十四問：鋁合金的焊接性怎么樣？' @2 b9 g4 \& ]. H. h7 U
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答：鋁合金是一類非常常用的材料，在很多的領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛，尤其在航空航天領(lǐng)域，大量使用的除了鈦合金就是各種材料的鋁合金了，我平時接觸比較多的是防銹鋁系列，從LF5，LF6到LF21等都接觸的比較多。鋁合金材料給人的感覺便是不同牌號的鋁合金的焊接差異非常之大。而且我所焊接的深度從0.5mm到50mm都不等，各種尺寸，各種接頭的都用。下面給大家上幾張圖，一起分析一下。! w: C: s. s: y5 ?' m2 }$ C
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2 U; c3 Y% S. A- o, B圖二十四到二十八為防銹鋁LF5的焊接，焊接的深度在5mm左右，這個鋁盒子的焊接有三條焊縫，從圖上很清晰的看到，這個焊縫比較困難的一點便是它都不是普通的對接的焊縫，嚴格意義上來說這些都是角接的焊縫。對于一般的電子束焊接的來說，有兩個方法可以實現(xiàn)這個的焊接，一是采用采用束流靜態(tài)偏轉(zhuǎn)功能，二是通過軸的偏轉(zhuǎn)一定的角度，使得束流可以直接到達焊縫。以上的焊縫都是采用第二種方法來實現(xiàn)，實現(xiàn)在真空室外面調(diào)整到一定的角度，然后提前做好工藝參數(shù)之后再進行焊接。對于鋁合金的焊接的最重要的一點就是焊前的清理工作非常，非常，非常的重要。本身對于鋁合金來說，對于一般的焊接方法就是比較困難的，焊接的時候產(chǎn)生的缺陷比較多，尤其是氣孔，裂紋了。而且鋁合金表面有一層非常難處理的氧化膜。對于防銹鋁一樣也要處理這個東西，雖然真空電子束焊接是在真空下進行焊接，已經(jīng)把氣孔的可能性排除到最小了，但是本身的氧化膜不清理干凈的話，仍然會產(chǎn)生氣孔等缺陷。因此一般而言，焊前都會對鋁合金進行酸堿洗，或者用刮刀直接刮掉一層，這樣可以最大限度的減小氣孔的可能性。但是一定要注意這個安裝間隙，尤其是用刮刀后和很有可能使得安裝間隙過大，這樣焊接出現(xiàn)很大的問題，對于鋁合金而言，一點的安裝間隙都會有可能造成焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定和焊后應(yīng)力引起的變形，等等。對于上面的這個零件而言，一是注意焊接順序，二是注意工件的安裝保證，事前估計焊后變形，做好焊接工藝，這樣才可以最大限度的保證焊接質(zhì)量。（圖片自拍，已取得客戶同意發(fā)布）+ [6 P m7 [: q5 [( M, ]
4 \( ?4 X: h0 o+ `9 C/ } Y* d: G十五問：“小小的售后”問：“你說的焊接深度我是否可以理解為熔深？這個屬于融化焊？那填充材料是？”
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答：首先很感謝您對我這篇帖子的關(guān)注。對于您的問題我做如下回復(fù)：
( S% U1 W- m7 h+ Z9 R我這里所指的焊接深度并不完全是指熔深，一般而言，我指的是有效焊接深度。具體來說便是熔深>有效焊接深度。
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k4 S" D1 Y3 t! r5 C圖二十九，三十，您很幸運，我剛剛找到兩張有缺陷的可以用于對比的焊縫的截面圖，如果不考慮其他的缺陷，單純的考慮一下熔深的話，您就會發(fā)現(xiàn)問題了。上圖是鋁合金，焊接深度在25mm左右。因此上面一張的熔深差不多是25mm左右，但是下面一張就不一樣了，電子束焊接的原理是小孔效應(yīng)，一般會有釘尖缺陷，對于下面圖而言，則釘尖缺陷比較的明顯，因此對于地下的7mm左右的地方就是一個空洞，一個缺陷，是無效的，所以熔深是25mm左右，，但是有效的焊接的深度，有效的熔深其實是不到20mm的，當(dāng)然在正常的焊接的產(chǎn)品中是不允許存在下面那張圖片上面的問題的。不知道這樣的解釋，您是否滿意。6 e; D3 V v% c: y5 F
