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    母線槽的焊接,鋁母線槽的焊接方法及焊接工藝

    發布時間:2021-03-18 10:10:42 | 點擊:1401   

    1鋁制母線槽的材料性能

    鋁是一種銀白色質地較輕的金屬,其密度只有鐵的三分之一,為2.7g/cm。導熱和導電性能良好,導電率僅次于金、銀、銅。導電性能是銅的60%??伤苄暂^好,強度不高。其機械性能:抗拉強度80~100MPa;硬度為HB25~HB30;延伸率為35%~40%。

    鋁材經過冷加工變形后,強度增高,塑性下降。因此,鋁可以通過冷作硬化來提高其強度。硬化后的鋁,在250℃~300℃溫度下,由于再結晶,使硬化消除。

    鋁是化學性質活潑的金屬,與空氣接觸時生成致密堅固的氧化鋁膜,從而保護母線槽不被繼續氧化。鋁在濃硝酸中因表面被鈍化而非常穩定,但對堿類和帶有氯離子的鹽類,其抗腐蝕性能較差。

    鋁制母線槽的焊接性能

    (1)金屬鋁不論是固態或液態都極易發生氧化從而生成一層三氧化二鋁的氧化膜,氧化膜厚度不高但是其熔點較高,約為2050℃。當氣焊鋁時,如果不用氣劑.很明顯地可看見表面一層黑色皺皮,若將熔化絲滴在上面,就像水珠在荷葉上一樣,無法與之相熔合。而且氧化鋁密度大于母線槽的鋁材,沉入焊縫后造成火渣。因此,焊接鋁制母線槽時必須避免鋁的繼續氧化,對母線槽已經生成的氧化鋁需不斷給予清除。

    (2)母線槽的鋁材從固體到液體的升溫過程中不會有顏色變化,因此增加了工藝上控制溫度的困難??刂粕詾椴划?,接頭就會整個塌落下來。因此,鋁制母線槽的焊接,比其他材質的更為困難。

    (3)鋁母線槽的外殼導熱性能好,需要較大的焊接熱量才能熔化。因此,一般要求對焊件預熱,并采用強規范,但這樣會惡化了焊接工藝條件。

    (4)冷作硬化的鋁經過焊接回熱后會軟化,并使晶粒長大。溫度越高.停留時間越長,晶粒長大的傾向越嚴重。其結果使接頭強度下降,還會使晶界上發生氧化.過燒,引起脆斷。

    (5)鋁材在液態時大量溶解氫,其溶解度隨溫度的升高而增加。焊接時因溶池冷卻很快,氫氣來不及從焊縫中逸出,形成氣孔。當氣劑,焊絲含有水分時,生成氣孔更加敏感。3焊接方法的選擇

    其實可用于鋁制母線槽的焊鋁方法有很多,在熔化焊接領域中,普遍采用的有氣焊、碳弧焊、氬弧焊等。


    1氣焊

    用氧-乙炔火焰焊接鋁材有以下主要優點:設備簡單,使用方便,熱量易于調節,適應性強,可焊大小不等的焊件。缺點是:熱量不集中,焊件較大時,加熱時間長,熱影響區大;火焰中?;煊兴?,易出現氣孔;焊接時需用氣劑來清除氧化膜,焊后殘存的溶渣對鋁有強烈的腐蝕作用,這使清洗工藝復雜化。

    2碳弧焊

    碳弧焊是一種比較原始的焊接方法,屬于無保護明弧焊接。與氣焊相比,具有熱量集中,焊接速度快,熱影響區小,焊接質量較好等優點。所用的焊絲,氣劑和氣焊相同。由于電弧的高溫加熱,一般相對中,小厚度焊件可不開坡口,在焊件反面用墊板,適用于平焊。

    墊板材料可用鋼板,石棉板、耐火磚、銅板、炭精板、石墨板等。其中石墨板的強度.導熱、水分揮發等技術條件比其它材料好。墊板和焊件相接觸一面,刻一條小槽,使焊縫達到單面焊雙面成形的目的。

