设为首页    |    加入收藏    |    访客留言    |    邮箱登录  
企业动态
行业资讯

 

企业动态 您现在所在的位置:首页  >  新闻中心  >   企业动态     
 
铝合金材料的Tandem双丝高效GMAW焊接工艺

 

一、铝合金的焊接特点

铝合金是应用最广泛的有色金属材料,具有优异的物理特性和力学性能。

焊接生产常用到的铝合金主要是型材和板材,铝合金的强化方式有变形强化和热处理强化或者两种强化方式兼有,强化后的各种铝合金材料大都适用于焊接工艺。与钢铁材料相比较,铝合金材料具有重量轻(仅为钢的三分之一)、热传导速度快(是钢的五倍)、线胀系数大(是钢的两倍)、热变形严重、表面易氧化等特点,铝合金的这些物理化学特性决定了铝合金的焊接特点,由于铝及铝合金的氧化速度极快所以我们见到的铝合金都是被氧化膜覆盖的,这种氧化膜的存在使得铝合金内部不再被氧化,所以铝合金制品可以长期稳定存在并被使用。

按照合金系的成分划分,焊接常用的铝合金可分为纯铝、铝硅、铝镁三个系列,这三个系列的铝合金产量和应用量很大,母材和焊丝的生产质量稳定、规格齐全,国内产品的生产标准焊接标准与国际通用标准基本吻合,焊接工艺相对成熟,国际通用的焊接设备和器材内置的焊接专家系统能够覆盖,可占到铝合金全部用量的80%以上。三大系列之外还有铝锰、铝铜、铝锌镁铜、铝锂等众多系列的铝合金材料,在军工、航天等许多特殊行业有所应用,与三大系列相比这些铝合金系列的使用量较小。

1、工业纯铝,即AWS标准和GB/T3190-1996标准的1XXX系列。世界上并没有纯铝,当铝合金材料中的合金成分低于某一界限时,即被称为纯铝。工业纯铝主要被用于电工材料或日用品,输变电行业、电解铝行业均大量使用工业纯铝。工业纯铝的强度较低,到延展性、导电性、耐腐蚀性良好。10501070等纯铝的焊接性很好,焊接接头光亮美观、强度可达母材的90%以上。

2、铝硅系列的铝合金,即AWS标准的4XXX6XXX系列;GB/T3190-1996标准的4XXX6XXX系列,铝硅合金中经常会加入一定含量的镁,用来细化晶粒、提高强度,所以也可将含镁的一类分称为铝硅镁系,但从焊接角度,4系与6系的工艺特点相近,可以使用相同的焊接材料、可以使用相同的设备内置数字化焊接专家系统。常用的有404340476061等牌号,这类铝合金的可焊性良好,液态金属的流动性好,焊缝成形美观。铝制品、民用车辆、容器等大量使用这类铝合金焊接产品。

3铝镁系列铝合金,也即AWS标准和GB/T3190-1996标准的5XXX系列,也被称为防锈铝。

铝镁合金的综合性能优良,也是铝合金材料中产量和使用量最大的种类。其强度、延展性、耐腐蚀性良好,可焊性良好。5系列铝合金中镁的含量和作用至关重要,镁焊量较低的牌号与镁含量较高的牌号的焊接特点有很大差别,实际焊接时应该引起注意。铝镁合金是许多重要工业结构件、承力箱体、建筑桁架、军用民用车辆使用的主要铝合金材料,常用到的有例如5056,55565083等牌号。铝镁合金的焊接工艺相对成熟,焊接材料种类齐全,世界各国生产的数字化焊接设备中都预置有铝镁合金的焊接专家系统。铝镁合金的液态金属的流动性较好,焊缝成形容易控制,但焊缝外观成形美观程度不如铝硅系列。含镁量较高的焊材如ER5356ER5183等在焊接过程中会产生镁元素的烧损,烧损产物呈黑色的灰状物粘附在焊缝熔合线两侧,称为焊缝的“发黑”现象。这种发黑的程度与焊接材料的成分、洁净程度、保护气体的纯度、干燥度等有关,正常焊接条件下很难避免,但这种发黑现象一般不会影响到焊接质量,发黑部分焊后可以用刷子轻轻刷掉。但发黑特别严重时可能会导致焊缝合金元素过度烧损,影响焊接质量,必须注意。