1 ~+ M b) \" C5 w* r對于這個屬于融化焊？那填充材料是？這個問題我做如下回復(fù)：
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電子束焊接卻是是屬于“熔”化焊接（不是“融”化焊接哦，注意用字哦）。一般來說我們再用電子束焊接的時候很少添加填充材料，即不添加任何的焊材，助焊劑之類的東西。完全是使用熔化木材的金屬來填充焊縫，焊前的裝配間隙是非常小的，我對客戶產(chǎn)品的要求一般是越小越小，如果非要說一個數(shù)字，我希望是小于0.05mm，因為電子束焊接本身就是屬于精密焊接，如果焊前的裝配間隙過大時無法保證焊接質(zhì)量，無法保證焊后變形的。本身有些產(chǎn)品焊后的變形量就要求小于0.05mm，如果焊前間隙過大，這個產(chǎn)品焊接后肯定是廢品。幸運的是，我們的客戶一般的加工精度都還是不錯的。有好多的客戶的加工后的裝配間隙都是小于0.01mm的，我們的塞尺都是無能無力，在焊接過程中有時候連找到焊縫都是十分的困難，這樣的裝配間隙焊接出來的質(zhì)量肯定是非常好的。關(guān)于這個問題我會單獨的列一個問題出來回復(fù)。當(dāng)然也不是絕對的，有時候有特殊要求的我們可以填絲焊接，但是這種情況比較少，我本身很少做，有時候焊接有缺陷的時候，有些地方可以適當(dāng)?shù)奶钜恍┠静慕饘�，再焊接，不知道這樣是否也可以理解為有填充材料。% Y# }0 C: D$ E
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# [. @$ K$ Y9 S, O圖三十一，三十二，從上面一個圖中您可以看到裝配間隙是非常非常小的，因為這種齒輪都是熱裝的，所以可以非常好的保證裝配間隙，因此焊接出來的效果才可以得以保證（圖片來自自拍）。- H/ p x) D2 I. w
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十六問：如何保證焊接質(zhì)量？
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答：這是一個非常大，非常宏觀，非常籠統(tǒng)的問題。一個產(chǎn)品最后的精度保證是由三方面的精度來保證的。
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! r+ {5 N. u: f! j% j4 R$ v首先是設(shè)計精度，如果設(shè)計精度都是不達標(biāo)的話，那么以后的精度就比較難說了。目前我國和發(fā)達國家相比的話，其實好多的產(chǎn)品方面，我們的設(shè)計精度是沒有問題的，甚至好多的產(chǎn)品的設(shè)計都是比發(fā)達國家要更高的。但是有一個問題就是我們的設(shè)計人員一般很少是工藝人員出身的，好多的都是初出茅廬的大學(xué)生，設(shè)計中難免會有很多的不合理，不切合實際的設(shè)計，但是總體來說還是不錯的。/ Q* a- }4 Z5 _7 k$ ?! r, L2 U, p
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其實是加工精度，這個比較的重要。很多的產(chǎn)品的圖紙設(shè)計的是非常好的，但是一加工出來后連設(shè)計人員都不認識。其實這個時候QA，QC要負起責(zé)任來，不合格的就堅決不能進來，但是我們中國人民非常容易變通。不合格的加工出來了，扔掉又覺得可惜，于是很多的設(shè)計人員就又改了圖紙，以適應(yīng)已經(jīng)加工好的零件，這樣就沒有了任何的意義。有人說中國人的東西有四個螺釘?shù)�，工人絕對不會幫你擰上四個，我還不信，有一次我把電飯鍋拆了，發(fā)現(xiàn)里面的四個螺絲釘果然只是擰了三個。哎，不過現(xiàn)在很多的企業(yè)的加工精度都上來了，很多都是進口的國外的高精度的設(shè)備，很多負責(zé)人，有職業(yè)精神的加工人員做出的東西都還是非常非常漂亮的，只要設(shè)計人員堅持，肯定會做出好東西來的。- V3 \" O& u& }2 O" o& d, j* l( a
