5183(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬。不可以热处理,熔化温度为:579℃~638℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),,密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为白色。5183铝焊条于1957年被发明,用于5083及类似的高强度的铝合金材料的焊接,它的焊接强度要5356.
铝和铝合金管焊接特点和方法
铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此,铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外,同时还越来越多的应用于石油化学工业。濮阳中原大化新建空分装置就大量使用了铝镁合金(主要有:5083、5183、5A02相当于旧牌号中的LF2、LF4)。但是铝及铝合金在焊接过程中,易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料,特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此,解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中解决的问题。
2、铝及铝合金的理化性能及焊接特点
2.1 易氧化 铝和氧的亲和力很强。在常温下,铝表面就能被氧化成厚度约0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。虽然这层氧化铝薄膜比较致密,能防止金属的继续氧化,对自然防腐有利,但它给焊接带来了困难,这是由于氧化铝的熔点(2050℃)远远超过了铝的熔点(600℃左右),比重约为铝的1.4倍。在焊接过程中,会阻碍金属之间的熔合,易形成夹渣,而且氧化铝薄膜还吸附了较多的水份,焊接时会促使焊缝生成气孔。
2.2 较大的导热系数和比热容 铝的导热系数约为钢的四倍,因此,焊接铝材管时,比钢管焊接要消耗更多的热量,为得到的焊接接头,必需采用能量集中,功率大的热源。
2.3 易形成氢气孔
铝及铝合金的焊接气孔主要氢气孔。铝在液态时能大量吸收和溶解氢,在熔融状态下溶解度为0.0069ml/g,而在高温凝固状态下为0.00036 ml/g,前后相差近20倍。铝的导热系数很大,在相同的焊接工艺条件下,其冷却速度为钢的4~7倍,使金属结晶加快,焊接熔池在快速冷却过程中,氢的溶解度急剧下降,此时析出大量过饱和气体,氢气来不及析出在焊缝金属中形成气孔。因此,在焊接铝材时,焊缝产生气孔的倾向很大。
2.4 易形成热裂纹
铝的线膨胀系数和结晶收缩率比钢大约一倍,易产生较大的焊接变形和应力,加上某些杂质或合金元素的不利影响,在刚性较大的接头中将导致产生裂纹。
2.5 烧穿和塌陷
铝及铝合金由固态转变为液态时.由于没有明显的颜色变化,所以,不易判断熔池的温度。焊接时,常因温度过高不易被察觉而导致烧穿或严重塌陷。 3 焊前准备
表1 同牌号铝焊接用焊丝
同牌号母材牌号
焊 丝
同牌号母材牌号
焊 丝
1060
SAL-3
5052
SAlMg-1
1050A
SAL-3
5A02
SAlMg-1
5A03
SAlMg-2
1200
SAL-1
5083
SAlMg-3
3003
SAlMn
5A05
SAlMg-5
3004
SAlMn
6061
SAlMg-1
SAlMg-5
SAlSi-1
表2 异种铝焊丝焊接用焊丝
异种母材
焊 丝
纯铝+铝锰合金
SAlMn
纯铝、铝锰合金+5052、5A02
SAlMg-1、SAlMg-5
纯铝、铝锰合金+5A03
SAlMg-2
纯铝、铝锰合金+5083、5086
SAlMg-3
纯铝、铝锰合金+5A06、5A05
SAlMg-5
表3 针对不同的材料和性能要求选择焊丝
材 料
按不同性能要求推荐的焊丝
要求高强度
要求高延性
要求焊后阳极化后颜色匹配
要求高强度
要求焊接时裂纹倾向低
1100
SAlSi-1
SAl-1
SAl-1
SAl-1
