MIG電弧釬焊從某種意義上說也屬于熔化極氣體保護(hù)焊(MAG),。它采用低熔點(diǎn)的銅基焊絲代替碳鋼焊絲,,焊接時(shí)熱輸入量低,母材不會(huì)熔化,,同時(shí)鋅的蒸發(fā)降至最低,,提高了焊縫的抗腐蝕性能(銅基焊縫也耐腐蝕),從而確保了鍍鋅板更好更有效的焊接,。
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MIG電弧釬焊技術(shù)在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中已取得巨大成功,,許多汽車制造企業(yè)都越來越多地使用銅基焊絲來生產(chǎn)重要部件。近年來,,MIG釬焊還用來焊接非鍍層板(如合金鋼,、非合金鋼、不銹鋼,、銅),,同樣獲得了良好的效果。
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鍍鋅薄板材廣泛應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域,,鍍鋅成為重要的鋼鐵防腐方法,,不僅因?yàn)殇\可在鋼鐵表面形成致密的保護(hù)層,,還因?yàn)殇\具有陰極保護(hù)效果。當(dāng)鍍鋅層破損,,它仍能通過陰極保護(hù)作用來防止鐵質(zhì)母材腐蝕,,這種保護(hù)效果可延伸到1~2mm無保護(hù)層的區(qū)域,因此鍍鋅可以有效地保護(hù)到板材的切口和冷加工造成的微裂紋以及近焊縫的鋅燒損區(qū),,防止從這里開始生銹,。
) I, {; J# H F" g, f$ [鋅的熔點(diǎn)約為420℃,揮發(fā)溫度為908℃,,這不利于焊接,,當(dāng)電弧剛一引燃就揮發(fā)了。鋅的揮發(fā)和氧化會(huì)導(dǎo)致氣孔,、未熔合及裂紋,,甚至影響電弧穩(wěn)定性,因此焊接鍍鋅板材最好的方法是減少熱輸入量,。
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一種可行的方法是用釬焊材料來焊接鍍鋅板,,最常用的這類焊絲是銅硅合金(如CuSi3)和銅鋁合金。由于這些焊絲中銅的含量高,,熔點(diǎn)相對(duì)降低(約1000~1080℃,,由合金成份決定),這時(shí)母材還未熔化,,這樣的接頭實(shí)際上是釬焊接頭,。通常推薦使用的保護(hù)氣是氬氣,然而實(shí)驗(yàn)證明CuSi3也可用含少量O2或CO2的混合氣體作保護(hù)氣,,這樣電弧的穩(wěn)定性更好,。4 F1 R6 c; J% I; b, d/ U+ s
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MIG電弧釬焊對(duì)焊接電源的要求非常嚴(yán)格,其主要優(yōu)點(diǎn)為焊縫無腐蝕,、飛濺很少,、鍍鋅層燒損少,、熱輸入量低,、焊縫易機(jī)加工、近縫區(qū)可受到陰極保護(hù)以及高安全性等,。而傳統(tǒng)的MAG焊焊鍍鋅板產(chǎn)生大量鋅蒸汽,,損害操作人員的身體健康。
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實(shí)際工作中,,CuSi3焊絲應(yīng)用最廣泛,,它的優(yōu)點(diǎn)是焊縫硬度低,焊后易機(jī)加工,。焊絲的流動(dòng)性能很大程度上取決于硅的含量,,硅含量越高,,熔池流動(dòng)性越好,這可以滿足小間隙的接頭,。) x9 H C- _) u3 x% ~+ s: D