不论是哪一种铝合金,其表面覆盖到Al2O3焊接时都是必须去除掉的,使用MIG方法焊接铝合金时均采用直流反接,焊丝为正极、工件为负极,在焊接过程中产生的阴极清理作用能够可靠的去除焊接表面的氧化膜。虽然MIG焊方法具有自然去除氧化膜的特点,但对于轧制板材或者型材表面过厚的工艺氧化膜,由于焊接时电弧走过的时间很短,所以仅靠阴极雾化作用难以清除,必须在焊前采用其它方法清除。
 
铝合金材料的焊接缺陷主要有气孔、焊接裂纹、焊缝夹渣、熔透不好或焊穿

1)、焊接气孔:铝合金焊缝中的气孔主要来自焊接材料或焊接环境的水或氧化物、有机物的高温熔解产物。
铝合金母材或焊材、保护气体等均不含碳,因此铝合金焊缝中不会含有一氧化碳气孔。

铝合金母材或焊材、保护气体等物质焊接高温状态下产生氧的几率是很大的。但金属铝与氧的亲和力较高很快就会形成氧化铝而不容易以气孔形式存留至常温状态,所以产生氧气孔的倾向并不大。

而铝合金母材或焊材、保护气体等容易含有水分、焊材表面的油、锈等污染物不易清理干净,这些含水或碳氢化物的物质在焊接高温状态下会分解出大量的氢,液态铝中氢的溶解度较大,而固态铝金属中几乎不溶解氢;因此液态焊缝中溶解的大量的氢随着焊缝温度的降低会以气态形式溢出,由于铝合金散热较快、液固相线间的温度区间小、结晶速度快会造成大量的溶解氢以气泡的形式残留在铝合金焊缝金属中,所以铝合金焊缝中的气孔主要以氢气孔为主。氢气孔也是铝合金焊接工艺中最常见的一种焊接缺陷,按照其数量、大小、分布程度不同危害性也有所不同。对于直径较小、较分散、主要分布在焊缝表面较少量的气孔,由于其对焊缝的强度、韧性指标影响不大,所以大部分产品的焊接标准是允许少量的气孔存在的。对于表面存在数量较多的大直径气孔或气孔较多且分布在焊缝中间以及大面积蜂窝状气孔富集的焊缝,由于它们会造成焊缝的强度、韧性、致密程度的严重下降、甚至发生断裂,所以任何焊接产品标准中都是严格禁止其存在的。

由于母材或焊材以及保护气体中的水分、碳氢化合物是无法完全清除的,所以铝合金焊接过程中氢的产生是无法避免的。我们能做到的是如何减少焊接过程中氢的产生以及如何使产生的氢在焊缝中不残留或少残留。首先,严格保证铝合金母材、焊材的洁净度和干燥度,焊前认真清理焊缝范围的氧化物、碳氢化物,清理完毕后尽快焊接;没用完的焊丝应密封干燥环境保存,下次使用需前再次烘干。严格控制保护气体的成分和水份含量,氩气中的水份含量是铝合金焊接气孔的主要来源之一,为减少保护气体中的水份含量应使用99.99%或以上纯度的氩气,如可能也可在供气回路中增加气体干燥环节。为了降低铝合金焊缝中的气孔倾向,环境湿度也是一个应该考虑的因素。在南方地区的雨季,空气湿度可达90%以上,这种气候下应该停止开放环境中铝合金的焊接,或只能在安装有空气湿度控制装置的室内环境焊接铝合金。