SAlSi-1
2A16
SAlCu
SAlCu
SAlCu
SAlCu
SAlCu
3A21
SAlMn
SAl-1
SAl-1
SAl-1
SAlSi-1
5A02
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
5A05
LF14
LF14
SAlMg-5
SAlMg-5
LF14
5083
ER5183
ER5356
ER5356
ER5356
ER5183
5086
ER5356
ER5356
ER5356
ER5356
ER5356
6A02
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlSi-1
SAlSi-1
6063
ER5356
ER5356
ER5356
SAlSi-1
SAlSi-1
7005
ER5356
ER5356
ER5356
ER5356
X5180
7039
ER5356
ER5356
ER5356
ER5356
X5180
注:ER铝焊丝为美国标准ANSI/AWS A5.10。
表4 一般用途焊接时焊丝选用
母材之一
母材之二
7005
6A02
6061
6063
5083
5086
5A05
5A06
5A03
5A02
3A21
3003
2A16
2B16
2A12
2A
与母材配用的焊丝
SAlMg-5
SAlSi-1
ER5356
SAlMg-5
LF14
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMn
-
-
SAl-1
SAl-2
SAl-3
2A12
2A14
-
-
-
-
-
-
-
-
SAlSi-1
BJ-380A
2A16
2B16
-
-
-
-
-
-
-
SAlCu
3A21
3003
SAlMg-5
SAlSi-1
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlSi-1
SAlMn
SAlMg-3
5A02
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
LF14
SAlMg-5
SAlMg-5
5A03
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
LF14
SAlMg-5
5A05
5A06
SAlMg-5
LF14
SAlMg-5
SAlMg-5
LF14
SAlMg-5
LF14
5083
5086
SAlMg-5
SAlMg-5
SAlMg-5
6A02
6061
6063
SAlMg-5
SAlSi-1
SAlSi-1
7005
X5180
铝焊丝如何选择
为了得到性能良好的焊接接头,应从焊接构件使用目的考虑,选择适合于母材的铝焊丝作填充材料。
(1)焊缝金属的裂纹敏感性
选择具有熔化温度低于母材的填充金属,可大大减小热影响区中晶间裂纹倾向。故用合金含量母材的焊丝作填充金属,通常可防止焊缝金属裂纹。如含0.6%硅的6061合金,如果用6061作填充金属,裂纹敏感性很大,但用含5%硅的4043焊丝作填充金属,熔化温度比母材低,在冷却过程中比母材具有更好的塑性以消除引起裂纹的收缩应力,所以抗裂性良好。还应注意避免产生对裂纹敏感的焊缝金属成分,如在铝合金焊缝中不希望有镁与铜的组合,因此5000系列焊丝还应用于焊接2000系列母材;面2219焊丝不应用于5000系列的母材。
(2)接头强度
焊接接头的强度随着焊丝的合金元素含量变化。即对于非热处理合金的焊接接头强度,按1000系、4000系和5000系的次序。在5000系中随镁、锰等含量增加,焊接接头强度按5554、5654、5356、5183、5556的顺序增加。
(3)接头的加工性(塑性)
需要弯曲加工的焊接接头,一般加工性受塑性的影响,而塑性随着强度的而降低。特别是含3%镁以上的母材(5154、5056、5082、5182、5083、5086)避免使用含硅的焊丝(4043、4047)。这种组合形成大量的Mg2Si,塑性下降。
(4)阳极氧化处理后的色差
