1. Oversikt
Årsaken til kobber- og aluminiumsveising er å redusere kostnadene og redusere vekten, fordi tettheten til aluminium er omtrent 1/3 av kobbers, og prisen er omtrent 1/5 av kobber, så aluminium brukes i stedet for kobber i mange anledninger, spesielt det er kraftindustrien, og kobber-aluminiumsveising har også dukket opp.
Imidlertid er overflaten av kobber og aluminium veldig lett å oksidere, spesielt oksidfilmen av aluminium er veldig fast, motstandsdyktig mot høy temperatur (smeltepunkt opp til 2050 grader C), og har stor motstand. Hvis maskinen er tilkoblet, er kontaktkontakten ustabil under strømdrift, og det oppstår ofte røyk. , eksplosjonsfenomen, lett å forårsake alvorlige konsekvenser som brann.
Generelt kan kobber-aluminiumsveising være fusjonssveising, trykksveising og lodding.
2, vanskelighetene med kobber-aluminium sveising
1. Sveising av kobber og aluminium tilhører ulik metall (ikke-jernholdig) sveising, som er mye vanskeligere enn sveising av kobber-kobber og aluminium-aluminium.
2. Både kobber og aluminium oksideres lett, og oksider med høyt smeltepunkt dannes under sveiseprosessen, noe som gjør det vanskelig for sveisemetallet å smelte sammen, noe som gir vanskeligheter med sveising.
3. Den sveisede skjøten av kobber og aluminium er sprø og utsatt for sprekker. Under smeltesveising av kobber og aluminium dannes det lett eutektikk som CuAl2 i sveisen nær kobbersiden, som er fordelt nær korngrensen og er utsatt for intergranulære sprekker. .
4. Smeltepunktet for kobber og aluminium er svært forskjellig. Ved smeltesveising forblir kobber fast når aluminium smeltes. Når kobber smeltes har aluminium smeltet mye, noe som øker vanskelighetsgraden ved sveising.
5. Sveisesømmen er utsatt for porøsitet. På grunn av den gode varmeledningsevnen til kobber og aluminium, krystalliserer metallet i smeltebassenget raskt under sveising, og den metallurgiske reaksjonsgassen ved høy temperatur har ikke tid til å unnslippe, slik at det dannes porer.
3. Innføring av sveisemetode av kobber og aluminium
1). TIG sveising
① Forberedelse før sveising: a Rengjør overflaten på kobber- og aluminiumsveisene. b. Skråskjær de loddede delene, og bestem sporformen i henhold til prinsippet om å øke sveisearealet på kobbersiden og kobberinnholdet i sveisen så mye som mulig. Vanligvis brukes en U-formet rille, og aluminiumssiden kan ikke være rillet. c sveisematerialer er Ag65Cu20Zn15, Q203, ER4043. d Et sett med sveisemaskin WES315 og oksygen-acetylenutstyr.
②Sveiseoperasjon: a. Sett sammen og fest kobber- og aluminiumsveisene for å forhindre deformasjon og forskyvning under oppvarming og sveising. b Lodde først et lag høysølvloddemetall (ca. 1 mm) på kobbersiden med oksygen-acetylenflamme.
c Bruk aluminium-silisium sveisetråd for argon buesveising mens den er varm; under sveiseprosessen avvikes sentrum av wolframbuen til siden av aluminiumsveisingen (dette er forskjellig fra den direkte wolframargonbuen av kobber og aluminium!);
Den veiledende ideologien for sveiseprosessoperasjonen: den ene er å minimere innholdet av kobber i sveisen, og den andre er å prøve å lodde på kobbersiden og sveise på aluminiumssiden.
d Hellingsvinkelen mellom sveisebrenneren og arbeidsstykket er vanligvis 75~85º, 90º når du starter lysbuen, og opprettholder deretter normal helningsvinkel (forspent til aluminiumssiden).
e Lengden på wolframbuen er vanligvis ca. 5 mm, og jo tynnere sveisingen er, desto kortere er buelengden.
f Legg den fylte aluminiumsveisetråden på kanten av smeltebassenget, og vinkelen mellom sveisestykket og sveisingen er mindre enn 15º. Enden av ledningen skal ikke være i kontakt med smeltebassenget, men den skal alltid være innenfor argonbeskyttelsesområdet. Ikke løft aluminiumssveisetråden veldig høyt eller i en helningsvinkel. for stor.
g Aluminiumsveisetråden skal forvarmes nødvendig på lysbuesiden, og deretter mates inn i midten av lysbuen for å smelte sammen med matrisen for å unngå store deler av aluminiumsveisetråden.
h Hvis wolframelektroden fester seg til sveisingen, ikke skynd deg å løfte sveisebrenneren på dette tidspunktet, du bør først slippe kontrollbryteren, og deretter riste sveisebrenneren forsiktig for å få wolframelektroden å skille fra sveisingen, ellers vil wolframelektroden elektroden vil lett bli ødelagt.
i Når det er defekter som kratere, sprekker og kollaps i enden av argonbuesveisehodet, bør fyllingsmengden av sveisetråden økes på passende måte ved enden av argonbuesveisehodet, og argonbuesveiseteknologien bør forbedres i fredstid.
