电弧钎焊技术的应用及发展
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电弧钎 焊 在 镀 锌 钢 板 焊 接 中 也 得 到 了 广 泛 的 应 用 ,既可以减少锌蒸汽的挥发 ,又可以形成高质量焊 缝 ,同时电弧钎焊还可以实现异种金属之间的连接 ,尤 其是现在新材料日新月异的出现 ,它们之间焊接性的 差别也越来越大 ,采用普通焊接方法难以实现连接 。 因此 ,电弧钎焊是一种具有很高实用价值的焊接技术 , 有着广泛的发展空间 。
连接是异种材料连接结构广泛应用的关键环节 , 由于异种材料的物理 、化学及力学性能方面存在着巨 大的差异 ,对连接方法要求比较苛刻 。使用常规熔焊 方法进行异种材料连接 ,由于界面容易形成脆性化合 物相 ,同时由于热物理性能不匹配产生残余应力 ,使得 异种材料连接困难 ,而且还影响到接头组织 、性能和力 学行为 。
而电弧钎焊技术是通过填充特制的钎料 ,母材不 熔化 (或者只有一种熔点低的金属熔化 ) ,避免了上述 问题的发生 ,保证了焊接质量 ,同时操作方便灵活 ,不 受工件形状限制 ,因此电弧钎焊在异种材料连接上得 到了广泛的应用 ,主要用于铝合金与其他材料 、铜与其 他材料 、钛合金与其他材料以及异种非金属材料等的 连接上 。
采用电弧钎焊的焊缝具有抗腐蚀的性能 ,又由于 钎焊温度低 ,减少了锌的蒸发 ,大大减少焊缝中的气 孔 ,避免了母材金属的过量溶蚀 ,同时 ,工件变形小 ,焊 接过程中不会产生飞溅 ,焊缝成形美观 [ 7 ] 。因此 ,电弧 钎焊技术在镀锌钢板连接上有着广泛的应用空间 ,而 且 ,现在逐渐在其他镀层金属板 ,比如镀锡等板材连接 上得到了推广应用 。 3. 2 薄壁件连接
电弧钎焊还具有节能高效的特点 。由于氩气流对 电弧具有压缩作用 ,热量较集中 ,加热升温速度快 ,钎 焊接头在高温停留时间短 ,母材金属不易产生晶粒过 大并使热影响区变窄 ,其组织与性能变化也较小 ,钎缝 成形美观 ,速度快 ,钎焊接头强度较高 ;在钎焊镀锌钢 板时 ,可防止锌层的严重破坏及锌的蒸发 ,钎缝耐腐蚀 性能好 [ 2 ] 。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
Fea ture A rticle 专题综述 悍接
郑州机械研究所对厚度小于 1 mm 镀锌钢板的直 流正极性 M IG钎焊进行了研究 ,认为正极性焊接时母 材熔深明显比反极性时小 ,且正极性焊丝熔化系数约 为反极性时的 1. 5 倍 ,有利于提高生产效率 [ 3 ] 。黄钦 筠和王少刚也对镀锌钢板的 M IG钎焊工艺进行了初步 研究 [ 10 ] 。
20 2007年第 4期
焊接研究所和乌克兰海洋技术大学发明了 TIG氩弧钎 焊镍基合金工艺 ,并对镍基合金叶片进行电弧钎焊修 复技术 研究 。研究 重点 是填 充 金 属 、钎 焊 工 艺 及 设 备 [7]。
德国 、美国 、日本等国汽车部件制造及电器制造 上 ,已经采用了这种方法 ,并认为在薄板焊接中具有广 泛的应用前景 [ 8 ] 。近几年 ,德国 、日本研究了 A l/钢薄 板异种金属的 M IG / TIG钎焊工艺 ,并应用在汽车行业 。 奥迪汽车车身框架及零部件制造中使用了 M IG钎焊和 等离子弧钎焊 。美国福特公司也使用 M IG电弧钎焊连 接以镀锌钢板材料的汽车车身 、车门 、以及车门铰链与 车身的连接 。英国美洲豹汽车公司使用 M IG钎焊和 TIG钎焊连接美洲豹汽车构件 ,并用此工艺修复撞坏的 汽车车身 。
