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    黄铜的tig焊焊接工艺研究

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    黄铜的tig焊焊接工艺研究

    黄铜的钨极氩弧焊焊接工艺研究黄铜的钨极氩弧焊焊接工艺研究 【摘要】通过采用含硅的焊丝对黄铜进行 TIG 焊接,有效的阻碍了锌的蒸发、氧化和氢的 入侵。从而基本上解决了焊接时产生的气孔、裂纹、锌的蒸发和氧化等问题。得到了比较 好的焊接效果。 【关键词】黄铜 钨极氩弧焊 焊接工艺 硅铜焊丝 Brass of the TIG welding process (GanSu Constration Vocational College Lanzhou city China 730050) 【Abstract】Through the use of silicone wire on brass for TIG welding, effectively prevented the evaporation, zinc oxide and hydroxide of intrusion. So basically solved the welding of the stomata, crack, evaporation and oxidation of zinc.Get better welding results. 【Keyword】Brass TIG welding Welding technology Silicon brass wire 焊接技术是随着金属的应用而出现,它是现代工业和科学技术发展的产物,是现代工 业制造技术的一个重要组成部分,TIG 焊以其保护性好、电弧稳定、热源、填充焊丝可控, 不产生飞溅和焊缝成形美观是焊接化学活泼性强的有色金属(如铜、铝、镁及其合金)的 主力军。且黄铜以其具有优良的导电性、导热性、延展性和耐腐蚀性更是材料界的宠儿。 黄铜是铜锌合金,表面具有明亮的金属色和金黄色光泽,在大气、淡水和海水中有 较高的抗腐蚀性。其还有较好的强度、耐热性、冷态和液态压力加工性能好,可进行 TIG 焊、钎焊、冷切削加工和热处理强化。 1、 黄铜的焊接性分析 黄铜基于其自身的成分和外部环境的影响,它的焊接性较差,主要原因是 (1)析出有害气体多 由于黄铜中含有锌元素,可锌的燃点为 420℃,沸点为 906℃,焊接过程中锌极易蒸发, 在焊接区形成一层锌的白色烟雾,不但使操作发生困难,并且锌的蒸汽是有毒气体,直接 影响操作者的身体健康。蒸发的锌在电弧高温下和氧气发生合成反应,生成氧化锌(ZnO) 。 由于锌的蒸发和氧化,使锌的损失有时高达 25,这不但改变了焊缝金属的化学成分,并 且使焊接头的力学性能大为降低。 (2)难熔合及易变性 黄铜焊接时容易出现难熔合、坡口焊不透和表面成形差的外观缺陷。主要由于黄铜的 导热性强,其热导率比普通碳钢大 710 倍,焊接时热量迅速从加热区传导出去。同时由于 导热性好,使得焊接热影响区加宽,在焊件刚度较小时容易产生较大的变形,在刚度较大 时,会在焊件中造成很大的焊接应力。 (3)易产生热裂纹 黄铜的线胀系数大,有液态转变为固态时的收缩率较大。对于刚性大、硬度高的焊件, 由于内应力增大,易在焊接焊缝和热影响区产生裂纹。特别是黄铜的铸件补焊后,在湿气、 氨或海水中使用时,较大的内应力常促使其产生裂纹,形成“自裂”现象。 (4)易产生气孔 黄铜在液态时易吸收氢气,熔池结晶过程中氢来不及析出,在冷却后有气孔出现。 2、 黄铜的焊接性 (1)开坡口 对焊接接头板厚小于3mm时,不开坡口;板厚为310mm时开V型坡口,坡口角度为60 70;板厚大于10mm时开X型坡口,坡口角度为6070,为避免其未焊透,一般不留 钝边。根据板厚以及坡口尺寸,对焊接接头的装配间隙在0.51.5mm范围内选取。 (2)焊件表面的清理 对于焊件表面的清理我们有如表 21 所示的方法供选择 目的清理内容及工艺 去油污 1、 去氧化膜之前,将待焊处坡口及两侧各 30mm 内的油污,脏物等杂质用汽 油、丙酮等有机溶剂进行清洗。 2、 用温度为 3040℃的 10NaOH 水溶液清洗坡口的油污→用清水冲洗干净 →置于质量分数为 3540的硝酸水溶液中浸泡 23min→清水刷洗干净 →进行烘干处理。 机械 清理 用风动钢丝轮或钢丝刷或纱布打磨焊丝和焊件表面,直到其表面有金 属光泽出现。去除 氧化 膜 化学 清理 置于 70mL/L 硝酸100Ml/L 硫酸1mL/L 的盐酸混合溶液中进行清洗 后,用碱水中和,在用清水冲洗,然后吹干。 (表 21) (3)焊接参数的选择 如表 22 所示的参数进行选择 板厚 /mm 钨极直径 /mm 焊丝直径 /mm 焊接电流 /A Ar 气流量 /L.min 预热温度 /℃ 备注 0.30.513060810不预热卷边焊接 121.62.01201601012不预热 1.5231.62.01401801012不预热 22321602001416不预热 33422002601416不预热可实现单面焊双面成形 4432002601620300350双面焊 54342403201620350400双面焊 646342803602022400450 1056453404002022450500 1256453604202024450500 (表 22) 以表 22 为参考焊接工艺参数的选择 3.1 焊接电流的选择 焊接电流通常根据工件的材质、厚度和接头空间位置来选择。焊接电流增加时,熔深 增大,焊缝的宽度和余高稍有增加,但增加很少,焊接电流过大或过小都会使焊缝成形不 良或产生焊接缺陷。 3.2 电弧电压的选择 电弧电压增高焊缝宽度增加,熔深减小。电弧太长电弧电压过高时,容易引起为焊透 及咬边,而且保护效果不好。但电弧也不能太短,电弧电压过低、电弧太短时,焊丝给送 时容易碰到钨极引起短路,使钨极烧损,还容易夹钨,故通常使弧长近似等于钨极直径。 3.3 焊接速度的选择 焊接速度增加时,熔深和熔宽减小,焊接速度过快时,容易产生未熔合和为焊透,焊 速太慢时,焊缝很宽,而且还可能产生“焊漏” 、烧穿等缺陷。 3.4 其它参数的影响 1) 喷嘴直径 喷嘴直径增大,应增加保护气体流量,此时保护区范围大,保护效果好。但过大,不 仅使氩气的消耗增加,而且不便于观察焊接电弧及焊接操作。因此,通常使用的喷嘴直径 一般取 8mm20mm 为宜。 2) 喷嘴与焊件的距离 喷嘴与焊件的距离是指喷嘴端面和工件的距离。距离越小保护效果越好,故要尽可能 的小,但要适宜,否则不利于观察熔池。因此,通常取喷嘴至焊件的焊距为 7mm15mm。 3) 钨极伸出长度 为防止电弧过热烧坏喷嘴,通常钨极端部应伸出喷嘴以外。在焊对接焊缝时,钨极伸 出长度为 5mm6mm 较好,在焊角焊缝时,钨极伸出长度为 7mm8mm 较好。 4) 气体保护方式及流量 焊接根部焊缝时,焊件背部焊缝会受空气污染氧化。因此,必须采取背部充气保护。 一般惰性气体背部充气保护的气体流量范围为 0.542 L/min。当喷嘴直径、钨极伸出长度 增加时,气体流量也相应的增加。若气体流量过小,保护气体软弱无力,保护效果不好, 易产生气孔和焊缝被氧化等缺陷。若气流量过大,容易产生紊流,保护效果不好,还会影 响电弧的稳定燃烧。 5) 焊后热处理 将焊件加热到 300400℃进行退火处理,用以消除和减小焊接应力,以防止黄铜构件 在使用时破裂。 3、 结论 黄铜的 TIG 焊焊接虽由于其难熔合、易变性、易产生热裂纹、易产生气孔和析出有害 气体等缺陷,但是采取合理的焊接工艺进行施焊后黄铜的各种焊接缺陷得到了弥补,在此 焊接工艺下得到了优质缺陷小的焊缝,完成了整个焊接工艺要求。

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