为了提高耐蚀性,焊后常进行阳极氧化处理,若焊缝金属的成分明显不同于母材,或焊缝金属的铸造组织不同于母材的压延组织,焊缝金属在阳极氧化工艺处理后产生色差。例如含硅的4000系焊丝的焊缝阳极氧化处理后呈灰黑色,2000第、5000系和6000系母材呈银白色。所以若外观颜色匹配是重要指标时,选择焊丝时考虑所形成焊缝组织的成分及组织。
(5)高温下接头的力学性能及耐蚀性
含3%镁以上的5000系焊丝(5654、5356、5556、5183)应避免在使用温度65摄氏度以上的结构中采用,因为这些合金对应力腐蚀裂纹很敏感,在上述温度和腐蚀环境中会发生应力腐蚀龟裂。
郑州市船王焊材有限公司研制了,两种低温铝焊条(低温铝焊丝)提供客户选择!一种「需要沾焊剂,熔点450℃左右】: 本产品为焊铝水箱,铝空调,低温型。流平性好,填缝隙能力强。焊接薄件优点非常。适用于各种火焰焊接。如汽油,液化气,氧乙炔等。其的抗裂性能和抗拉力强度。可焊生铝,熟铝,铝合金。焊丝为2.0mm×900mm焊粉为500g每袋。操作步骤:1烧热焊条,2沾焊粉(不用拌水),3预热底件,4试焊(用焊条在被焊处划动,如看到焊粉像水一样四处淌,底件洗白,那么焊条就会像水一样融到焊接处了。)二种「无需沾焊剂,熔点350℃左右】: 本产品为环保铜与铝、铝与铝钎焊材料,该产品在电气、变压器、制冷、卫浴、五金等行业得到了广泛应用。铝及铝合金的钎焊需求不断增长。纯铝的熔点为660摄氏度。而铝合金,随着其含的合金元素的不同,他的熔点在482摄氏度~660摄氏度之间。铝及铝合金从常温加热到溶化状态时,没有颜色变化,焊接时判断母材温度十分困难,容易使母材过烧或溶化。新锐公司潜心致力于铝铝钎焊技术的研究,为满足对不同牌号铝合金母材的钎焊要求,我们提供了钎焊温度在350摄氏度~600摄氏度的系列焊接材料。主要有自带钎剂的药芯焊丝。提供的产品有直条、盘丝、焊环、焊片等多种形式。主要用于,汽车水箱和空调的焊接、冰箱的焊接、散热器的焊接、生铝以及铝合金的焊接。 使用方法: 药芯焊丝操作工艺简单,使用方便,流动性强,无需焊接设备和工人,采用普通的火焰钎焊(氧气乙炔、氧气丙烷或氧气液化石油气)即可轻易完成焊接。去油、去锈预处理后,移动焊枪均匀加热需焊接的部位,当温度达到350℃左右时,加入药芯焊丝使其受热熔化并均匀流入结合点,待焊缝饱满后移开焊枪,冷却即可。
铝及铝合金焊接篇
Q :为什么叫纯铝?它们是如何分类的?
A:工业纯铝:含铝量≥99.00% 。
国产牌号:L1、L2、L3、L4、L5
国际型号:1060、1035、1100、1200、1370等
国产焊丝牌号:HS301
Q: 为什么叫铝合金?它们是如何分类的?
A :在铝材中加入镁、硅、锰、铜、锌等合金元素,形成不同的组织和性能,形成不同系列的铝合金材料,如:
〈1〉铝铜合金LY19、2014、2219、2024
〈2〉铝锰合金
LF21、3003、3005、3105国产焊丝牌号:HS321
〈3〉铝硅合金
LT1、4A11、4043、4047国产焊丝牌号:HS311
〈4〉铝镁合金
LF2--LF16、5005、5052、5182、5356国产焊丝牌号: HS331
〈5〉铝镁硅合金LD2、LD31、6061、6063、6070
〈6〉铝铜镁锌合金7005、7050、7075、7475
〈7〉铝铜镁锂合金8090等
Q :为什么MIG焊铝要用亚射流过渡?
A:亚射流过渡—在射流过渡的电弧成分中调试出3—5%的短路过渡成分,电弧长度较短,电弧不漂移,气体保护和阴极雾化效果好,产生气孔的倾向小,焊缝内在质量高。
Q :为什么MIG焊铝的工艺难题较多?
A:MIG焊铝的工艺难题主要有:
〈1〉铝及铝合金的熔点低(纯铝660℃),表面生成高熔点氧化膜(AL2O3 2050℃),容易造成焊接不熔合。
〈2〉低熔点共晶物和焊接应力,容易产生焊接热裂纹。
〈3〉母材、焊材氧化膜吸附水分,焊缝容易产生气孔。
〈4〉铝的导热性是钢的3倍,焊缝熔池的温度场变化大,控制焊缝成型的难度较大。
〈5〉焊接变形较大。
Q :为什么MIG焊铝要用Φ1.2/Φ1.6焊丝?
A :MIG焊铝时,因焊丝的熔化速度很快,送丝速度高;铝焊丝刚性小,比较软,推丝送进时,细焊丝容易堆丝打弯,影响正常焊接。所以一般使用Φ1.2/Φ1.6铝焊丝。
Q: 什么叫清洁宽度?
