生產(chǎn)管理知識(shí)_材料的等離子弧焊接

材料的等離子弧焊接索引：穿孔型等離子弧焊接最適于焊接厚度38mm不銹鋼、厚度12mm以下鈦合金、板厚26mm低碳或低合金結(jié)構(gòu)鋼以及銅、黃銅、鎳及鎳合金的對(duì)接焊縫。這一厚度范圍內(nèi)可不開坡口，不加填充金屬，不用襯墊的條件下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。厚度大于上述范圍時(shí)可采用V形坡口多層焊。關(guān)鍵詞: 高溫合金, 鋁及鋁合金, 鈦及鈦合金, 銀與鉑, 等離子弧焊接 穿孔型等離子弧焊接最適于焊接厚度38mm不銹鋼、厚度12mm以下鈦合金、板厚26mm低碳或低合金結(jié)構(gòu)鋼以及銅、黃銅、鎳及鎳合金的對(duì)接焊縫。這一厚度范圍內(nèi)可不 開坡口，不加填充金屬，不用襯墊的條件下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。厚度大于上述范圍時(shí)可采 用V形坡口多層焊。高溫合金的等離子弧焊接用等離子弧焊焊接固溶強(qiáng)化和Al、Ti含量較低的時(shí)效強(qiáng)化高溫合金時(shí)，可以填充焊絲也可以不加焊絲，均可以獲得良好質(zhì)量的焊縫。一般厚板采用小孔型等離子弧焊，薄板采用熔透型等離子弧焊，箔材用微束等離子弧焊。焊接電源采用陡降外特性的直流正極性，高頻引弧，焊槍的加工和裝配要求精度較高，并有很高的同心度。等離子氣流和焊接電流均要求能遞增和衰減控制。 焊接時(shí)，采用氬和氬中加適量氫氣作為保護(hù)氣體和等離子氣體，加入氫氣可以使電弧功率增加，提高焊接速度。氫氣加入量一般在5左右，要求不大于15。焊接時(shí)是否采用填充焊絲根據(jù)需要確定。選用填充焊絲的牌號(hào)與鎢極惰性氣體保護(hù)焊的選用原則相同。高溫合金等離子弧焊的工藝參數(shù)與焊接奧氏體不銹鋼的基本相同，應(yīng)注意控制焊接熱輸入。鎳基高溫合金小孔法自動(dòng)等離子弧焊的工藝參數(shù)見表1-1。在焊接過(guò)程中應(yīng)控制焊接速度，速度過(guò)快會(huì)產(chǎn)生氣孔，還應(yīng)注意電極與壓縮噴嘴的同心度。高溫合金等離子弧焊接接頭力學(xué)性能較高，接頭強(qiáng)度系數(shù)一般大于90。下表列出了高溫合金小孔法自動(dòng)等離子弧焊接的工藝參數(shù)。等離子弧是以鎢極作為電極，等離子弧為熱源的熔焊方法。焊接鋁合金時(shí)，采用直流反接或交流。鋁及鋁合金交流等離子弧焊接多采用矩形波交流焊接電源，用氬氣作為等離子氣和保護(hù)氣體。對(duì)于純鋁、防銹鋁，采用等離子弧焊，焊接性良好；硬鋁的等離子弧焊接性尚可。為了獲得高質(zhì)量的焊縫應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。a.焊前要加強(qiáng)對(duì)焊件、焊絲的清理，防止氫溶人產(chǎn)生氣孔，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊縫和焊絲的保護(hù)。b交流等離子弧焊的許用等離子氣流量較小，流量稍大，等離子弧的吹力過(guò)大，鋁的液態(tài)金屬被向上吹起，形成凸凹不平或不連續(xù)的凸峰狀焊縫。為了加強(qiáng)鎢極的冷卻效果，可以適當(dāng)加大噴嘴孔徑或選用多孔型噴嘴。c當(dāng)板厚大于6mm時(shí)，要求焊前預(yù)熱100-200。板厚較大時(shí)用氦作等離子氣或保護(hù)氣，可增加熔深或提高效率。d需用的墊板和壓板最好用導(dǎo)熱性不好的材料制造(如不銹鋼)。