的逸出，降低焊縫中的氫含量，防止冷裂紋的產(chǎn)生，改善焊接接頭的塑性及韌性。

那么焊前預(yù)熱過后我們還需要做到焊后熱處理，焊后熱處理的方法一般是高溫回火，其主要目地是：

（1）消除或減少在焊接過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。

（2）改善焊縫和熱影響區(qū)的機械性能，即提高其塑性及韌性，改善硬脆傾向。

（3）改善焊縫和熱影響區(qū)的金相組織。

一般碳素鋼的焊接性能好，焊接時可不必預(yù)熱與熱處理。但對于含碳量高、剛度大的焊件，由于焊后殘余應(yīng)力大，也需預(yù)熱及熱處理。

以上是鋁合金焊接為什么要進(jìn)行焊前預(yù)熱及焊后熱處理的原因，如您還有什么想要了解的關(guān)于鋁合金焊接或機械加工方面的知識可以與我們河南省獲嘉明星機械聯(lián)系，也可以關(guān)注我們下方的公眾號，我們會定期分享鋁合金焊接及機械加工方面的知識。