A :TIG交流和MIG直流反接焊铝时,负电极(母材)表面上集中发射电子的光亮微小区域—“阴极雾化区”,此区域为清洁宽度,清理铝表面氧化膜。
基本的铝合金知识和MIG 焊技巧
铝合金越来越多的用于机械制造行业. 随之而来的是对铝合金焊接的要求也越来越高。目前国外MIG 焊铝的技术工艺日趋成熟, 主要用于全焊接铝合金游轮、火车及汽车箱体、摩托车架、压力容器、轨道交通、工作平台及飞机等。
这里仅介绍基本的铝合金知识和MIG焊技巧 (所有材料牌号参照AWS 标准)。
1.铝合金分类及对应焊材
1.1. 纯铝 (1xxx 系列), 可焊性很好, 对应焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 铝铜合金 (2xxx 系列), 可焊性较差, 对应焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 铝锰合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 对应焊材: ER4043、ER5356
1.4. 铝硅合金 (4xxx 系列), 一般用于制造焊丝 (4043、4047)
1.5. 铝镁合金 (5xxx 系列), 高强度, 可焊性很好, 对应焊丝: ER5356、ER5183 等
1.6. 铝镁硅合金 (6xxx 系列), 应用广, 可焊性好, 对应焊丝: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 铝锌合金 (7xxx 系列), 高强度, 用于飞机制造业, 可焊性很差易裂, 对应焊丝: ER5356 (7005 和7039 母材)
1.8. 其它铝合金 (8xxx 系列), 可焊性很差
2.铝合金MIG 焊对焊接设备的要求
2.1. 直流CV 焊接电源或脉冲电源
2.2. 送丝机构及推拉式焊枪
2.3. 铝焊接用导电嘴 (孔径比碳钢用稍大)
2.4. 连接电缆
2.5. Ar 及流量计 (也有Ar+He 混合气)
3.焊前准备工作 (非常重要)
3.1. 清理工件待焊处油污 (擦拭)
3.2. 用不锈钢丝刷或砂轮去除待焊处氧化膜 (至少20毫米范围)
3.3. 如用水冷焊枪, 确保无漏水
3.4. 确保焊丝处于干净无损坏状态
3.5. 确保送丝轮, 送丝软管处于良好状态
4. 焊接参数 (仅供参考)
4.1. 根据不同的材料和板厚选用不同型号的焊丝和直径
4.2. 常用焊接规范:
4.2.1. 0.8 毫米焊丝 (板厚小于3毫米): WFS: 12-15m/min, I=70-130A, U=17-21V,焊速=600-1125mm/min
4.2.1. 0.9 毫米焊丝 (板厚小于5毫米): WFS: 10-12m/min, I=145-175A, U=20-22V,焊速=600-1125mm/min
4.2.3. 1.0 毫米焊丝 (板厚大于5毫米): WFS: 8-12m/min, I=150-200A, U=22-24.5V,焊速=600-1125mm/min
4.2.4.1.2 毫米焊丝 (板厚大于5毫米): WFS: 7.5-10m/min, I=190-220A, U=22-26V,焊速=600-800mm/min
4.2.5. 1.6 毫米焊丝 (板厚大于5毫米): WFS: 5-8m/min, I=240-330A, U=24-30V,焊速=400-800mm/min
4.3. 注:
4.3.1. 角焊比对接焊规范稍大, 立焊和仰焊规范比上述稍小
4.3.2. ER4043 (ER4XXX) 焊丝取下限值, ER5356 (ER5XXX) 取上限值
4.3.3. 保护气流量: 10-20L/MIN, 仰焊时多一些, 用粗焊丝时多一些
4.3.4. 焊丝干伸长度: 12-15mm
4.3.5. 过渡方式: 喷射过渡 (Spray arc transfer)
4.3.6. 极性: DC+ (直流反接)
5. 操作技巧
5.1. 半自动焊时总是左焊法 (右焊时焊缝成型很差, 表面发黑, 易产生未熔合缺陷),收弧时回焊接10 毫米左右以消除弧坑裂纹
5.2. 立焊时总是立向上焊
5.3. 自动焊时焊枪与焊缝轴线在行走方向 (无论左右) 成95-100度角。
总之, MIG 焊铝合金比焊一般钢材难一些, 但是如果准备充分, 材料设备匹配, 操作方法得当, 就可以得到很好的效果。