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再者就是裝配精度，不可否認，我們車間的很多的裝配工人都是處在社會的最底層，本來實體經(jīng)濟就不景氣，制造業(yè)就不受重視，而處在最底層的裝配工人的待遇又不好，于是招來的工人師傅的素質(zhì)就不是很高，于是惡性循環(huán)，使得裝配的質(zhì)量一直上不去，其實這個是我國和國外的最大的差距。一個好的裝配師傅，它起的作用應(yīng)該是決定性的。它的裝配式直接的關(guān)系到產(chǎn)品的好壞，是最息息相關(guān)的。因此在焊接產(chǎn)品的時候，我一般都是親自上手和同事一起完成裝配，這樣裝配是什么樣子的，要整么調(diào)節(jié)參數(shù)來適應(yīng)焊縫，這些都是非常重要的。要做到心中有數(shù)，才能不慌不忙。
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! Z2 S6 j" y r) D/ ~. p9 ~1 q下面再附錄一篇關(guān)于這個方面的文章，雖然有點老了，但是很有指導(dǎo)意義。供大家下載，我認為寫的非常精彩。（文章來自互聯(lián)網(wǎng)）
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十七問：銅和不銹鋼能否焊接？
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答：很多初學(xué)焊接，或者對焊接不熟悉的朋友經(jīng)常會問這個問題，是可以理解的。但是作為一個搞焊接的就不應(yīng)該問這么幼稚的問題。
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異種材料能否焊接，要看什么，關(guān)鍵是要看兩種材料的結(jié)晶情況，兩種金屬如能夠完全固溶，則可焊性好，如果出現(xiàn)復(fù)合組織，則可焊性尚可，若形成金屬間相的則不可焊接。& c- }+ e4 f! f7 w5 n; i4 C: y4 \
% |/ t$ H o! X( \$ G# k9 |% g但是實際應(yīng)用中，即使完全固溶，但是由于其熱物理性能，比如熱傳導(dǎo)性，熱膨脹系數(shù)，熔化溫度的差異，以及在不同溫度下 兩種金屬相互間溶解度的不同，這會給焊接造成困難，出現(xiàn)氣孔，裂紋等缺陷或完全不能形成良好的焊接接頭。
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. b* p# w: k+ W+ c0 r% f7 m+ u) y下面給大家看幾張圖，可以加深理解。" [4 k; t! W3 c) L8 M
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圖三十三，三十四，三十五為自己拍攝的無氧銅與不銹鋼的焊接，最后的圖三十六為從“道長”的帖子中摘錄而來（不好意思哈，道長，我找了半天自己的圖片，發(fā)現(xiàn)這個銅和不銹鋼的這個昨晚金相的自己還真沒有拍照，就引用你的了，見諒哈）。圖中的無氧銅和不銹鋼環(huán)焊縫的焊接深度在4mm左右，焊后要求抽真空室大于1*10-9（還真無法編輯，為10的-9次方）mbar。如果焊接有缺陷的，有氣孔之類的話，真空室肯定抽不上去的，但是從外觀上來看，表面還是不錯的。* J/ J& @8 s/ O. T9 W
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從最后一張圖來看的話，它們的結(jié)晶還是不錯的，因為不銹鋼與銅在化學(xué)性能的方面，從晶格類型，原子半徑，原子外層電子數(shù)量等方面來看是比較接近的。有利于形成金屬間的聯(lián)系，但是由于在熔點和熱物理性能上的差異較大，于是焊接比較有困難。容易形成熱裂紋，因為焊后結(jié)晶是晶粒間有一層很長薄的低熔點的液態(tài)銅，極易引起裂紋，同時銅在熔化過程中容易有氣體排出，容易有氣孔。但是好在電子束的能量密度是非常高的，在焊接時，使得電子束斑點偏銅一側(cè)，保證焊縫中的含鎳量，減少銅的有害作用，保證焊接質(zhì)量。1 z: ?% z2 m3 t( R m