采取合理的焊接工艺也可以减少并抑制铝合金焊缝中气孔的产生。我们知道,TIG方法焊接铝合金时,其他外部条件相同时,气孔产生的程度要远低于MIG焊接方法,原因就在与TIG焊接时由于熔池移动速度慢,液态焊缝的存在时间长、焊缝凝固较慢、溶解氢的溢出有足够的时间,所以焊缝中残留的气孔很少。同样道理,在MIG焊接时采用合理的焊接方法,适当控制热输入,保持适当的熔池存在时间,使焊缝的凝固速度降低或者在多层焊时适当使前层焊道重熔,都可以促进焊缝中气体的溢出,减少气孔的产生。

2)、焊接裂纹:由于铝合金材料的线胀系数大,热胀冷缩现象明显,焊缝凝固时会产生较大的收缩应力,加之铝合金材料高温结晶状态下金属的强度较低,在焊接应力的作用下很容易开裂,称为结晶裂纹或热裂纹。铝合金焊缝容易产生裂纹的区域有焊缝中心沿长度方向位置、焊缝的收尾段未填满的弧坑中心位置、焊缝引弧段、焊道底部、多层焊层间等位置。

焊接裂纹是可以通过选用合适的焊接材料或者改善焊接工艺的方法来避免的。某些液态金属流动性较好的焊丝抗裂纹能力较差,可以选用添加了抗裂纹倾向元素的焊接材料,例如同样为铝镁合金焊丝ER5556的抗裂纹性能就好于ER6356。在制定焊接工艺时,选择合理的坡口和接头形式、避免采用窄而深坡口和交叉焊缝;施焊时选用合适的焊接规范,使焊缝保持合适的熔池面积和熔池存在时间,避免热输入过小。多层焊时保证层间熔深和母材熔化的宽度,保证合适的焊缝宽度和融合区深度。在焊缝的引弧、收弧端加厚度相当的引弧板和收弧板,将焊缝的引弧段和收弧段至于引弧收弧板上;焊缝的收弧段使用焊机的弧坑填充功能将弧坑填满,可以避免收弧段裂纹。

3)、MIG焊缝夹渣和渣化:铝合金焊缝的夹渣现象是指焊缝熔敷金属中夹杂有低熔点物质的熔渣或未融化的高熔点物质,这些杂质残留在焊缝中会使焊缝的强度、延展性、致密性下降,如果富集在焊缝中心还可能引起焊缝开裂。焊缝夹渣的原因主要是母材或焊材污染物熔入焊缝造成的,焊前对工件的严格清理,保证焊接材料的洁净度可以避免焊缝夹渣。

焊缝的渣化是铝合金MIG自动焊工艺常见的焊接缺陷,表现为焊缝成性极差或者无法成型,引起焊缝渣化的原因有两种,一种是焊缝失去保护气体或者保护气体成分不纯,当环境风或其他原因引起保护气体缺失时,空气进入焊缝引起熔敷金属高温下强烈氧化、翻腾冷却后成为氧化物渣化焊缝。另一种引起焊缝渣化的原因是焊接规范调节不当,当使用普通直流恒压电源焊接铝合金时,当焊接电流较大、焊接电压较低时,焊丝端部会扎入熔池底部,焊缝表面失去阴极斑点、和阴极破碎作用;来自底部的强烈的电弧力把熔化的液态金属吹向熔池周边,引起熔池金属的溅射和震荡,这种震荡的熔池凝固后形成不规则、表面褶皱不均匀的黑色渣化焊缝;这种熔池震荡大都会伴随着气保护状态的不稳定,空气的进入使熔池震荡加剧,使焊缝成型的渣化现象更加严重。使用合适的焊接方法和合适的焊接规范可以避免焊缝的渣化现象,普通直流恒压电源焊接铝合金时找到合适的焊接规范并不容易,必须多做实验,找到合适的焊接规范后再进行焊接。使用数字化脉冲焊接电源时,只要正确选择焊接条件,焊机会自动调用专家系统保证焊接参数的正确,也可避免产生焊缝渣化。