    碳弧焊用的電極,有干電池炭棒,電機炭刷,炭精棒,電爐煉鋼炭棒,石墨棒等。其中石墨電極在電阻,氧化、含灰等方面都較好,僅強度稍差一點,在使用上加以注意即可。電極端部應加工成20°~30°錐體,有利于電子發射和電弧控制。

    3氫弧焊

    氬弧焊焊鋁與氣焊相比,具有熱量集中,焊接質量好、焊件變形小,不用氣劑,效率高等優點;與碳弧焊相比,具有質量高,不用氣劑,能進行全位置焊接,特別適合在安裝條件下應用等優點。氬弧焊有氬氣的保護作用和氬離子對氧化鋁膜的“陰極霧化"作用,焊接時不用氣劑,這就避免了焊后殘渣對母線槽接頭的腐蝕.同時接頭的形成形式也不受限制。氬氣流對焊接區域的沖刷,使焊接接頭顯著冷卻,從而改善了接頭的組織性能,并減少焊件的變形。

    綜上三種方法的優缺點,從成本和工期方面考慮,在這選擇碳弧焊來焊接鋁母線槽。


    1焊接電源

    由于鋁制母線槽的導熱系數大,傳熱快,要求焊接時電弧的溫度要高,熱量充足(電弧要長),施工時采用兩臺直流焊機,串聯連接保證電弧的溫度,如圖2。

    2焊前的準備

    2.1焊鉗的準備

    由于焊接時電弧長,溫度較高,焊工操作時要盡可能的遠離工件,因此特制一把專用焊鉗,如圖3。

    2.2墊板的準備

    用600mmx500mm×40mm的石墨板作墊板,在墊板中間刻15mm寬,5mm深的溝槽,見圖4。

    2.3電極的準備

    碳弧焊用電極選用石墨板加工面成,一端磨成20°~30的錐體,另一端加工成$38mm的圓頭。

    2.4焊絲的準備

    焊絲直接選用裁料后的鋁母線加工成20mm×20mm×1000mm的小條,與母材同材質。


    3鋁制母線槽的焊接工藝

    電源采用直流正接,長弧焊接。電弧長度一般維持在200~300mm之間。若電弧過短,則在弧區內充滿電極揮發物,對焊接質量不利;相反電弧太長,則容易產生弧偏吹。

    (1)焊件和焊絲在焊前兩小時內用10%的氫氧化鈉溶液浸漬處理,除去氧化物(或用機械方法清除),然后涂上氣劑401,在空氣中干燥。

    (2)對口不開坡口,留8mm間隙。

    (3)電流調節到500A左右。

    (4)在始端石墨擋板上引弧,然后將電弧迅速引入對口上進行預熱;收弧時也同樣引至末端石墨擋板上熄滅。

    (5)用電弧沿對口預熱,達到熔化狀態,對口上部呈塌落狀態時,即可加焊絲進行焊接。

    (6)焊接時電極應盡量保持垂直,偏斜度不小于70°,對口兩側應均勻受熱。

    (7)焊接過程中焊絲深入焊縫2~3mm,不能抽出。電極與焊絲間保持10~20mm距離。一條焊縫,一次焊完,中途斷弧,可從反方向繼續施焊,在斷弧處相接。

    (8)焊工施焊時,焊工頭戴面罩,一手拿焊絲一手拿石墨碳棒,不斷地將已經生成的氧化鋁清出熔池。

    (9)焊完后不宜立即移動,待母線槽冷卻后再進行清洗。


    母線槽焊接質量的檢查

    正式焊接前需要進行試件的試焊,按上述工藝焊接后將焊縫沿縱向切開檢查無夾渣氣孔,滿足了焊接質量的要求。正式焊接后對每條焊縫檢查,母線槽表面無氣孔、裂紋,夾渣,焊縫表面平整光滑。

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