悍接 专题综述 Fea ture A rticle
好的流动性 ,自动填充母材的对接间隙 ; (3) 对接焊接薄板时 ,操作简便 ,不易产生烧穿等
焊接缺陷 ,且能较容易地实现单面焊双面成形 ; (4)可以进行异种金属之间的连接 ,如铜与钢 、铜
与不锈钢 、普通钢与特种钢等 。 焊接效果的对比如图 2所示 。
脉冲电弧钎焊和变极性电弧钎焊 [ 1 ] 。 1. 2 电弧钎焊工作原理
TIG电弧钎焊是在氩气保护下 ,采用非熔化的钨或 钨合金作电极 ,在钨极与工件间形成电弧 ,特制的钎焊 焊丝通过送丝机连续送进并熔化 ,形成填充金属 ,将母 材连接起来 。
M IG氩弧钎焊 ,是在氩气保护下 ,采用特制的钎焊 焊丝作为电弧的一个电极 ,在焊丝与工件间形成电弧 , 焊丝连续送进并熔化 ,形成填充金属 ,将母材连接起 来 。电弧钎焊实际焊接如图 1所示 [ 2 ] 。
3 电弧钎焊主要应用领域
3. 1 镀锌钢板的焊接 随着现代化工业的发展 ,应用抗腐蚀镀层板材的
领域越来越广 。在众多的钢铁防腐方法中 ,镀锌是一 种非常有效且便宜的方法 。大量镀锌薄板材用于汽车 制造业 、建筑业 、通风和供热设施以及家具制造等领 域 。锌的熔点约为 420 ℃,挥发温度为 906 ℃,这不利 于焊接 ,当电弧刚一接触到镀锌板就挥发了 。锌的挥 发和氧化会导致气孔 、未熔合及裂纹 ,甚至影响电弧稳 定性 。因此 ,焊接镀锌板材最好是减少热输入量 。
对于电弧钎焊 ,当电极接正极 ,母材接负极时 ,因 其特有的“阴极雾化 ”作用 ,能破碎和清洁钎缝表面的 氧化膜 ,当电极接负极 、母材接正极时 ,又因阳极斑点 电离 、高温蒸发 ,以及等离子电弧柱的热激发和易挥发 污染物的蒸发作用具有净化作用 [ 5 ] 。另外 ,电弧钎焊 不需用钎剂 ,无钎剂腐蚀作用 ,不需要焊后清洗 。
2 电弧钎焊国内外发展状况
2. 1 电弧钎焊技术在国外的研究状况 前苏联焊接工作者在 20世纪 50年代提出了用电
弧作为热源 , 60 /40 黄铜作为钎料 、电弧钎焊修复铸铁 零件缺陷 ,并添加钎剂帮助润湿 。随后 ,前苏联在 20 世纪 70年代发明了真空弱氩气保护空心阴极电弧钎 焊 ,用来焊接钛合金和镍基合金 。 2000 年乌克兰巴顿
关键词 : 电弧钎焊 T IG钎焊 M IG钎焊 中图分类号 : TG444
0 前 言
电弧钎焊 ,电弧加热集中 、热输入量小 ,对簿板及 薄壁容器进行钎焊时变形量很小 ,焊接热影响区小 ,操 作方便 ,节能高效又易于实现自动化 。同时又因其电 弧特有的去除氧化膜作用 ,带电粒子的冲击活化作用 , 克服钎剂对母材的腐蚀副作用 ,焊后不用清洗 ,这些都 是常规电弧焊和钎焊难以解决的 。
Fea ture A rticle 专题综述 悍接
电弧钎焊技术的应用及发展
哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 (150001) 林三宝 宋建岭
