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樓主 |
發(fā)表于 2013-12-22 21:31:59
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十四問：鋁合金的焊接性怎么樣？$ P+ ^4 Y0 j( [7 L$ {
m) Q! F- T* _ \$ }8 r$ S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(shí)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(hào)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。0 e$ x4 T" ]5 h% U2 b* n
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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(gè)鋁盒子的焊接有三條焊縫，從圖上很清晰的看到，這個(gè)焊縫比較困難的一點(diǎn)便是它都不是普通的對(duì)接的焊縫，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)這些都是角接的焊縫。對(duì)于一般的電子束焊接的來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)方法可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)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(dá)焊縫。以上的焊縫都是采用第二種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)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(jìn)行焊接。對(duì)于鋁合金的焊接的最重要的一點(diǎn)就是焊前的清理工作非常，非常，非常的重要。本身對(duì)于鋁合金來(lái)說(shuō)，對(duì)于一般的焊接方法就是比較困難的，焊接的時(shí)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(duì)于防銹鋁一樣也要處理這個(gè)東西，雖然真空電子束焊接是在真空下進(jìn)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(huì)產(chǎn)生氣孔等缺陷。因此一般而言，焊前都會(huì)對(duì)鋁合金進(jìn)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(gè)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(duì)于鋁合金而言，一點(diǎn)的安裝間隙都會(huì)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(duì)于上面的這個(gè)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(jì)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）
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) a8 a, m m7 e3 V3 g6 w十五問：“小小的售后”問：“你說(shuō)的焊接深度我是否可以理解為熔深？這個(gè)屬于融化焊？那填充材料是？”
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5 V; c% Y& m3 T答：首先很感謝您對(duì)我這篇帖子的關(guān)注。對(duì)于您的問題我做如下回復(fù)：# @& c. L1 y: h' {
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(lái)說(shuō)便是熔深>有效焊接深度。
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f4 M" v' @, K4 a5 e5 q圖二十九，三十，您很幸運(yùn)，我剛剛找到兩張有缺陷的可以用于對(duì)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(huì)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(huì)有釘尖缺陷，對(duì)于下面圖而言，則釘尖缺陷比較的明顯，因此對(duì)于地下的7mm左右的地方就是一個(gè)空洞，一個(gè)缺陷，是無(wú)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(shí)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。
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( h, h+ x. E4 N2 {) {% Y1 @對(duì)于這個(gè)屬于融化焊？那填充材料是？這個(gè)問題我做如下回復(fù)：
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( N9 f% P. ~. J" O R/ A% B3 A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(lái)說(shuō)我們?cè)儆秒娮邮附拥臅r(shí)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(lái)填充焊縫，焊前的裝配間隙是非常小的，我對(duì)客戶產(chǎn)品的要求一般是越小越小，如果非要說(shuō)一個(gè)數(shù)字，我希望是小于0.05mm，因?yàn)殡娮邮附颖旧砭褪菍儆诰芎附�，如果焊前的裝配間隙過大時(shí)無(wú)法保證焊接質(zhì)量，無(wú)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(gè)產(chǎn)品焊接后肯定是廢品。幸運(yùn)的是，我們的客戶一般的加工精度都還是不錯(cuò)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(wú)能無(wú)力，在焊接過程中有時(shí)候連找到焊縫都是十分的困難，這樣的裝配間隙焊接出來(lái)的質(zhì)量肯定是非常好的。關(guān)于這個(gè)問題我會(huì)單獨(dú)的列一個(gè)問題出來(lái)回復(fù)。當(dāng)然也不是絕對(duì)的，有時(shí)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(shí)候焊接有缺陷的時(shí)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。
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1 t: {5 ~2 Y( v2 K圖三十一，三十二，從上面一個(gè)圖中您可以看到裝配間隙是非常非常小的，因?yàn)檫@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(lái)的效果才可以得以保證（圖片來(lái)自自拍）。
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十六問：如何保證焊接質(zhì)量？1 Z) n; o3 b4 o$ ^! N
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答：這是一個(gè)非常大，非常宏觀，非�；\統(tǒng)的問題。一個(gè)產(chǎn)品最后的精度保證是由三方面的精度來(lái)保證的。
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首先是設(shè)計(jì)精度，如果設(shè)計(jì)精度都是不達(dá)標(biāo)的話，那么以后的精度就比較難說(shuō)了。目前我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比的話，其實(shí)好多的產(chǎn)品方面，我們的設(shè)計(jì)精度是沒有問題的，甚至好多的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是比發(fā)達(dá)國(guó)家要更高的。但是有一個(gè)問題就是我們的設(shè)計(jì)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(jì)中難免會(huì)有很多的不合理，不切合實(shí)際的設(shè)計(jì)，但是總體來(lái)說(shuō)還是不錯(cuò)的。
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0 ~" T9 K6 T! n& S$ @3 r$ m" l其實(shí)是加工精度，這個(gè)比較的重要。很多的產(chǎn)品的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的是非常好的，但是一加工出來(lái)后連設(shè)計(jì)人員都不認(rèn)識(shí)。其實(shí)這個(gè)時(shí)候QA，QC要負(fù)起責(zé)任來(lái)，不合格的就堅(jiān)決不能進(jìn)來(lái)，但是我們中國(guó)人民非常容易變通。不合格的加工出來(lái)了，扔掉又覺得可惜，于是很多的設(shè)計(jì)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(shuō)中國(guó)人的東西有四個(gè)螺釘?shù)�，工人絕對(duì)不會(huì)幫你擰上四個(gè)，我還不信，有一次我把電飯鍋拆了，發(fā)現(xiàn)里面的四個(gè)螺絲釘果然只是擰了三個(gè)。哎，不過現(xiàn)在很多的企業(yè)的加工精度都上來(lái)了，很多都是進(jìn)口的國(guó)外的高精度的設(shè)備，很多負(fù)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(jì)人員堅(jiān)持，肯定會(huì)做出好東西來(lái)的。
