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钨极氩弧焊Ⅱ IWE-1/ 1/4
1、铝的TIG焊接
以下铝制材料可以考虑采用焊接方法加工。
A、纯铝(;)
具有较高的抗腐蚀性能,但强度较低(80 N/㎜2),可通过冷作成形(轧制等)提高其强度(130 N/㎜2)。焊接时,焊缝附近冷作硬化区将丧失。
B、硬铝合金(AlMn;AlMg3等)
通过合金成份具有较高强度(240 N/㎜2)
通过冷作成形强度可以提高(320 N/㎜2),但焊接时焊缝区域强度下降。
C、时效硬化铝合金(AlMgSi1;AlZnMg1等)
经热处理(时效硬化过程)可达到良好的强度性能(380 N/㎜2),焊后近缝区强度损失可以通过时效(100~250℃)或在室温下库存一段时间而得到部分恢复。
铝材料焊接时的主要困难在于达到熔化温度时的氧化问题,TIG焊时一般不使用熔剂(例如气焊焊接铝时几乎均采用熔剂)而是通过电弧尖端电流的破碎作用,对焊接接头而言先决条件是无氧化,为此焊前首先对工件焊接区域进行清理,包括填充材料。清理距焊接时间尽可能短,以免重
复氧化,清理方式采用由高合金制成的刷子进行,绝不允许使用铁制刷子。
铝的交流TIG焊现已得到广泛应用,图1为TIG焊交流焊接过程,正半波时对熔化表面进行清理,负半波时钨极得到冷却,而每次波形通过零点时,电弧将熄灭,为此采用高频引弧器(1500~2000V,150KHZ),使电弧重新引燃(见图2),但高频发生器工作时将对周围环境产生干扰(例如对广播电台、电视台等)。
图1 交流TIG焊
图2 脉冲发生器的脉冲点燃时间
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表1 交流TIG焊铝的焊接参数
直流TIG焊时,由于阳极(+)和阴极(-)的物理现象,将产生不同的热量,反映对焊缝熔深的影响是不同的(见图3和图4)。
图3 直流,电极为负极和熔深形式
图4 直流,电极为正极和熔深形式
图3说明电极为负极时,所发射的电子撞击作为阳极的工件,通过能量转换将产生很高热量,使得焊缝熔深加大,与此同时钨极尖端由于受到气体离子的撞击而使热量减少,但离子与电子相比,虽具有较大的质量,但数量远不及电子多,同时其速度也不及电子。用此极性氧化膜得不到破坏,故用此极性的
TIG焊不适用于铝的焊接。
图4电极为阳极,电子发射到电极使其强烈受热,同时较重的离子撞击氧化膜使其破碎,然而由于电极过热而烧损,使用这种极性焊接则须用大直径钨极来焊接薄板,从技术观点看,图4所示的极性也是不合适的。
有关TIG焊采用负极性焊接(如图3)最近有一种措施使它得到应用,即对保护气进行调整,用氦气替代通常使用的氩气,氦气具有特殊的物理性能,与氩气相比,它具有高的电离能,在相同的电流下,焊接电
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压高出约75%(见图5),故对工件输入较高的热量,同时氦气具有较高的热传导性能,但是这点同时也是氦气的缺点,因为它使电弧不稳定和难以起弧,很多场合下使用氩气和氦气的混合气体,考虑到氦气价格较昂贵,只有在少数特别重要的构件氦气替代氩气作为保护气体。
图5 采用