③ Slip til tekniske krav etter sveising.
2). Nedsenket lysbuesveising
① Vanligvis er kobbersiden avfaset (vanligvis U-formet), og aluminiumssiden er ikke skråstilt.
② Under neddykket buesveising skal lysbuen peke mot aluminiumssiden, og den optimale forskyvningsavstanden er 5~7mm.
③ Elementer som Si, Zn, Ag, Sn bør på passende måte legges til sveisen.
④Eksempel på sveiseparametere: tykkelsen på kobber og aluminiumsplate er 10mm; når aluminiumssveisediameteren er ø2,5, og materialet er SAl2, er sveisestrømmen 400~420A, sveisespenningen er 38~39V, og sveisehastigheten er 0,58cm/s.
3). Elektronisk hurtigsveising
For å unngå direkte elektronstrålesveising, dannes θ-fasen til den CuAl2 eutektiske strukturen i skjøten etter sveising og en stor mengde η og faser tilsettes for å gjøre sveisemetallet hardt og sprøtt. Ag brukes vanligvis som det mellomliggende legeringslaget. Det dannes en gjensidig løselig fast løsning, så en god skjøt oppnås ved sveising med en tykkelse på ca. 1 mm Ag som et mellomlag.
4). Flash-stumpsveising av kobber og aluminium
①Forberedelse av sveising: a. Behandlingen av kobber-aluminiumsveisninger bør være presis og rett i form. b Rengjør overflatesmuss og oksider. c. Glødebehandling av kobber- og aluminiumsveisedeler (kobberdeler ved 600~650 grader, varmekonservering i 40~60min, kjøling i vann. Aluminiumsdeler ved 400~450 grader, varmekonservering i 40~60min, luftkjøling) for å redusere hardheten, øke plastisiteten og forbedre kvaliteten på sveisede skjøter.
②Flash butt-sveising kan ekstrudere sprø intermetalliske forbindelser ut av skjøten, forårsake stor plastisk deformasjon av kontaktflaten, og oppnå en bedre skjøt, som er en av de viktige metodene for kobber-aluminiumsveising.
③Eksempel på parametervalg av hurtigstøtsveisemaskin (bruker LQ{{0}} type): stumpsveiseoverflate av kobber- og aluminiumsveisedeler 6×60mm²; forlengelseslengde Cu29mm, Al17mm; armaturtrykk 0,44 MPa; forstyrrende trykk 0,29 MPa; avfyringstid 4,1s; live opprørende tid 1/50s; kamvinkel 270º.
5). Friksjonssveising
① Friksjonssveising ved lav temperatur (gjeldende vanlig friksjonssveisemetode):
a Det er for å kontrollere temperaturen på friksjonsoverflaten under kobber-aluminium-eutektisk punkttemperatur på 548 grader, det vil si å fullføre kobber-aluminium-friksjonssveisingen innenfor temperaturområdet 460~480 grader. Dette temperaturområdet er det beste området, og tilfredsstillende kobber-aluminiumsveising kan oppnås. kontakt. Den tilhører halvoppvarmet trykksveising, og det nødvendige støttrykket per arealenhet er mindre enn det for kaldtrykksveising, men større enn det for hurtigstøtsveising.
b Eksempel på valg av lavtemperaturfriksjonssveising tekniske parametere: kobber og aluminium sveisediameter ø10; hastighet 450r/min; friksjonstid 6s; opprørende trykk 392MPa; vedlikeholdstid 2s; 12,6 cm/min; forsveising fortrykk 490~588N; friksjonstrykk 166~196MPa.