4)、熔透不好或焊穿:这一类铝合金焊接的工艺缺陷发生的主要原因焊接工艺安排的不合理。

一般是使用设备不当或者坡口制备不合适引起的。焊接规范太小、钝边过厚、工件温度过低、工件过脏等都会引起熔透不好。反之,则会产生烧穿现象。

与碳钢相比,铝合金材料的焊接对焊接设备和工艺设计是有许多不同要求的,目前我国各行业铝合金材料的应用发展很快,但同时专业焊接技术人员严重不足,许多从事焊接生产的企业并没有专业的焊接工艺技术人员,焊接工件的设计并没有考虑焊接工艺的特点和需要。甚至认为焊接本身就是件粗活,不需要太高的精度,拿过去焊接一般碳钢的要求来焊接铝合金。对于接头形式、焊接位置、坡口形式、钝边厚度、对口间隙等焊接相关因素在设计上考虑不周,加工工艺手段简单、粗糙。大量企业直接使用过去焊接碳钢类材料的直流恒压特性的焊机来进行铝合金MIG焊接,由于这类焊接设备不具有脉冲MIG功能,没有专用的铝合金焊接专家系统,适应铝合金焊接的电流电压范围很窄,所以对于没有经验的操作者来说,其焊接规范的调节十分困难,即使勉强可以使用,也会产生很多焊接缺陷。

在有经验的焊接工艺技术人员的指导下,针对铝合金焊接的特点,合理进行工件的焊接工艺规划和设计、选用适合的焊接方法、材料和设备,做好焊接前期工作。只要工件的焊接位置合理,坡口形状、间隙合适,选定正确的焊接规范参数,铝合金的焊接并不困难。
 
二、Tandem双丝高效GMAW焊接系统

从弧焊方法上看,铝合金材料的工业化焊接应用经历了手工焊、交流TIG/PAW、直流GMAW
脉冲GMAW等多种焊接工艺的演进,这种演进虽不是替代性的,但从焊接效率来讲是逐步提高的。而Tandem双丝高效GMAW方法是在脉冲GMAW基础上的发展的最新技术。
与其它焊接方法相比,Tandem双丝高效GMAW焊接方法的主要特点在以下两方面:
 
1、系统组成不同其他方法都是单丝焊接系统,Tandem双丝高效GMAW是双丝系统。
Tandem双丝高效GMAW焊接方法的明显特征是两条焊丝前后串列、在同一个熔池中燃弧并过度形成焊缝。系统由相互通信协调的两台焊接电源、两台送丝机构、一只双通道焊枪组成。当焊接电源采用U.I输出模式时,由于数字化协调通信系统的存在,两台焊接电源和送丝机构得以协调有序的控制前后焊丝的焊接参数,前后丝电流的脉冲相位差固定为180度,两个电弧的峰值交替产生,熔化金属形成稳定而有规律的交替过渡状态。
 
1Tandem双丝高效GMAW焊接系统的焊枪和端部形态
1Tandem双丝焊枪和焊枪端部
由于Tandem双丝高效GMAW焊接系统的焊接电流大、输出热量高,焊枪和电缆均采用水冷结构以保障长时间使用的可靠性。Tandem双丝高效GMAW焊接系统主要用于自动焊接,通常与焊接机器人组成机器人焊接工作站或者与焊机专机匹配组成焊接自动化系统。
2Tandem双丝高效GMAW系统组成的焊接机器人工作站系统
 
图例:A、焊接电源和水冷器(主、辅机);
BOMI数字接口;
C、协调控制器;
D、主/辅送丝机;
E、上位机(焊接机器人或专机);
 F、主/辅线缆系统;
H、焊丝;
 I、焊枪电缆;
JTandem焊枪;
K、焊枪移动机构(焊接机器人或专机);
LMN、焊枪清洁器;
2、焊接效率不同
衡量焊接系统热效率(工作效率)的标准是熔敷量,也既系统单位时间内熔化的填充焊丝重量。相同功率条件下,熔敷量越大效率越高。
图3:Tandem双丝高效GMAW电弧与单丝电弧散热比较
 