摘要 阐述了 TIG钎焊和 M IG钎焊两种方法的工作原理及特点 ,比较了这两种焊接方法的异同 ,介绍了其焊 接工艺过程和注意事项 ;详细介绍了电弧钎焊技术在国内外的发展历史 ,许多国家都已经对其进行了深入的研究 , 焊接工作者已经研制成功了电弧钎焊专用焊丝 、焊机等 ;针对电弧钎焊具有硬钎焊和熔化焊的双重特点 ,对比分析 了电弧钎焊与电弧焊和钎焊的异同 ,探讨了其应用领域和发展前景 ,在汽车业镀锌钢板连接 、薄壁件生产以及异种 材料连接上得到了广泛应用 。电弧钎焊技术已经成为一种高效实用的焊接技术 ,将会得Hale Waihona Puke Baidu更为广泛的应用 。
T. Takemoto用 P - Cu钎料进行 TIG钎焊连接了 铜合金 ,并进行抗 H2 S的腐蚀试验 ,认为 TIG钎焊能量 密度相对集中 ,可在小范围内加热到钎焊温度 ,使钎料 熔化 、润湿铺展 、填缝 ,避免大范围对铜合金母材加热 引起母材晶粒长大 ,提高在运行中抗 H2 S的腐蚀能力 。
奥地利 Fronius 公 司 研 制 具 有 冷 金 属 过 渡 技 术 (CM T - Cold Metal Transfer)的 M IG焊机 ,它第一次将 送丝与熔滴过渡过程进行数字化协调 ,为 M IG焊的应 用开拓了新领域 ,这种焊机保证了 M IG钎焊时最小的 焊接热输入和焊接过程无飞溅 [ 9 ] 。 2. 2 电弧钎焊技术在国内的研究状况
(1) 填充金属是钎焊焊丝 (铜基钎料 ,熔点 950 ℃ 左右 ) ,电弧温度低 ,对母材的热输入小 ;
(2) 小电流下母材基本不熔化 ,钎料本身具有较
2007年第 4期 19
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
在国内高校中 ,哈尔滨工业大学焊接国家重点实 验室较早地对电弧钎焊技术进行了研究 。研究内容包 括电弧钎焊镀锌钢板时镀锌层的反应机理 ,以及钎料 的润湿铺展行为 ,铝合金及铝合金与镀锌钢薄板搭接 异种材料电弧钎焊 ,以及工艺参数对焊缝表面成形 、接 头组织结构及力学性能的影响 [ 9 ] 。
在企业中 ,长春第一汽车制造厂在 20 世纪 90 年 代初将电弧钎焊用于轻型车 、油漆 M IG钎焊线制造等 生产中 。到目前为止 ,一汽大众 、上海大众 、上海通用 已使用 M IG钎焊方法焊接镀锌钢板 [ 8 ] 。
图 2 弧焊与电弧钎焊焊接效果对比图
与普通的钎焊方法相比 ,电弧钎焊具有以下特点 : 与炉中钎焊和真空钎焊相比 ,不需要整体加热 ,钎焊后 变形很小 ,对装配间隙不敏感 ,并且加热时间短 ,消耗 小 ,成本低 ; 与火焰钎焊相比 , 加热区窄 , 加热更为集 中 ,热输入量小 ,热影响区窄 ,钎焊后变形小 ,尤其是对 于薄壁工件 ,钎焊效果更为明显 ,电弧钎焊不会产生母 材元素烧损现象 [ 4 ] 。
电焊钎焊技术大量应用在薄壁件的连接及表面修 复上 ,在减小工件变形和熔透 ,保证焊接质量和焊缝美 观等方面 ,有着极具前途的应用前景 。 3. 3 异种材料连接
异种材料连接结构就是两种不同的材料 (包括金 属和非金属 、复合材料 、化合物等 ) ,通过一定工艺条件
连接到一起 ,形成一个完整的具有一定使用性能的结 构 [3]。
A. Frings研究了镀锌钢板 、热浸镀铝钢板的 M IG 钎焊工艺 ,对比熔化焊与 M IG钎焊接头宏观形貌 ,发现 镀锌钢板熔化焊时在焊缝中易出现因 Zn蒸发引起的 气孔 。另外 A. Frings还对 M IG钎焊镀锌钢板单面焊 双面成形工艺及工装进行了研究 ,通过调节钎焊参数 、 装配间隙和工装夹持力进行试验 ,寻找成形好的工艺 参数范围 。
