铝焊丝,徐州铝硅焊丝ER4043

来源：江苏巨人焊接有限公司 时间：2025-01-11 19:31:01 [举报]

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「焊接知识|铝焊丝】MIG铝合金焊丝质量控制因素分析
功能介绍 介绍高科技的动态 一、铝焊丝铝焊丝是一种柱状强度相对较差的柔软材料，并且在熔融时对氢溶解度极敏感，因此，它在生产环境中的成功与否很大程度上取决于其在生产过程中所应用的方法和控制手段合理与否。对MIG铝焊丝性能影响大的是表面抛光度、焊丝清洁度、焊丝直径控制程度以及焊丝翘距和螺旋情况。
二、严格控制和维护冲模质量


严格控制和维护冲模质量对于连续生产出铝焊丝尤为重要。


为了在整个拉丝过程中产生连续的表面，使用质量好的拉丝冲模和润滑剂。因为不同铝合金需要有不同的工作特性，所以通常在生产过程中会对其进行中间热处理操作。这些中间热处理不仅是必要的，而且是具备合适的机械特性所的，从而获得优良的送丝特性。当拉拔到所期望的焊丝尺寸后，对铝焊丝进行清洁，这是个非常重要的步骤，这将在本质上决定成品是否能通过X-射线检测并达到焊接质量标准要求。另外，对清洁操作的也是非常重要的，伊萨在焊丝生产过程中进行严格的测试，以确保清洁程序持续有效。通常焊丝的检测是在拉拔、清洁和缠绕完成后进行。测试样品被焊接后，用X-射线来检测焊丝的完整焊接特性。
三、焊丝直径控制


除表面质量特征外，拉丝冲模质量和维护质量对控制焊丝直径和焊接连贯性都非常重要。 相对于AWS而言，伊萨是在更加严格的公差范围内来生产铝焊丝的。这种严格连贯的控制焊丝直径由此而产生的连续的电弧特性使终用户受益良多。铝焊丝直径的微小差异都会使电弧特性产生的变化，变化的结果就是以过高或过低的电流大小形式反映，两者都会产生多种形式的焊接缺陷。 伊萨对焊丝直径的严格控制（见图2）确保了稳定的焊接参数（即使在更换丝盘后），这一点在那些利用焊接工艺本身而非焊接工人对参数严格控制的自动焊上的应用，是一个非常重要的因素。
四、翘距和螺旋


缠卷焊丝具有连续性的翘距和螺旋能确保连续的电接触、平滑的电弧特征和更连贯的焊透。AWS规格要求线轴上焊丝的翘距和螺旋不论是应用自动还是半自动焊接设备，都应该能够适合无间断的送丝。 绕在线轴上焊丝的翘距大小可用从线轴上取下的一圈焊丝进行测量。当从线轴上切下一段焊丝并放在平面上后，其应形成一个自由的圆形，直径在小和大直径之间。缠绕铝焊丝如果翘距不适当或不协调，将导致在焊接过程中焊丝与焊嘴之间电极接触的中断，这种情况的后果是降低电弧稳定性，而较差的电弧特性可能引起焊接不连续。 通过从线轴上取下的焊丝可用来测量绕在线轴上的铝焊丝的螺旋情况，焊丝取一圈以上，通常是3～4圈。当焊丝从线轴上切下后，应把其放在一个杆上，杆呈水平，焊丝圈垂直挂在杆上。两个焊丝圈之间的大距离不应超过规定的大尺寸。过多的螺旋会导致在焊接过程中，焊丝从导电嘴出来时将产生游离，使其接触不良。这种情况对于全自动焊接特别有害，如机器人焊接时可能导致未熔合及未焊透等焊接缺陷的产生。伊萨开发了满足优要求的翘距和螺旋，并应用控制和检测手段对其进行校验和维护。
五、表面抛光和清洁


铝焊丝表面抛光程度很大程度上取决于原铝材性能质量，其特性是影响焊丝性能的大因素。通常铝焊丝由一个直径约9mm的铝丝再经拉拔加工而成。美国焊接协会的标准在很大程度上控制着这些焊丝的化学组分。然而焊丝制造商可能给自己在被规定范围内进行更严格的成分控制，来帮助其实现可控的生产性、焊接性，从而其焊接金属强度特性。 生产实践，丝棒的物理质量极为重要，产品中的杂质或间断能在整个生产过程中传递，从而导致终产品质量严重低劣。为此，伊萨公司应用一种特的刨削技术生产出光滑且清洁的表面，从而提高焊丝的送丝性能，并能通过X-射线检测的焊缝。这种刨削技术有效地去除了焊丝表层的不连续层，并且使终产品避免产生因表面藏纳污垢而导致的焊缝气孔。
严格控制和维护冲模质量对于连续生产出铝焊丝尤为重要。为了在整个拉丝过程中产生连续的表面，使用质量好的拉丝冲模和润滑剂。因为不同铝合金需要有不同的工作特性，所以通常在生产过程中会对其进行中间热处理操作。这些中间热处理不仅是必要的，而且是具备合适的机械特性所的，从而获得优良的送丝特性。当拉拔到所期望的焊丝尺寸后，对铝焊丝进行清洁，这是个非常重要的步骤，这将在本质上决定成品是否能通过X-射线检测并达到焊接质量标准要求。另外，对清洁操作的也是非常重要的，伊萨在焊丝生产过程中进行严格的测试，以确保清洁程序持续有效。通常焊丝的检测是在拉拔、清洁和缠绕完成后进行。测试样品被焊接后，用X-射线来检测焊丝的完整焊接特性。