在熔化极电弧焊焊接过程中,电能通过电弧转化为热能,大部分用来融化焊缝母材金属形成熔池,小部分用来熔化焊丝形成过渡;其中大部分热量熔化母材金属形成熔池后都从周围母材金属的截面中散失了。从示意图可以看到,在每根丝相同功率下,单丝焊每根丝的散热截面是360度,而双丝焊的每根丝的散热截面不到270度,也即双丝焊系统的每根丝有90度以上的界面是没有向母材散热的。这部分热量就是使Tandem双丝高效GMAW焊接方法焊缝熔深增加、熔敷量增加的那一部分热量。称之为熔池热循环现象,是双丝焊方法提高焊接效率的主要原因。
利用Tandem双丝高效GMAW焊接系统的熔池热循环原理,可以使用更大电流和更快的送丝速度;由于前后两丝在同一个熔池中熔化,两丝产生的热量互相借用,即前丝的散热用来熔化后丝;后丝的产热又加快了前丝的熔化速度,相互供热使熔敷量增加,在增大熔敷量的同时减少对母材的热输入,同等熔敷率下线能量更小,有利于提高焊接质量。
图4曲线是Tandem双丝高效GMAW焊接系统和单丝系统的熔敷量对比,
图5曲线是Tandem双丝高效GMAW焊接系统和单丝系统焊接速度的对比。
4:焊接熔敷量对比(钢材)
5:焊接速度对比
 
三、铝合金的Tandem双丝高效GMAW焊接案例
与其它焊接方法相比,使用Tandem双丝高效GMAW工艺焊接铝合金具有一定的优势。由于该工艺方法具有电弧能量集中、熔敷效率高、熔深可控的特点,在焊接大厚度铝合金是可以做到起始加热速度快,熔化的总金属量(焊缝和母材)大,焊缝的深宽比例可控,总能量输入不变的条件下可产生更多熔敷金属,焊缝不过热条件下使液态熔池保持的时间较长。这些特点有利于铝合金焊接缺陷的减少和焊接效率的提高。在国内的一些使用案例中, Tandem双丝高效GMAW工艺焊接铝合金具有的优势均得到体现。
下表是Tandem双丝高效GMAW工艺焊接铝镁和铝硅合金的焊接参数,可焊厚度2-50mm;各种板厚条件下用于自动焊时的焊接速度300-2500mm/Min
1铝镁合金Tandem双丝高效GMAW焊接规范(保护气Ar100%):

焊丝型号:ER5356
焊丝直径:¢1.2
母材型号:5056
焊接位置:平焊
脉冲方式:U/I
气体流量:50L/Min
送丝速度
M/min
脉冲频率
HZ
脉冲宽度
ms
峰值电压
V
基值电流
A
输出波形
Class
平均电流
A
平均电压
V
3.6
50
1.5
24
20
2
50
16.5
4.4
60
1.5
24
25
2
60
16.7
5.0
70
1.5
24
32
2
70
17
5.6
80
1.5
24
35
2
82
17.5
6.5
100
1.7
24.5
45
2
100
19
8.3
120
1.7
25
55
3
130
20
10.6
140
1.7
25.5
75
3
165
21.5
11.4
150
1.9
26
90
3
200
23
12.6
200
2.0
26
110
4
220
24
13.5
230
2.3
26.5
120
4
240
25.
14.8
260
2.4
27
130
4
265
26.2
表中给出的参考值可用于Tandem双丝高效GMAW系统的任意一台电源。
推荐的焊接规范差别是:前、后丝的送丝速度差为10%左右;峰值电压差为1V左右;前丝速度较快,后丝电压稍高。

 
2铝硅合金Tandem双丝高效GMAW焊接规范(保护气Ar100%):

焊丝型号:ER4043
焊丝直径:¢1.2
母材型号:6063
焊接位置:平焊
脉冲方式:U/I
气体流量:50L/Min
送丝速度
M/min
脉冲频率
HZ
脉冲宽度
ms
峰值电压
V
基值电流
A
输出波形
Class
平均电流
A
平均电压
V
3.6
60
1.0
21
20
2
40
16.5
4.3
70
1.3
21
25
2
50
17.3
5.0
70
1.3
21
32
2
60
17.8
5.7
78
1.3
21
40
2
70
18
6.2
83
1.3
21
50
2
80
19.2
6.9
83
1.3
21
62
2
90
19.6
7.5
83
1.3
21
75
2
102
20.3
9.2
140
1.4
22
90
2
130
21
13.7
160
2.1
28
120
4
225
24
14.1
180
2.2
29
120
4
240
26
15.8
190
2.2
29
120
4
255
27
表中给出的参考值可用于Tandem双丝高效GMAW系统的任意一台电源。
推荐的焊接规范差别是:前、后丝的送丝速度差为10%左右;峰值电压差为1V左右;前丝速度较快,后丝电压稍高。

