鋁合金焊接選用保護(hù)氣體氬氣有什么講究
鋁合金焊接采用的方法比較多,主要是鎢極氣體保護(hù)焊和熔化極氣體保護(hù)焊,此外也經(jīng)常用到鎢極脈沖氬弧焊、熔化極脈沖氬弧焊、等離子弧焊、鎢極直流氦弧焊、真空電子束焊等方法。
鋁及鋁合金焊接的一個(gè)重要特點(diǎn),就是其電極、電弧和焊接熔池以及高溫下的金屬都應(yīng)處于保護(hù)氣體中。
為什么需要保護(hù)氣體呢?
一方面要探究鋁的特性,因?yàn)樵诔R?guī)空氣中,它極易與氧化合生成一層穩(wěn)定的氧化鋁薄膜,其熔點(diǎn)高達(dá)2050℃。而且,氧化鋁薄膜具有很強(qiáng)吸附性,所吸附的水分在焊接時(shí)會(huì)促使焊縫生成氣孔。在電弧焊中,如果要清除氧化膜,是通過被電離的保護(hù)氣體的撞擊效果以及從工件流向電極的電子破碎效果來(lái)實(shí)現(xiàn)的,是比較繁復(fù)的。
鋁同鋼相比,具有不同的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,從而導(dǎo)致其具有與鋼截然不同的焊接特性。比如具有明顯低的熔點(diǎn)(560-660℃),但由于它具有高的熱傳導(dǎo)性和熔化熱,鋁焊接時(shí)所需要的熱量與鋼相當(dāng)。
鋁冷卻凝固時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的收縮量以及較大的熱膨脹系數(shù)使其在加熱和冷卻過程中產(chǎn)生形狀變化,容易引起焊接裂紋、變形和殘余應(yīng)力。
另外,選用氬氣或氦氣,由于惰性氣體在化學(xué)上具有持久的中性,乃至高溫時(shí)不與熔化的金屬或空氣中的氧氣形成化合物。所以,在鋁合金的電弧焊中使用惰性氣體作為保護(hù)氣體,像焊接鋼材時(shí)使用的C02活性氣體就不適用于焊接鋁及鋁合金。
通常情況,鋁合金焊接時(shí)采用純氬氣保護(hù)。也有氬氣和氦氣的混合氣,當(dāng)然也有采用純氦氣的。
那么,鋁合金焊接選用保護(hù)氣體氬氣或氦氣有什么要求呢?
首先,采用氬氣或氦氣的純度必須大于99.99%,其露點(diǎn)應(yīng)低于-50℃(當(dāng)壓力為1bar時(shí)),像寶速德液氬99.999%純度都能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。
氬氣或氦氣的作用就是防止空氣進(jìn)入熔池,對(duì)熔化金屬和處于高溫下的金屬進(jìn)行有效的保護(hù)。惰性保護(hù)氣體還可以起到穩(wěn)定電弧的作用。
其次,在同等焊接電流的情況下,氦氣的電弧功率和熱量集中程度要高于氬氣。但是,氬氣能夠產(chǎn)生更明顯穩(wěn)定的電弧,而且采用氬氣比氦氣比較容易引弧。因此,交流鎢極氣體保護(hù)焊,優(yōu)先選擇氬氣或氬-氦混合氣作為保護(hù)氣體。
鋁合金焊接,選用單原子氣體的氬氣和氦氣,單一或兩種氣體的混合物,已經(jīng)可靠地運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。氬氣和氦氣的基本區(qū)別在于其原子量不同,以及電弧電壓也存在區(qū)別。還應(yīng)注意到,由于氦氣密度比氬氣低,這就需要2.5到3倍的氦氣流量才能達(dá)到氬氣同樣的保護(hù)效果。
(焊接實(shí)景僅供示意)