1. Преглед
Причината за заваряването на мед и алуминий е да се намалят разходите и да се намали теглото, тъй като плътността на алуминия е около 1/3 от тази на медта, а цената е около 1/5 от тази на медта, така че алуминият се използва вместо мед в много случаи, особено в енергетиката, се появи и заваряването на мед и алуминий.
Повърхността на медта и алуминия обаче е много лесна за окисляване, особено оксидният филм на алуминия е много здрав, устойчив на висока температура (точка на топене до 2050 градуса C) и има голяма устойчивост. Ако машината е свързана, контактният контакт е нестабилен по време на захранване и често се появява дим. , феномен на експлозия, лесен за причиняване на сериозни последствия като пожар.
Като цяло заваряването на мед и алуминий може да бъде заваряване чрез стопяване, заваряване под налягане и спояване.
2, трудностите при заваряване на мед и алуминий
1. Заваряването на мед и алуминий принадлежи към заваряването на различни метали (цветни метали), което е много по-трудно от заваряването мед-мед и алуминий-алуминий.
2. И медта, и алуминият лесно се окисляват и по време на процеса на заваряване се образуват оксиди с висока точка на топене, което затруднява пълното стопяване на заваръчния метал, което създава трудности при заваряването.
3. Заварената връзка на мед и алуминий е крехка и податлива на пукнатини. По време на заваряване чрез стопяване на мед и алуминий, евтектика като CuAl2 лесно се образува в заваръчния шев близо до медната страна, която се разпределя близо до границата на зърното и е склонна към междукристални пукнатини. .
4. Точката на топене на медта и алуминия е много различна. При заваряване чрез стопяване медта остава твърда, когато алуминият се разтопи. Когато медта се разтопи, алуминият се е разтопил много, което увеличава трудността на заваряването.
5. Заваръчният шев е склонен към порьозност. Поради добрата топлопроводимост на медта и алуминия, металът в разтопения басейн кристализира бързо по време на заваряване и металургичният реакционен газ при висока температура няма време да излезе, така че се генерират пори.
3. Въвеждане на метода на заваряване на мед и алуминий
1). TIG заваряване
① Подготовка преди заваряване: a Почистете повърхността на медните и алуминиевите заварки. b. Скосете запоените части и определете формата на жлеба според принципа за увеличаване на заваръчната площ на медната страна и съдържанието на мед в заваръчния шев колкото е възможно повече. Обикновено се използва U-образен жлеб и алуминиевата страна може да не е набраздена. c заваръчните материали са Ag65Cu20Zn15, Q203, ER4043. d Комплект заваръчна машина WES315 и кислородно-ацетиленово оборудване.
②Заваръчна операция: a. Сглобете и фиксирайте медните и алуминиевите заварки, за да предотвратите деформация и изместване по време на нагряване и заваряване. b Първо запоете слой припой с високо съдържание на сребро (около 1 mm) върху медната страна с кислородно-ацетиленов пламък.
c Използвайте алуминиево-силиконова заваръчна тел за заваряване с аргонова дъга, докато е гореща; по време на процеса на заваряване центърът на волфрамова дъга се отклонява встрани от алуминиевата заварка (това е различно от директната волфрамова аргонова дъга на мед и алуминий!);
Ръководната идеология на работата на неговия процес на заваряване: едната е да се сведе до минимум съдържанието на мед в заваръчния шев, а другата е да се опита да се споява медната страна и да се заварява от алуминиевата страна.
d Ъгълът на наклона между заваръчната горелка и детайла обикновено е 75~85º, 90º при стартиране на дъгата и след това поддържайте нормалния ъгъл на наклон (наклонен към алуминиевата страна).
e Дължината на волфрамовата дъга обикновено е около 5 mm и колкото по-тънка е заварката, толкова по-къса е дължината на дъгата.
f Поставете напълнената алуминиева заваръчна тел на ръба на разтопения басейн и ъгълът между заваръчния детайл и заваръчния шев е по-малък от 15º. Краят на жицата не трябва да е в контакт с разтопената вана, но винаги трябва да е в обхвата на аргонова защита. Не повдигайте алуминиевата заваръчна тел много високо или под ъгъл. твърде голям.
g Допълнителната алуминиева заваръчна тел трябва да бъде предварително загрята, необходимо от страната на дъгата, и след това да се подаде в центъра на дъгата, за да се стопи с матрицата, за да се избегнат големи участъци от алуминиевата заваръчна тел.
h Ако волфрамовият електрод се залепи за заваръчния детайл, не бързайте да вдигате заваръчната горелка в този момент, трябва първо да освободите контролния превключвател и след това леко да разклатите заваръчната горелка, за да отделите волфрамовия електрод от заваръчния детайл, в противен случай волфрамът електродът лесно ще се счупи.
i Когато има дефекти като кратери, пукнатини и срутвания в края на аргонодъговата заваръчна глава, количеството на пълнене на заваръчната тел трябва да бъде подходящо увеличено в края на аргонодъговата заваръчна глава и технологията за аргонодъгово заваряване трябва да бъдат подобрени в мирно време.
③ Смилайте според техническите изисквания след заваряване.
2). Заваряване под флюс
① Обикновено медната страна е скосена (обикновено U-образна), а алуминиевата страна не е скосена.
② По време на електродъгово заваряване под флюс дъгата трябва да сочи към алуминиевата страна и оптималното разстояние на отместване е 5~7 mm.
③ Елементи като Si, Zn, Ag, Sn трябва да се добавят по подходящ начин към заваръчния шев.