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德國有公司為用戶提供了高性能的焊接設(shè)備(全數(shù)字化脈沖焊機(jī)),,并廣泛應(yīng)用于鍍鋅薄板的MIG釬焊生產(chǎn)實(shí)踐。MIG電弧釬焊可用來焊接低合金鋼,、非合金鋼以及不銹鋼,,但主要用途還是焊接表面有鍍層的鋼板。由于使用焊絲的低熔點(diǎn)及焊接時(shí)的低熱量輸入等特性,,減少了工件近縫區(qū)及焊縫背面鋅的揮發(fā),。并且MIG釬焊同MAG焊一樣,可以焊各種類型接頭及全位置焊接,,即使在立向下,、立向上和仰焊的情況下,也能獲得令人滿意的效果,,焊接速度同樣可以達(dá)到MAG焊的水平(100cm/min),。
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目前,MIG電弧釬焊在汽車及支承結(jié)構(gòu)中已得到大量的應(yīng)用,,甚至高強(qiáng)鋼也使用了MIG釬焊的焊接方法,。這是因?yàn)橛枚搪愤^渡的MAG焊焊出的是凸焊縫,這降低了焊縫的抗拉強(qiáng)度,;另一方面,,用傳統(tǒng)的釬焊將使管子產(chǎn)生明顯的變形。而MIG電弧釬焊克服了以上兩種方法的缺點(diǎn),,焊接時(shí)工件輸入量低,,焊縫又是凹型的。
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協(xié)同操作
: h, l( s0 G9 E% ` 鍍鋅薄板要獲得好的焊縫,,就要求焊接電源可提供很靈活的參數(shù)選擇,,使得眾多的各種型號(hào)的焊絲在脈沖焊時(shí)有很好的過渡形式,這就要求有大量連續(xù)可調(diào)的參數(shù)(約30個(gè)參數(shù)),,然而這么多的參數(shù)調(diào)節(jié)就使得電源操作起來非常困難,,也只有少數(shù)專家才能自如使用。4 m7 M3 \: g$ b: k
因此就要求將各種焊絲及其對(duì)應(yīng)的保護(hù)氣所需的焊接參數(shù)預(yù)先程序化,,這樣就可以協(xié)同(單一)操作,,使焊機(jī)對(duì)每個(gè)焊工來說都很容易使用.: K; ^3 j% {. c0 ]1 X" T
實(shí)際上,對(duì)于各種不同的母材,,焊絲及保護(hù)氣體所需的最佳參數(shù)的選擇工作在設(shè)備制造時(shí)就已為用戶做好了,,這些經(jīng)驗(yàn)結(jié)果都貯存在EPROM(存貯模塊)中,形成一個(gè)數(shù)據(jù)庫,使用者只需要直接在焊接電源上選擇填充材料就可以了,。
% p& C! @6 \/ s) M5 G/ D 送絲機(jī)
; x8 T2 ?7 \- p, i" |) X3 b 釬焊絲很軟,,這就對(duì)送絲系統(tǒng)有特殊要求,送絲時(shí)不能有任何損傷,,接觸壓力不能太大,,,裝上合適的送絲輪四輪驅(qū)動(dòng),可提供足夠的送絲力,,通常采用的是光滑的半圓槽送絲輪,。另一要點(diǎn)是要求能夠準(zhǔn)確順利地送入導(dǎo)絲管且導(dǎo)絲管必須是柔性的(特氟龍或石墨纖維管)。FRONIUS四輪送絲機(jī)采用光滑的U型槽送絲輪和柔軟耐磨的石墨纖維送絲管,。8 x! Z! i' g) b- b' }
焊槍傾角" A- u1 }2 E& B* T# e8 F8 o/ c