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再者就是裝配精度，不可否認(rèn)，我們車間的很多的裝配工人都是處在社會(huì)的最底層，本來(lái)實(shí)體經(jīng)濟(jì)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(lái)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(shí)這個(gè)是我國(guó)和國(guó)外的最大的差距。一個(gè)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(shí)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(lái)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。/ F, z* H5 A4 S! D) _
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下面再附錄一篇關(guān)于這個(gè)方面的文章，雖然有點(diǎn)老了，但是很有指導(dǎo)意義。供大家下載，我認(rèn)為寫的非常精彩。（文章來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）% T: l/ s) F5 ^
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十七問：銅和不銹鋼能否焊接？. E% I8 G! Y+ b/ O& n) d; ]1 q$ Z
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答：很多初學(xué)焊接，或者對(duì)焊接不熟悉的朋友經(jīng)常會(huì)問這個(gè)問題，是可以理解的。但是作為一個(gè)搞焊接的就不應(yīng)該問這么幼稚的問題。7 F* N# x3 k" S) z+ w
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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。
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/ m1 ^) P; |' h+ u. V: |6 s- e ^但是實(shí)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(huì)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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0 P, A. W/ g0 z) v8 e0 j下面給大家看幾張圖，可以加深理解。
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# Y! A2 w% z' J: j8 W7 Y圖三十三，三十四，三十五為自己拍攝的無(wú)氧銅與不銹鋼的焊接，最后的圖三十六為從“道長(zhǎng)”的帖子中摘錄而來(lái)（不好意思哈，道長(zhǎng)，我找了半天自己的圖片，發(fā)現(xiàn)這個(gè)銅和不銹鋼的這個(gè)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(wú)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(wú)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(lái)看，表面還是不錯(cuò)的。+ p) ?+ x5 m, g; K* k) P% ^
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從最后一張圖來(lái)看的話，它們的結(jié)晶還是不錯(cuò)的，因?yàn)椴讳P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(lái)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(diǎn)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?yàn)楹负蠼Y(jié)晶是晶粒間有一層很長(zhǎng)薄的低熔點(diǎn)的液態(tài)銅，極易引起裂紋，同時(shí)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(shí)，使得電子束斑點(diǎn)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。
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x( c A- Y3 C+ @) G6 b十八問：其他異種材料的焊接性怎么樣？
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7 U8 C1 [3 _( g/ }5 p9 a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(shí)驗(yàn)，因?yàn)槲覀兌际遣戎叭说氖w爬過來(lái)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?jí)蛴昧�。關(guān)于異種材料的焊接性能，我給大家放一張圖片，大家對(duì)應(yīng)的看就好了。
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圖三十七，為異種金屬各種電子束焊接的可焊接性（圖片來(lái)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。: @. A* f O" ~+ M' g+ ^% c
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十九問：焊縫是不是越窄越好，深寬比越大越好？( r/ Y' L6 J1 T- Q0 i
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答：很多人認(rèn)為電子束的最大的優(yōu)點(diǎn)就是焊縫非常的窄，深寬比非常的大，就想當(dāng)然的認(rèn)為深寬比越大越好，其實(shí)不然，這是一個(gè)誤區(qū)，在實(shí)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：+ M9 V: m* o% X$ {/ B6 o
$ h7 a1 N9 H* M& [& h! A7 f! R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(qiáng)度有可能不夠。2 Z' l3 j1 h, z
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二是，太窄的焊縫對(duì)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。. l1 t M2 i; {6 H3 C, X5 P5 X- ?. _+ Q
- e" L0 m- k+ G& e三是，對(duì)設(shè)備的性能要求高，要求非常高的穩(wěn)定性，對(duì)工藝參數(shù)的制定有非常高的水平。一旦性能有一點(diǎn)不穩(wěn)定，工藝參數(shù)有一點(diǎn)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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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(lái)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(gè)，深寬比也就小于40，你覺得那個(gè)好，更能夠應(yīng)用在實(shí)際的焊縫中。上面一個(gè)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(diǎn)不垂直，則焊縫可能都會(huì)偏離焊接的間隙，但對(duì)于下面一個(gè)，焊縫就安全的多了，可以有更大的裕度。所以說(shuō)喬丹與姚明的差別也就是一個(gè)偉大球員和優(yōu)秀球員的區(qū)別，做出這兩個(gè)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。
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1 T* i0 L3 `1 p9 U% t今天就到此為止，明天還要上班，等有時(shí)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(cuò)誤和疏漏，還請(qǐng)各位多多包涵，希望大家提出寶貴的意見和建議， 這樣對(duì)我也是一個(gè)非常大的幫助。希望大家多提問，如果能回答，我會(huì)盡量回復(fù)。0 Z/ ?2 k6 @, _8 o- `# g; m8 {
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樓主: 淺藍(lán)色
發(fā)表于 2013-12-22 23:56:49