而使用脉冲 TIG钎焊的方法则可实现小至 0. 3 mm 超薄钢板的对接焊 (悬空平焊 ,无垫板 ) ,在对接间 隙约 0. 5 mm 时 ,仍能较好地焊接钢板 [ 3 ] ;使用 CM T技 术 M IG钎焊在几乎无电流状态下的熔滴过渡 ,焊接热 输入量极低 ,不用背衬可焊接 0. 3mm 的薄板和超薄 板 ,焊接变形小 [ 9 ] 。
1 电弧钎焊工作原理及特点
1. 1 电弧钎焊方法分类 电弧钎 焊 是 以 一 种 新 型 的 电 弧 为 热 源 的 钎 焊 工
艺 ,钎焊时电弧在电极与工件之间引燃 ,采用惰性气体 进行保护 ,选取较低熔点的焊丝作为焊接材料 ,母材不 熔化而通过熔化的焊丝把两种材料连接起来 。
电弧钎焊主要有两类方法 : 一是根据电极采用的 材料不同 ,电弧钎焊可以分为非熔化极惰性气体保护 电弧钎焊 ( TIG钎焊 )和熔化极惰性气体保护电弧钎焊 (M IG钎焊 ) ,这是最常见的分法 ;二是按使用电源性质 的不同 ,电弧钎焊分为直流电弧钎焊 、交流电弧钎焊 、
目前 ,薄壁件对接焊的方法虽有若干种 ,但使用起 来都不甚理想 , TIG焊效率较低 ,普通钎焊则存在对对 接缝隙 、工件表面状态等都要求较严格的问题 ,熔化极 气体保护焊由于本身的特点 ,使其难以实现在很小的 电流及热输入的状态下工作 ,即便使用脉冲 M IG焊 ,也 极少应用于 0. 8 mm 以下钢板的对接焊中 。
收稿日期 : 2006 - 11 - 25
图 1 电焊钎焊实际焊接图
1. 3 电弧钎焊技术特点 电弧钎焊在整个焊接过程中 ,当小电流时 ,母材基
本不熔化 ,其焊接性质属于硬钎焊 ; 而在大电流时 ,母 材有少量熔化 ,其焊接性质属于熔钎焊 。此种焊接方 法与电弧焊方法相比 ,有以下特点 [ 3 ] :
连接是异种材料连接结构广泛应用的关键环节 , 由于异种材料的物理 、化学及力学性能方面存在着巨 大的差异 ,对连接方法要求比较苛刻 。使用常规熔焊 方法进行异种材料连接 ,由于界面容易形成脆性化合 物相 ,同时由于热物理性能不匹配产生残余应力 ,使得 异种材料连接困难 ,而且还影响到接头组织 、性能和力 学行为 。
而电弧钎焊技术是通过填充特制的钎料 ,母材不 熔化 (或者只有一种熔点低的金属熔化 ) ,避免了上述 问题的发生 ,保证了焊接质量 ,同时操作方便灵活 ,不 受工件形状限制 ,因此电弧钎焊在异种材料连接上得 到了广泛的应用 ,主要用于铝合金与其他材料 、铜与其 他材料 、钛合金与其他材料以及异种非金属材料等的 连接上 。
采用电弧钎焊的焊缝具有抗腐蚀的性能 ,又由于 钎焊温度低 ,减少了锌的蒸发 ,大大减少焊缝中的气 孔 ,避免了母材金属的过量溶蚀 ,同时 ,工件变形小 ,焊 接过程中不会产生飞溅 ,焊缝成形美观 [ 7 ] 。因此 ,电弧 钎焊技术在镀锌钢板连接上有着广泛的应用空间 ,而 且 ,现在逐渐在其他镀层金属板 ,比如镀锡等板材连接 上得到了推广应用 。 3. 2 薄壁件连接