焊槍“前推”(前進(jìn)方向與傾角相反)進(jìn)行薄板釬焊,,基值電流時(shí)的電弧就會(huì)使前方的鍍鋅預(yù)熱到揮發(fā)溫度,熔滴過渡帶來的熱量就使鍍鋅層揮發(fā),,進(jìn)入熔池的鋅蒸汽很少,,在凝固過程中又繼續(xù)排出,因此焊縫中殘留氣孔極少,,甚至根本沒有,。焊槍“后拖”(前進(jìn)方向與傾角方向相同)施焊時(shí),預(yù)熱效果達(dá)不到鋅的揮發(fā)溫度,,這就意味著大量鋅蒸汽會(huì)擴(kuò)散到熔池中,,雖然焊槍的傾角有“后熱”作用,可延長熔池的凝固時(shí)間,,但還不足以使大量鋅蒸汽從焊縫中逸出,,而且逸出的鋅蒸汽對(duì)于電弧的穩(wěn)定性的影響大于“前推”施焊。
4 p1 |0 n5 h9 T" ~8 o 提高安全性3 P2 v$ |! N) C9 X
傳統(tǒng)的MAG焊(即CO2氣保焊)焊鍍鋅板產(chǎn)生大量的鋅蒸汽,,損害操作人員的身體健康,。用MIG電弧釬焊焊接,熱輸入量低,,焊接煙塵和飛濺大大降低,,可有效改善工作環(huán)境。/ R* t9 B+ e8 g; e
填充材料直徑mm過渡形式保護(hù)氣體抗拉強(qiáng)度N/mm2 SG2 0.8短路過渡Ar+18%CO2 320.9* CuSi3 1.0脈沖顆粒過渡Ar 309.5*
% \" u3 a5 l; E; `/ A7 d 抗拉強(qiáng)度測試4 J2 l. `% \+ R. ?6 M. V- T, r
以下是一組不同的填充材料和不同的過渡形式(自由短路過渡和脈沖電弧過渡)得出的靜抗拉強(qiáng)度
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測試前,,試樣經(jīng)過X光探傷,,正如所預(yù)料的用SG2焊的試樣,不論是自由短路過渡還是脈沖過渡都含有大量氣孔,,原因是有鋅的大量蒸發(fā),。而用CuSi3焊的試樣則無氣孔,,這是因?yàn)殁F焊溫度低,,鋅揮發(fā)得少,氣孔少了,抗拉強(qiáng)度就提高了,。$ L" b6 u7 `+ G" O( \; W v+ T
MIG釬焊應(yīng)用范圍" m/ Q( F9 D; H: ~+ z4 O5 ?1 Y
MIG電弧釬焊可用來焊接低合金鋼,、非合金鋼以及不銹鋼,主要用途還是焊接表面有鍍層的鋼板,。
+ |; N$ p7 C V3 Z: |0 W" P; W 它使用的焊絲的低熔點(diǎn)及焊接時(shí)的低熱量輸入等特性,,減少了工件近縫區(qū)及焊縫背面鋅的揮發(fā)。3 h7 ?. o- M9 Q9 k( U$ E* ~+ ~5 [
并且MIG釬焊同MAG焊一樣,,可以焊各種類型接頭及全位置焊接,,即使在立向下、立向上和仰焊的情況下,,也能獲得令人滿意的效果,,焊接速度同樣可以達(dá)到MAG焊的水平(100cm/min)。% r+ x9 T. W3 ^9 s0 a3 a
當(dāng)今,,MIG電弧釬焊在汽車及支承結(jié)構(gòu)中已有大量的實(shí)踐應(yīng)用,。甚至高強(qiáng)鋼(例如自行車支架)也使用了MIG釬焊的焊接方法。
' z% F8 U1 b' s, L$ X1 m7 i7 _ 這是因?yàn)橛枚搪愤^渡的MAG焊焊出的是凸焊縫,,這降低了焊縫的抗拉強(qiáng)度,;另一方面,用傳統(tǒng)的釬焊將使管子產(chǎn)生明顯的變形,。而MIG電弧釬焊克服了以上兩種方法的缺點(diǎn),,焊接時(shí)工件輸入量低,焊縫又是凹型的,。/ b& K. |, I( x1 J, \/ H4 U4 e" [
結(jié)論
' c- t( N9 k' R; y( Y. B 用釬焊絲(如CuSi3)作為焊接鍍鋅薄板的填充材料有利于防腐和提高機(jī)械性能,,然而要用好這些材料,對(duì)焊接電源,、送絲系統(tǒng)和焊槍有非常嚴(yán)格的要求,。) `0 d/ Q4 g1 D' O8 k
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