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,焊接時熱輸入量低,,母材不會熔化,,同時鋅的蒸發(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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2 F; z& D$ b( o& F J# i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。
4 A z2 P) j( [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,。5 _- G1 e3 Z4 K" g& G2 H( ]( E5 _
. W, C% P! u: S6 Z# i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)相對降低(約1000~1080℃,由合金成份決定),,這時母材還未熔化,,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。. a8 L% K3 z: B
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MIG電弧釬焊對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。焊絲的流動性能很大程度上取決于硅的含量,,硅含量越高,,熔池流動性越好,這可以滿足小間隙的接頭,。0 u. L$ Q [5 l5 J/ b
3 d, N7 a8 y+ F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),,焊接時工件輸入量低,焊縫又是凹型的,。
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協(xié)同操作
! {7 G2 F. H9 B w" v9 K) P. K 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的焊絲在脈沖焊時有很好的過渡形式,,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。
) h8 x9 q6 ~3 Q1 s/ _/ s 因此就要求將各種焊絲及其對應(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)對每個焊工來說都很容易使用.. W( B9 l" e* T8 s- e$ r8 e
實(shí)際上,對于各種不同的母材,,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,。2 X" y9 y$ e; P2 h: o: x! ?3 _
送絲機(jī)3 _+ ^6 F& k' G. c O
釬焊絲很軟,這就對送絲系統(tǒng)有特殊要求,,送絲時不能有任何損傷,,接觸壓力不能太大,,裝上合適的送絲輪四輪驅(qū)動,,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 h; p' _( b2 F$ N( z [' f 焊槍傾角- x, T4 D; ~$ N* `* `8 P
焊槍“前推”(前進(jìn)方向與傾角相反)進(jìn)行薄板釬焊,基值電流時的電弧就會使前方的鍍鋅預(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,,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于電弧的穩(wěn)定性的影響大于“前推”施焊,。
& P7 G4 T9 B' U2 N+ z% f9 z3 z 提高安全性# n) Y5 ?3 E3 T# m, F
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,。0 S' z7 O; L, j6 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*8 E+ p8 c( H, ]/ i
抗拉強(qiáng)度測試; C" ?% J0 F" l9 @ J6 R$ m
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# ?5 c# V6 `9 ^5 S
測試:( ?9 P# q0 P6 L8 j L8 X9 w
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,。* y4 _/ k+ A1 Z" R$ ^ k6 T, {; N
MIG釬焊應(yīng)用范圍
' \2 [+ {5 s: k$ i3 V, ?' s, y2 E 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,。6 U. m* S7 _" S# [; u" W! o
它使用的焊絲的低熔點(diǎn)及焊接時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)。: s' {3 Y4 a( ~/ z$ o& ?) n \3 j) q4 v
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)。
( o# P( ]* g6 e3 _ N1 ^$ @ 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。
# G5 `; ~" S$ z" i: t. t2 m& f 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),,焊接時工件輸入量低,,焊縫又是凹型的,。
) Y6 E, C; l% Y 結(jié)論+ ~4 F/ }" W" Y
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,,對焊接電源,、送絲系統(tǒng)和焊槍有非常嚴(yán)格的要求。& j1 N7 q0 f! c* n
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