 
这里介绍两个采用Tandem双丝高效GMAW工艺焊接大厚度铝合金的工程实例
实例1是一个大型铝合金箱体,外形尺寸(长宽高)为2.2x1.4x1.4。焊接条件为:板厚30mmT型接头,不对称K型坡口、钝边2mm,不留间隙。材料为5056板材,全部坡口区域均机械加工,焊缝方向间隙不均匀度不大于1mm;焊丝为ER5356,直径1.2mm;保护气体为Ar100%,纯度99.9%;室温23摄氏度不预热。设备采用CLOOS Tandem603Qunito系统,焊接时每道焊缝内外共分3层施焊,先焊内侧小坡口,然后在外侧手工电铣刀清根,不锈钢丝轮清理打磨干净。
6Tandem双丝高效GMAW铝合金双丝工艺焊接产品
焊接规范参数如下
3:铝合金焊接参数

          顺序
项目
内侧第1
外侧第1
外侧第2
备注
主机
辅机
主机
辅机
主机
辅机
脉冲模式:
U/I
送丝速度 M/Min
10
8.6
10
8.6
13
11
脉冲频率 HZ
140
142
140
142
210
160
脉冲宽度 ms
1.8
1.7
1.8
1.7
2.2
2.0
峰值电压 V
25.5
28
25.5
28
27
29
基値电流 A
70
75
70
75
90
90
脉冲波形 Class
2
2
2
2
2
2
平均电流 A
160
135
160
135
230
190
平均电压 V
21.5
23
21.5
23
24
26
填充时间 S
0.6
0.8
0.6
0.8
0.6
1.0
摆动速度 M/Min
 
9
6
摆动宽度 mm
 
3
8
停留时间 S
 
0.1
0.15
焊接速度 M/Min
0.8
0.9
0.45
层间温度C°
 
60
85
气体流量 L/Min
50
50
50

 
实例2是大型车辆的侧壁,板厚45mm,焊缝长度大于8m,由于是主承力结构故对焊缝要求很高,焊缝及其热影响区的强度、延展性、气孔数量均有较严格限制。工件材料7A75,前后丝均采用国产ER5A56焊丝,焊丝直径¢1.6,设备采用CLOOS Tandem 503Qunito焊接专机,配套翻转变位机。工件前期制备的几何尺寸和定位精度较准确,误差小于2mm。工件的前期制作均采用冷加工,坡口形状等采用大型机加设备来保证,工件机加后整体化学清洗、烘干,保证洁净度;焊接时使用大型工装和夹具保证安装尺寸和定位精度。焊缝形状为有咬合槽的内角缝和外角缝,内外角缝形成X型坡口,咬合槽厚度大于3mm可防止焊穿,是一种较特殊的是上下不连通的X型坡口。保护气体为Ar100%,纯度99.99%;室温25摄氏度,焊前未预热。焊接过程为先焊外角第一层-反转-内角第一层-反转-清理焊道-外角第2-反转-清理焊道-内角第2层。
4:铝合金焊接参数