- U. o' \# c5 R) d9 H十八問：其他異種材料的焊接性怎么樣？' [3 ` T( \. N/ G2 Z
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答：雖然掌握了焊接冶金學(xué)，上面的原則，但是也用不著所有的都去做實驗，因為我們都是踩著前人的尸體爬過來的，世界上有很多的巨人，我們都是站在他們的肩膀上面，很多的前面的學(xué)者已經(jīng)替我們解決了大部分的問題，剩下的我們基本上都夠用了。關(guān)于異種材料的焊接性能，我給大家放一張圖片，大家對應(yīng)的看就好了。
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/ W' `0 P/ g* v Y圖三十七，為異種金屬各種電子束焊接的可焊接性（圖片來源于王之康，高永華，徐賓所著的《真空電子束焊接設(shè)備及工藝》），有興趣的話，大家可以參考參考，感謝前輩們所做的一起。
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十九問：焊縫是不是越窄越好，深寬比越大越好？0 d& y3 I; X$ p9 J& b4 ^9 q
J+ ]3 b, k9 }4 l答：很多人認為電子束的最大的優(yōu)點就是焊縫非常的窄，深寬比非常的大，就想當(dāng)然的認為深寬比越大越好，其實不然，這是一個誤區(qū)，在實際的生產(chǎn)當(dāng)中，過窄的焊縫并不可取，單純的追求深寬比沒有太大的意義。理由如下：8 y/ o# A2 L" N9 W8 m# y+ ^ o
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一是，過窄的焊縫容易造成焊縫不牢等缺陷，你想啊，太窄的話，熔化的金屬少，這樣如果是很重很大的兩部分焊接在一起，或者又需要承受很大的應(yīng)力的話，這樣強度有可能不夠。
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" A* t5 n |5 t) W: @' y二是，太窄的焊縫對于焊件的裝配精度要求的非常高，如果裝配間隙過大，則很容易造成由于熔化金屬不夠不足以填充焊縫引起空洞，裂紋等缺陷。 V$ U) u7 E/ Y0 J3 W
2 }% n/ y" Z# H2 x三是，對設(shè)備的性能要求高，要求非常高的穩(wěn)定性，對工藝參數(shù)的制定有非常高的水平。一旦性能有一點不穩(wěn)定，工藝參數(shù)有一點的變化，這么極限的焊縫則很難重復(fù)。
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下面上圖給大家理解一下。
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/ K5 d2 X G8 h4 r圖三十八，三十九，非常具有代表性，還是這兩張圖，深度分別都是15mm,30mm,40mm左右。很顯然，上面一張使用150KV，電子束脈沖焊接出來的焊縫的深寬比更大，寬度是小于0.5mm，深度40mm，深寬比是大于80的，但是下面一個，深寬比也就小于40，你覺得那個好，更能夠應(yīng)用在實際的焊縫中。上面一個的話，要求更高的裝配精度，更極限的參數(shù)，加入焊縫有一點不垂直，則焊縫可能都會偏離焊接的間隙，但對于下面一個，焊縫就安全的多了，可以有更大的裕度。所以說喬丹與姚明的差別也就是一個偉大球員和優(yōu)秀球員的區(qū)別，做出這兩個焊縫的工藝人員是優(yōu)秀的工藝人員與合格工藝人員的區(qū)別。& b0 o% Z& M; X
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今天就到此為止，明天還要上班，等有時間再和大家分享更多的焊接的樂趣。本人才疏學(xué)淺，在寫的過程中難免有錯誤和疏漏，還請各位多多包涵，希望大家提出寶貴的意見和建議， 這樣對我也是一個非常大的幫助。希望大家多提問，如果能回答，我會盡量回復(fù)。
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樓主: 淺藍色
樓主
發(fā)表于 2013-12-22 23:56:49