六、其他质量控制要点


铝焊丝制造过程中的全面质量控制要求在整个生产过程中对产品质量进行连贯的维护以及校验。伊萨使用一个基于ISO9001质量体系进行铝焊丝生产，这个体系是对美国焊接协会国家标准AWS A5.10《裸铝和铝合金焊接电极与焊条规范》的一个补充。 另外，许多认证协会每年都对产品质量和QA体系进行审查，例如Lloyd＇s造船登记、TUV Rheinland、DB、Det Norske Veritas和Germanischer Lloyd＇s，他们要求通过对受检样品的测试达到检验焊丝的目的，包括破坏性和非破坏性试验。
结语 对于那些关心焊接质量、致力于降低修复率及提高生产力的铝焊接制造商而言，应用铝焊丝是非常重要的。因为即使是影响铝焊丝质量的瑕疵，如清洁度、焊丝直径或表面状况所可能引起的问题，对那些追求持续合格的铝焊接件生产用户而言，都会导致的麻烦。

焊接材料
（1）焊丝 铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求，对含镁量超过3％的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选用主要按照下列原则：
1）纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；
2）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；
3）铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；
4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；
5）不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi一1等(留意强度可能低于母材)。
（2）保护气体 保护气体为氩气、氦气或其混合气。交流加高频TIG焊时，采用大于99．9％纯氩气，直流正极性焊接宜用氦气。MIG焊时，板厚<25 mm时宜用氩气；板厚25 mm～50 mm时氩气中宜添加10％～35％的氦气；板厚50mm-75mm时氩气中宜添加l0％～35％或50％的氦气；当板厚>75 mm时推荐采用添加50％～75％氦气的氩气。氩气应符合GB／T 4842?995《纯氩》的要求。氩气瓶压低于0.5 MPa后压力不足，不能使用。
(3)钨极 氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高，不易熔化挥发，电极烧损及尖真个污染较少，但电子发射能力较差。在纯钨中加进1％～2％氧化钍的电极为钍钨极，电子发射能力强，答应的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍元素具有一定的，使用时应采取适当的防护措施。在纯钨中加进1.8％～2.2％的氧化铈(杂质≤0.1％)的电极为铈钨极。铈钨极电子逸出功低，化学稳定性高，答应电流密度大，无，是目前普遍采用的电极。锆钨极可防止电极污染基体金属，易保持半球形，适用于交流焊接。
（4）焊剂 气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可往除氧化膜。

铝铝焊丝又称铝铝药芯焊丝，因此种焊丝可以把铝材和铝材焊接起来而得名。它不同于普通铝焊丝要用氩弧焊机焊接，也不同于铝硅焊丝4047需要配合钎剂才能焊接，而只需通过火焰或感应直接可以钎焊焊接（因为自带钎剂，所以不需要另加钎剂）。
此焊丝焊接出来的工件的抗拉抗剪强度（接头牢固性不低于基材）、导电性能、耐腐蚀性能都较好，而且质量稳定，此焊丝的钎剂成分和性能见嵩峰机电。
与使用氩弧焊机用铝焊丝焊接相比，用铝铝焊丝工人操作简单、焊接设备简单、焊接不会使基材的结构发生变化

铝及铝合金焊丝广泛应用于铝合金氩弧焊及气焊。焊丝选用主要根据母材的种类、接头的抗裂性能、机械性能、抗腐蚀性能及经阳极化处理后焊缝与母材的色彩协调等方面的要求综合考虑。一般来说,焊接铝及铝合金都采用与母材相同或相近牌号的焊丝,这样可以获得较好的耐蚀性;但焊接热裂倾向大的热处理强化合金时,选择焊丝时则主要考虑抗裂性。铝镁合金焊接时,为弥补焊接过程中镁的烧损,应避开焊缝易出现裂纹的镁含量临界点(2%),一般采用含镁量比基材高1%～2%的焊丝。另外,采用含Ｍｇ量高的铝合金焊丝焊接高Ｚｎ铝合金时可提高焊缝的抗裂性。以6005Ａ型材为例,其镁含量为0.65%、硅含量为0.70%,采用ＥＲ5356铝合金焊丝可以满足上述要求。依据美国ＡＬＣＯＴＥＣ铝焊接研究所提供的技术资料,并参照德国、日本等国文献报道,焊接7005铝合金型材时可选用的焊丝牌号有ＥＲ5356、ＥＲ5183,接头综合性能均较高;二者比较,ＥＲ5356接头强度稍差,但延伸率较大。综合国外铝合金车辆的成功制造经验,选择ＥＲ5356焊丝焊接7005基材较好
目前国内研制的用铝合金焊丝线坯的生产主要采用立式半连续铸造-挤压法,其特点是产品质量好、性能稳定,所用设备也可用于生产其它铝合金线材(如铆钉线等),但设备投资较大,工序多,占地面积大,工模具消耗和能耗较高,生产过程中的几何废料也高,产品成品率相对较低;国外铝合金焊丝线坯的生产多采用连铸连轧法,设备投资适中,产品单重大、成材率高(90%以上)、质量相对稳定;水平连铸连拉法的特点是设备投资少,线材的成品率高(90%以上),在纯铝焊丝线坯的生产中优势明显,有取代其它工艺的趋势,但这种方法目前还有一些工艺问题有待解决。
铝及铝合金焊丝可用于线轴或纵向切口的 MIG或 TIG的焊接加工，按其成分可分为纯
铝、铝硅和铝镁焊丝，通过一定方法加工成盘状（卷状）或棒状（直条状）供货，广泛应用于建筑、装饰和设备、冶金、管道、纺纱器具、船舶、钻井装备、火车、汽车、储存罐和压力容器等行业的焊接加工等行业。

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。

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