电弧钎焊还具有节能高效的特点 。由于氩气流对 电弧具有压缩作用 ,热量较集中 ,加热升温速度快 ,钎 焊接头在高温停留时间短 ,母材金属不易产生晶粒过 大并使热影响区变窄 ,其组织与性能变化也较小 ,钎缝 成形美观 ,速度快 ,钎焊接头强度较高 ;在钎焊镀锌钢 板时 ,可防止锌层的严重破坏及锌的蒸发 ,钎缝耐腐蚀 性能好 [ 2 ] 。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
Fea ture A rticle 专题综述 悍接
郑州机械研究所对厚度小于 1 mm 镀锌钢板的直 流正极性 M IG钎焊进行了研究 ,认为正极性焊接时母 材熔深明显比反极性时小 ,且正极性焊丝熔化系数约 为反极性时的 1. 5 倍 ,有利于提高生产效率 [ 3 ] 。黄钦 筠和王少刚也对镀锌钢板的 M IG钎焊工艺进行了初步 研究 [ 10 ] 。
20 2007年第 4期
焊接研究所和乌克兰海洋技术大学发明了 TIG氩弧钎 焊镍基合金工艺 ,并对镍基合金叶片进行电弧钎焊修 复技术 研究 。研究 重点 是填 充 金 属 、钎 焊 工 艺 及 设 备 [7]。
德国 、美国 、日本等国汽车部件制造及电器制造 上 ,已经采用了这种方法 ,并认为在薄板焊接中具有广 泛的应用前景 [ 8 ] 。近几年 ,德国 、日本研究了 A l/钢薄 板异种金属的 M IG / TIG钎焊工艺 ,并应用在汽车行业 。 奥迪汽车车身框架及零部件制造中使用了 M IG钎焊和 等离子弧钎焊 。美国福特公司也使用 M IG电弧钎焊连 接以镀锌钢板材料的汽车车身 、车门 、以及车门铰链与 车身的连接 。英国美洲豹汽车公司使用 M IG钎焊和 TIG钎焊连接美洲豹汽车构件 ,并用此工艺修复撞坏的 汽车车身 。
悍接 专题综述 Fea ture A rticle
好的流动性 ,自动填充母材的对接间隙 ; (3) 对接焊接薄板时 ,操作简便 ,不易产生烧穿等
焊接缺陷 ,且能较容易地实现单面焊双面成形 ; (4)可以进行异种金属之间的连接 ,如铜与钢 、铜
与不锈钢 、普通钢与特种钢等 。 焊接效果的对比如图 2所示 。
脉冲电弧钎焊和变极性电弧钎焊 [ 1 ] 。 1. 2 电弧钎焊工作原理
TIG电弧钎焊是在氩气保护下 ,采用非熔化的钨或 钨合金作电极 ,在钨极与工件间形成电弧 ,特制的钎焊 焊丝通过送丝机连续送进并熔化 ,形成填充金属 ,将母 材连接起来 。
M IG氩弧钎焊 ,是在氩气保护下 ,采用特制的钎焊 焊丝作为电弧的一个电极 ,在焊丝与工件间形成电弧 , 焊丝连续送进并熔化 ,形成填充金属 ,将母材连接起 来 。电弧钎焊实际焊接如图 1所示 [ 2 ] 。
3 电弧钎焊主要应用领域
3. 1 镀锌钢板的焊接 随着现代化工业的发展 ,应用抗腐蚀镀层板材的
领域越来越广 。在众多的钢铁防腐方法中 ,镀锌是一 种非常有效且便宜的方法 。大量镀锌薄板材用于汽车 制造业 、建筑业 、通风和供热设施以及家具制造等领 域 。锌的熔点约为 420 ℃,挥发温度为 906 ℃,这不利 于焊接 ,当电弧刚一接触到镀锌板就挥发了 。锌的挥 发和氧化会导致气孔 、未熔合及裂纹 ,甚至影响电弧稳 定性 。因此 ,焊接镀锌板材最好是减少热输入量 。
对于电弧钎焊 ,当电极接正极 ,母材接负极时 ,因 其特有的“阴极雾化 ”作用 ,能破碎和清洁钎缝表面的 氧化膜 ,当电极接负极 、母材接正极时 ,又因阳极斑点 电离 、高温蒸发 ,以及等离子电弧柱的热激发和易挥发 污染物的蒸发作用具有净化作用 [ 5 ] 。另外 ,电弧钎焊 不需用钎剂 ,无钎剂腐蚀作用 ,不需要焊后清洗 。