②Høytemperaturfriksjonssveising: a Under høytemperaturfriksjonssveising kan den lineære rotasjonshastigheten nå 0.58m/s, og temperaturen på kontaktflaten kan nå smeltepunktet til aluminium (660 grader), som fullstendig overstiger temperaturen på kobber-aluminium eutektikk (548 grader). Ved denne temperaturen gjennomgår kobber- og aluminiumatomene en diffusjonsreaksjon med hverandre, noe som kan danne en god sveiseskjøt.
b Forberedelse før sveising: Bearbeid kobberendeflaten til en 90º konisk vinkel; brann kobber og aluminium sveising; rydde opp etter gløding.
c. Eksempel på valg av tekniske parametere for høytemperaturfriksjonssveising: diameter på kobber-aluminiumsveising ø10mm; rotasjonshastighet r/min; ytre ring lineær hastighet 0,71m/s; støtte friksjonstrykk 147MPa; kobberakselvinkel 60º.
6). Kaldtrykksveising
Essensen av kaldtrykksveising er å bruke arbeidsstykket som skal sveises ved romtemperatur for å produsere plastisk deformasjon, ekstrudere oksidfilmen på kontaktflaten til arbeidsstykket ut av sveisen, slik at metallatomene mellom grenseflatene når avstanden til den interatomiske attraksjonen, ledsaget av interatomisk diffusjon, Skaper en sterk kobling mellom atomer. Hovedsakelig egnet for kobber- og aluminiumsveising av små og mellomstore seksjoner.
①Stumsveising av kobber og aluminium:
a Koldpresssveising utføres ved romtemperatur uten noen ekstern varmekilde, metallstrukturen gjennomgår ikke rekrystallisering og mykningsgløding, styrken til skjøten er ikke lavere enn grunnmetallets, og tverrsnittsarealet av støtleddet er i området 1~1000mm². Transformatorer, luftledninger osv.
b. Eksempel på valg av tekniske parametere for kaldpresssveising av kobber-aluminium: gløding før sveising; rett diameter av kobber-aluminium sveising ø10mm; hver sveising utstikkende lengde: kobber 10 mm, aluminium 10 mm; opprørende smiing 3 ganger; forstyrrende trykk 333MPa.
②Lavsveising av kobber og aluminium:
a) Kaldpresssveising i form av plate-plate, wire-wire, wire-plate, folie-wire, folie-plate, etc. av kobber og aluminium plastmaterialer, den beste skjøten er overlappskjøt. Kaldpunktsveising kan utføres på samme måte som motstandspunktsveising.
Formen på loddeleddets innrykk er sirkulær: d=(1~2)δ; rektangel: a=(1~2)δ, b=5~6a.
Ved flerpunktssveising bør fordelingen være forskjøvet, og avstanden mellom sentrene til sveisepunktene bør være større enn 2d.
b. Eksempel på valg av tekniske parametere for kaldtrykksveising av kobber- og aluminiumtårnforbindelse: sveisestørrelse 40×4mm²; rundelengde 70 mm; antall loddeforbindelser 6; trykkpunktdiameter Al ø7, Cu ø8; total lengde på innrykk Al 30 mm, Cu 55 mm; Punktsenteravstanden er 10 mm; trykket er 235 MPa.
7). Kondensator energilagring sveising
①Kapasitiv energilagringssveising er en spesiell form for motstandssveising, som tilhører fastfasesveising. Essensen av energilagringssveising er å lagre energi i en bestemt form på forhånd, og deretter frigjøre den gjennom sveisingen på svært kort tid, umiddelbart generere en stor mengde termisk energi ved skjøten, og samtidig danne en sveising. skjøt under hurtig ekstrudering. Den elektriske ledningsevnen og varmeledningsevnen til kobber og aluminium er veldig god, og den sterke spesifikasjonen av høy strøm og kort tid må tas i bruk ved sveising. Kondensatorenergilagringssveising er spesielt egnet for sveising av kobber- og aluminiumtråder med små tverrsnitt. Det er en ideell metode for sveising av kobber- og aluminiumtråder for øyeblikket, men prosessparametrene kan justeres i et smalt område, så det er nødvendig å strengt følge sveiseprosessparametrene før sveising. Produser høykvalitets kobber-aluminiumsveisede skjøter.
②Eksempel på valg av sveiseprosessparametere for kondensatorenergilagring for tynne kobber- og aluminiumtråder: tråddiameter Alø1,81, Cuø1,56; kapasitans 8000uF; sveisespenning 190~210V; forlengelseslengde Al2.5mm, Cu2.0mm; forstyrrende trykk 608MPa; Klemkraft 2650N; Transformatorforhold 60:1.
8). Vakuumdiffusjonssveising
①Vakuumdiffusjonssveising brukes hovedsakelig til å produsere kobber-aluminiumskjøter av kjøleutstyr og kraftutstyr. Prosessparametrene kontrolleres veldig strengt, og kvaliteten er mer stabil enn fusjonssveising, lodding og hurtigstøtsveising.