墊板上加工出深度lmm、寬度2040mm的凹槽，以使待焊鋁板坡口近處不與墊板接觸，防止散熱過(guò)快。e. 板厚不大于lOmm時(shí)，在對(duì)接的坡口上海間隔150mm點(diǎn)固焊一點(diǎn)；板厚大于l0mm時(shí)，每間隔300mm點(diǎn)固焊一點(diǎn)。點(diǎn)固焊采用與正常焊接相同的電流。f. 進(jìn)行多道焊時(shí)，焊完前一道焊道后應(yīng)用鋼絲或銅絲刷清理焊道表面至露出純凈的鋁表面為止。表1-2列出純鋁自動(dòng)交流等離子弧焊接的工藝參數(shù)。表1-3列出鋁合金直流等離子弧焊接的工藝參數(shù)。 表1-2等離子弧焊能量密度高、線能量大、效率高。厚度2515mm的鈦及鈦合金板材采用“小孔型”方法可一次焊透，并可有效地防止產(chǎn)生氣孔，“熔透型”方法適于各種板厚，但一次焊透的厚度較小，3mm以上一般需開坡口。鈦的彈性模量?jī)H相當(dāng)于鐵的12，因此在應(yīng)力相同的條件下，鈦及鈦合金焊接接頭將發(fā)生比較顯著的變形。等離子弧的能量密度介于鎢極氬弧和電子束之間，用等離子弧焊接鈦及鈦合金時(shí)，熱影響區(qū)較窄，焊接變形也較易控制。目前微束等離子弧焊已經(jīng)成功地應(yīng)用于薄板的焊接。采用310A的焊接電流可以焊接厚度為00806mm的板材。由于液態(tài)鈦的密度較小，表面張力較大，利用等離子弧的小孔效應(yīng)可以單道焊接厚度較大的鈦和鈦合金，保證不致發(fā)生熔池坍塌，焊縫成形良好。通常單道鎢極氬弧焊時(shí)工件最大厚度不超過(guò)3mm，并且因?yàn)殒u極距離熔池較近，可能發(fā)生鎢極熔蝕，使焊縫滲入鎢夾雜物。等離子弧焊接時(shí)，不開坡口就可焊透厚度達(dá)15mm的接頭，不可能出現(xiàn)焊縫滲鎢現(xiàn)象。鈦板等離子弧焊接的工藝參數(shù)見表1-4。TC4鈦合金等離子弧焊和TIG焊接接頭的力學(xué)性能見表1-5。 表1-4 表1-5焊接航天工程中應(yīng)用的TC4鈦合金高壓氣瓶的研究結(jié)果表明，等離子弧焊接頭強(qiáng)度與氬弧焊相當(dāng)，強(qiáng)度系數(shù)均為90，但塑性指標(biāo)比氬弧焊接頭高，可達(dá)到母材的75。根據(jù)30萬(wàn)噸合成氨成套設(shè)備的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，用等離子弧焊接厚度10mm的TAl工業(yè)純鈦板材，生產(chǎn)率可比鎢極氬弧焊提高56倍，對(duì)操作的熟練程度要求也較低。純鈦等離子弧焊的氣體保護(hù)方式與鎢極氬弧焊相似，可采用氬弧焊拖罩，但隨著板厚的增加、焊速的提高，拖罩要加長(zhǎng)，使處于350以上的金屬得到良好保護(hù)。背面墊板上的溝槽尺寸一般寬度和深度各為2.030mm，同時(shí)背面保護(hù)氣體的流量也要增加。厚度15mm以上的鈦板焊接時(shí)，開68mm鈍邊的V形或U形坡口，用“小孔型”等離子弧焊封底，然后用“熔透型”等離子弧填滿坡口。用等離子弧封底可以減少焊道層數(shù)，減少填絲量和焊接角變形，提高生產(chǎn)率。“熔透型”多用于厚度3mm以下薄件的焊接，比鎢極氬弧焊容易保證焊接質(zhì)量。銀與鉑都屬于貴金屬，價(jià)格昂貴。銀與鉑可制成板材、帶材、線材等常用于微電子,儀器儀表、醫(yī)藥等特殊產(chǎn)品或軍工產(chǎn)品。銀與鉑電子器件的微束等離子弧接的工藝要點(diǎn)如下： a焊前將銀與鉑的接頭處清理干凈； b將兩種金屬預(yù)熱到400500， c. 采用微束脈沖等離子弧，維弧電流為24A； d保護(hù)氣體流量為6Lmin，離子氣流量為05Lmin。 銀與鉑電子器件微束等離子