2 电弧钎焊国内外发展状况
2. 1 电弧钎焊技术在国外的研究状况 前苏联焊接工作者在 20世纪 50年代提出了用电
弧作为热源 , 60 /40 黄铜作为钎料 、电弧钎焊修复铸铁 零件缺陷 ,并添加钎剂帮助润湿 。随后 ,前苏联在 20 世纪 70年代发明了真空弱氩气保护空心阴极电弧钎 焊 ,用来焊接钛合金和镍基合金 。 2000 年乌克兰巴顿
关键词 : 电弧钎焊 T IG钎焊 M IG钎焊 中图分类号 : TG444
0 前 言
电弧钎焊 ,电弧加热集中 、热输入量小 ,对簿板及 薄壁容器进行钎焊时变形量很小 ,焊接热影响区小 ,操 作方便 ,节能高效又易于实现自动化 。同时又因其电 弧特有的去除氧化膜作用 ,带电粒子的冲击活化作用 , 克服钎剂对母材的腐蚀副作用 ,焊后不用清洗 ,这些都 是常规电弧焊和钎焊难以解决的 。
Fea ture A rticle 专题综述 悍接
电弧钎焊技术的应用及发展
哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 (150001) 林三宝 宋建岭
摘要 阐述了 TIG钎焊和 M IG钎焊两种方法的工作原理及特点 ,比较了这两种焊接方法的异同 ,介绍了其焊 接工艺过程和注意事项 ;详细介绍了电弧钎焊技术在国内外的发展历史 ,许多国家都已经对其进行了深入的研究 , 焊接工作者已经研制成功了电弧钎焊专用焊丝 、焊机等 ;针对电弧钎焊具有硬钎焊和熔化焊的双重特点 ,对比分析 了电弧钎焊与电弧焊和钎焊的异同 ,探讨了其应用领域和发展前景 ,在汽车业镀锌钢板连接 、薄壁件生产以及异种 材料连接上得到了广泛应用 。电弧钎焊技术已经成为一种高效实用的焊接技术 ,将会得Hale Waihona Puke Baidu更为广泛的应用 。
T. Takemoto用 P - Cu钎料进行 TIG钎焊连接了 铜合金 ,并进行抗 H2 S的腐蚀试验 ,认为 TIG钎焊能量 密度相对集中 ,可在小范围内加热到钎焊温度 ,使钎料 熔化 、润湿铺展 、填缝 ,避免大范围对铜合金母材加热 引起母材晶粒长大 ,提高在运行中抗 H2 S的腐蚀能力 。
奥地利 Fronius 公 司 研 制 具 有 冷 金 属 过 渡 技 术 (CM T - Cold Metal Transfer)的 M IG焊机 ,它第一次将 送丝与熔滴过渡过程进行数字化协调 ,为 M IG焊的应 用开拓了新领域 ,这种焊机保证了 M IG钎焊时最小的 焊接热输入和焊接过程无飞溅 [ 9 ] 。 2. 2 电弧钎焊技术在国内的研究状况
(1) 填充金属是钎焊焊丝 (铜基钎料 ,熔点 950 ℃ 左右 ) ,电弧温度低 ,对母材的热输入小 ;
(2) 小电流下母材基本不熔化 ,钎料本身具有较
2007年第 4期 19
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在国内高校中 ,哈尔滨工业大学焊接国家重点实 验室较早地对电弧钎焊技术进行了研究 。研究内容包 括电弧钎焊镀锌钢板时镀锌层的反应机理 ,以及钎料 的润湿铺展行为 ,铝合金及铝合金与镀锌钢薄板搭接 异种材料电弧钎焊 ,以及工艺参数对焊缝表面成形 、接 头组织结构及力学性能的影响 [ 9 ] 。