②Før sveising må overflaten av kobber-aluminiumsveisingen tilsettes strengt, slipes, poleres på nytt og rengjøres, slik at linjalen kan være glatt og fri for urenheter. Kobber- og aluminiumsplatene stables og settes inn i vakuumkammeret. Faktorene som påvirker vakuumdiffusjonssveisingen av kobber og aluminium er: oppvarmingstemperatur; sveising trykk; holdetid; vakuum grad; overflatekvalitet på sveisedeler osv.
③Eksempel på utvalg av tekniske parametere for kobber- og aluminiumvakuumdiffusjonssveising: når vakuumdiffusjonssveising av kobber og ZAl2 hard aluminiumslegering med en tykkelse på 0.2~0.5 mm utføres, utføres oppvarmingen temperaturen er 480 ~ 500 grader; holdetiden er 10 min; trykket er 4,9 ~ 9,8 MPa; vakuumgraden 1,33×10－²~1×10－³Pa.
9). Lodding
①Medium og lav temperatur lodding
En ripesveising: velg HL501 (Zn58Sn40Cu2), den generelle kommersielle spesifikasjonen er støpt stang 5×20×350mm³, sveisemetoden er veldig enkel, kobber-aluminiumsveisingen varmes opp til ca. 300 grader, uten fluks, prøv å skrape sveising , hvis loddetinn ikke smelter, fortsett oppvarmingen til loddet fyller sømmen etter skraping.
BM51+M51-F: Loddetemperaturen til denne typen loddemetall og flussmiddel er svært lav ved 179 grader. Loddemetallet kan ikke varmes opp direkte under sveising. Kobber-aluminium-sveisingen skal varmes opp, og varmen fra sveisingen brukes til å smelte loddetinn. Varmeverktøy er tilgjengelig. : Elektrisk loddebolt, varmluftpistol, sprøytepistol for flytende gass, parafinbrenner, bensinbrenner, oksygen-acetylenbrenner, etc.
C-dypplodding: lodding av fyllmetall (Zn96~98%Pb2~4%), flussmiddel er kolofonium (C20H30O2) og vannfri sprinkling essens (forhold større enn 1), sveisemetode: kobber-aluminiumskjøt belagt med kolofoniumalkoholløsning Senk raskt ned i loddemateriale ved ca 440 grader for lodding.
D WE CuAl-Q303: Dette sveisematerialet er en flusskjernet kobber-aluminiumsveisetråd. Loddetemperaturen er ca 400 grader. Den har sitt eget loddepulver og organisk ikke-etsende flussmiddel. Loddepulveret smelter med metallkledningen, og det vil raskt bryte kobber- og aluminiummetallet. Overflateoksidfilmen og metalloverflatespenningen kan forhindre re-oksidasjon. Metalloverflaten fuktes av loddepulveret, slik at loddetinnet kan fylle hele sveisesømmen gjennom kapillærvirkning. Operasjonen er enkel, og det er generelt ikke nødvendig å rydde opp etter sveising. .
E Introduksjon av andre sveisematerialer: WE53+WE53-F er en solid kjerne sveisetråd med fluks, og loddetemperaturen er omtrent 400 grader; XR-FC22, XR-FC0215, ER15, E9802, FR301, etc. er fluks-kjernede sveisetråder, som er mer praktiske å bruke.
②, høytemperatur vakuumlodding
en loddemetall: AlSi12
b Forberedelse før sveising: Trykk det filamentøse loddefyllmetallet inn i et 0,5~1 mm tykt bakformet ark; rydde opp i kobber, aluminiumssveisedeler og lodding av fyllmetaller.
C Montering: Bruk rustfri stålplate til å montere og klemme i rekkefølgen av aluminium-loddemetall-kobber, og legg dem i lag.
D ovnslodding: start støvsuging etter å ha kommet inn i ovnen; når vakuumgraden når 10-²Pa, start oppvarmingsenheten. oppvarmingshastigheten er 10 ~ 20 grader / min, hold på 150 grader i 5 minutter, 350 grader og 540 grader i 5 minutter hver. Varm deretter kontinuerlig opp til 624 grader, hold temperaturen i 6 minutter og avkjøl deretter; kjøl ned til under 600 grader, slå av varmeapparatet, avkjøl til under 450 grader, fyll på med nitrogen for å øke hastigheten på kjølehastigheten, og åpne deretter ovnsdøren etter avkjøling til under 100 grader.
10). Andre sveisemetoder
I tillegg til de ovennevnte sveisemetodene av kobber og aluminium, kan eksplosiv sveising, ultralydsveising, etc. også brukes.