        顺序
项目
正面第1
反面第1
正面第2
反面第2
主机
辅机
主机
辅机
主机
辅机
主机
辅机
送丝速度M/Min
10.5
7.5
10.5
7.5
10.5
7.5
10.5
7.5
脉冲频率 HZ
230
200
230
200
230
200
230
200
脉冲宽度 ms
2.2
2.0
2.2
2.0
2.2
2.0
2.2
2.0
5峰值电压 V
26
27
26
27
27
29
27.5
29.5
基値电流 A
100
100
100
100
100
100
100
100
脉冲波形 Class
2
2
2
2
2
2
2
2
平均电流 A
263
210
263
210
263
205
262
201
平均电压 V
23.5
24.8
23.5
24.8
24
25.7
24.4
26.8
填充时间 S
0.6
0.8
0.6
0.8
0.6
0.8
0.6
0.8
摆动速度M/Min
6
6
7
7
摆动宽度 mm
5
5
10
10
停留时间 S
0.1
0.1
0.3
0.2
焊接速度M/Min
0.48
0.48
0.36
0.32
层间温度C°
 
80
80
80
气体流量 L/Min
50
50
50
50

:7Tandem双丝高效GMAW铝合金双丝工艺焊接的大厚度大型铝合金工件

 
四、铝合金Tandem双丝高效GMAW焊接应注意的问题

Tandem双丝高效GMAW系统主要适用于自动化焊接,与其它数字一元化的MIG焊接设备比较,在使用上由一些问题需要注意。由于Tandem双丝高效GMAW焊接系统是由主辅两台焊接电源组成,所以在参数设置上要考虑到前后丝的特点,应该根据所焊接的工件的要求确定前后丝的焊接规范,打底焊缝主要考虑熔深和熔合质量,可适当加大能量输出,避免熔合不好等缺陷;填充焊道主要考虑增大熔敷量、避免焊缝过热,应选择合适的焊接速度和能量输出的配合,避免弧长过大,焊缝宽度大于12mm时可以使用摆动电弧改善焊缝两侧的熔合;表面层的焊接一般都有较高的质量要求,既要保证焊缝质量又要保证表面成型美观;前后丝规范的配合要适当调整,减少焊层的厚度,适当提高焊接弧长和脉冲频率,是液态金属流动性改善,增加焊缝表面的平整度和光洁度。为了达到优异的焊缝质量,不应过分追求电弧的柔和或无飞溅电弧,在绝大部分情况下,完全无飞溅的状态并不是焊接质量最好的电弧状态。Tandem双丝系统焊接铝合金时由于输出功率大、焊接速度快,焊缝面积大,其阴极清理区域的面积也大,在清理氧化皮特别是较厚的氧化皮的区域时,被除掉的三氧化二铝在高温下爆开也会造成电弧的轻微震动,产生“啪啪”的响声并伴随着连续不断的细微火星飞溅,这与熔滴过渡不稳定时的熔化的金属飞溅完全不同,不会对焊接质量和焊缝成形造成影响。

铝合金材料的导热系数大,焊接熔深浅,而且使用常规方式调节熔深很困难,这也是容易造成焊接热裂纹的原因之一。在Tandem双丝高效GMAW工艺中为了得到较大的熔深,可以利用该工艺方法热量较集中、前后丝规范分别可调的特点控制焊缝的熔深,在不增加的电压条件下、增加脉宽和送丝速度可以加大焊缝的熔深,一般应该前丝的电压和弧长更低一些,这样可以在增大熔深时保持较好的焊缝成形。如果希望减小熔深,增加焊缝宽度和表面光洁度则可以提高峰值电压和脉冲频率,减小脉冲宽度。

由于铝合金的电阻率很小、所以焊丝的干伸长对于Tandem双丝高效GMAW工艺焊接铝合金的影响不大,但干伸长过长时或影响到气体的保护效果,焊接时干伸长不应该大于35mm

该工艺焊接铝合金时电弧功率较大,需要保护的熔池和焊缝面积也比较大,所以需要更多更大面积的保护气体,如果使用纯氩气保护应该使气流量不小于45/分钟,一般50/分钟左右效果较好。

由于Tandem双丝高效GMAW工艺焊接铝合金时电弧功率较大,所以电弧光强度、声音、烟尘等焊接污染也都大于单丝焊接,操作者应当根据实际情况适当增加防护措施。
 
 
 
 
撰稿人:李少农
珠海固得焊接自动化设备有限公司
 
版权所有 2014 @ 珠海瑞凌焊接自动化有限公司  客服热线:0756-8520988   网站服务盛大科技