在企业中 ,长春第一汽车制造厂在 20 世纪 90 年 代初将电弧钎焊用于轻型车 、油漆 M IG钎焊线制造等 生产中 。到目前为止 ,一汽大众 、上海大众 、上海通用 已使用 M IG钎焊方法焊接镀锌钢板 [ 8 ] 。
图 2 弧焊与电弧钎焊焊接效果对比图
与普通的钎焊方法相比 ,电弧钎焊具有以下特点 : 与炉中钎焊和真空钎焊相比 ,不需要整体加热 ,钎焊后 变形很小 ,对装配间隙不敏感 ,并且加热时间短 ,消耗 小 ,成本低 ; 与火焰钎焊相比 , 加热区窄 , 加热更为集 中 ,热输入量小 ,热影响区窄 ,钎焊后变形小 ,尤其是对 于薄壁工件 ,钎焊效果更为明显 ,电弧钎焊不会产生母 材元素烧损现象 [ 4 ] 。
电焊钎焊技术大量应用在薄壁件的连接及表面修 复上 ,在减小工件变形和熔透 ,保证焊接质量和焊缝美 观等方面 ,有着极具前途的应用前景 。 3. 3 异种材料连接
异种材料连接结构就是两种不同的材料 (包括金 属和非金属 、复合材料 、化合物等 ) ,通过一定工艺条件
连接到一起 ,形成一个完整的具有一定使用性能的结 构 [3]。
A. Frings研究了镀锌钢板 、热浸镀铝钢板的 M IG 钎焊工艺 ,对比熔化焊与 M IG钎焊接头宏观形貌 ,发现 镀锌钢板熔化焊时在焊缝中易出现因 Zn蒸发引起的 气孔 。另外 A. Frings还对 M IG钎焊镀锌钢板单面焊 双面成形工艺及工装进行了研究 ,通过调节钎焊参数 、 装配间隙和工装夹持力进行试验 ,寻找成形好的工艺 参数范围 。
而使用脉冲 TIG钎焊的方法则可实现小至 0. 3 mm 超薄钢板的对接焊 (悬空平焊 ,无垫板 ) ,在对接间 隙约 0. 5 mm 时 ,仍能较好地焊接钢板 [ 3 ] ;使用 CM T技 术 M IG钎焊在几乎无电流状态下的熔滴过渡 ,焊接热 输入量极低 ,不用背衬可焊接 0. 3mm 的薄板和超薄 板 ,焊接变形小 [ 9 ] 。
1 电弧钎焊工作原理及特点
1. 1 电弧钎焊方法分类 电弧钎 焊 是 以 一 种 新 型 的 电 弧 为 热 源 的 钎 焊 工
艺 ,钎焊时电弧在电极与工件之间引燃 ,采用惰性气体 进行保护 ,选取较低熔点的焊丝作为焊接材料 ,母材不 熔化而通过熔化的焊丝把两种材料连接起来 。
电弧钎焊主要有两类方法 : 一是根据电极采用的 材料不同 ,电弧钎焊可以分为非熔化极惰性气体保护 电弧钎焊 ( TIG钎焊 )和熔化极惰性气体保护电弧钎焊 (M IG钎焊 ) ,这是最常见的分法 ;二是按使用电源性质 的不同 ,电弧钎焊分为直流电弧钎焊 、交流电弧钎焊 、
目前 ,薄壁件对接焊的方法虽有若干种 ,但使用起 来都不甚理想 , TIG焊效率较低 ,普通钎焊则存在对对 接缝隙 、工件表面状态等都要求较严格的问题 ,熔化极 气体保护焊由于本身的特点 ,使其难以实现在很小的 电流及热输入的状态下工作 ,即便使用脉冲 M IG焊 ,也 极少应用于 0. 8 mm 以下钢板的对接焊中 。
收稿日期 : 2006 - 11 - 25
图 1 电焊钎焊实际焊接图
1. 3 电弧钎焊技术特点 电弧钎焊在整个焊接过程中 ,当小电流时 ,母材基
本不熔化 ,其焊接性质属于硬钎焊 ; 而在大电流时 ,母 材有少量熔化 ,其焊接性质属于熔钎焊 。此种焊接方 法与电弧焊方法相比 ,有以下特点 [ 3 ] :