④Пример за параметри на заваряване: дебелината на медна и алуминиева плоча е 1 0 mm; когато правият диаметър на заваряване на алуминий е ø2,5 и материалът е SAl2, заваръчният ток е 400~420A, заваръчното напрежение е 38~39V, а скоростта на заваряване е 0,58cm/s.
3). Електронно бързо заваряване
За да се избегне заваряване с директен електронен лъч, θ фазата на евтектичната структура на CuAl2 се образува във връзката след заваряване и се добавя голямо количество η и фази, за да направят заваръчния метал твърд и чуплив. Ag обикновено се използва като междинен слой сплав. Образува се взаимно разтворим твърд разтвор, така че добра връзка се получава чрез заваряване с дебелина около 1 mm Ag като междинен слой.
4). Челно заваряване на мед и алуминий
①Предварителна подготовка за заваряване: a. Обработката на медно-алуминиеви заварки трябва да бъде прецизна и права по форма. b Почистете повърхността от мръсотия и оксиди. c. Отгряване на медни и алуминиеви заваръчни части (медни части при 600~650 градуса, запазване на топлината за 40~60 минути, охлаждане във вода. Алуминиеви части при 400~450 градуса, запазване на топлината за 40~60 минути, въздушно охлаждане) за намаляване на твърдостта, увеличаване на пластичността и подобряване на качеството на заварените съединения.
②Челното заваряване с флаш може да екструдира крехки интерметални съединения от съединението, причинявайки голяма пластична деформация на контактната повърхност и получаване на по-добро съединение, което е един от важните методи за заваряване на мед и алуминий.
③Пример за избор на параметри на машина за челно заваряване с пламък (използвайки тип LQ{{0}}): повърхност за челно заваряване на медни и алуминиеви заварени части 6×60mm²; дължина на удължителя Cu29mm, Al17mm; налягане на закрепване 0.44MPa; налягане на разклащане 0.29MPa; време на изстрелване 4.1s; време за разстройване на живо 1/50s; ъгъл на гърбицата 270º.
5). Заваряване чрез триене
①Заваряване с триене при ниска температура (текущ основен метод на заваряване с триене):
a Това е да се контролира температурата на повърхността на триене под температурата на евтектична точка мед-алуминий от 548 градуса, тоест да се завърши фрикционното заваряване мед-алуминий в температурния диапазон от 460~480 градуса. Този температурен диапазон е най-добрият диапазон и може да се получи задоволително заваряване на мед и алуминий. конектор. Принадлежи към полунагрято заваряване под налягане и необходимото налягане на разгъване на единица площ е по-малко от това при студено заваряване под налягане, но по-голямо от това при флаш челно заваряване.
b Пример за избор на технически параметри при нискотемпературно заваряване чрез триене: диаметър на заваряване на мед и алуминий ø10; скорост 450r/min; време на триене 6s; налягане на разгъване 392MPa; време за поддръжка 2s; 12,6 см/мин; предварително налягане за заваряване 490~588N; налягане на триене 166~196MPa.
②Високотемпературно заваряване с триене: a По време на високотемпературно заваряване с триене линейната скорост на въртене може да достигне 0.58m/s, а температурата на контактната повърхност може да достигне точката на топене на алуминия (660 градуса), което напълно надвишава температурата на медно-алуминиевата евтектика (548 градуса). При тази температура атомите на медта и алуминия претърпяват дифузионна реакция един с друг, което може да образува добра заварена връзка.
b Подготовка преди заваряване: Обработете медната челна повърхност под ъгъл от 90º; медни и алуминиеви заварки; почистете след отгряване.
c. Пример за избор на технически параметри при високотемпературно заваряване чрез триене: диаметър на заварката мед-алуминий ø10mm; скорост на въртене r/min; линейна скорост на външния пръстен 0.71m/s; опорно налягане на триене 147MPa; ъгъл на медния вал 60º.
6). Заваряване при студено налягане
Същността на заваряването при студено налягане е да се използва детайлът, който ще се заварява при стайна температура, за да се получи пластична деформация, екструдиране на оксидния филм върху контактната повърхност на детайла извън заваръчния шев, така че металните атоми между интерфейсите да достигнат разстоянието от междуатомното привличане, придружено от междуатомна дифузия, създава силна връзка между атомите. Основно подходящ за заваряване на мед и алуминий на малки и средни профили.
①Челно заваряване на мед и алуминий:
Челно студено пресоване се извършва при стайна температура без външен източник на топлина, металната структура не претърпява рекристализация и омекотяващо отгряване, якостта на съединението не е по-ниска от тази на основния метал и площта на напречното сечение на челното съединение е в диапазона от 1~1000 mm². Трансформатори, въздушни проводници и др.
b. Пример за избор на технически параметри за челно заваряване мед-алуминий чрез студено пресоване: отгряване преди заваряване; прав диаметър на заварка мед-алуминий ø10mm; всяка изпъкнала дължина на заварката: мед 10 мм, алуминий 10 мм; обсадно коване 3 пъти; налягане на разклащане 333MPa.
②Припокриване на мед и алуминий:
а) Заваряване чрез студено пресоване под формата на плоча-плоча, тел-тел, тел-плоча, фолио-тел, фолио-плоча и т.н. на медни и алуминиеви пластмасови материали, най-добрата форма на съединение е препокриване. Студеното точково заваряване може да се извърши по подобен начин на съпротивителното точково заваряване.
Формата на индентора на спойката е кръгла: d=(1~2)δ; правоъгълник: a=(1~2)δ, b=5~6a.
При многоточково заваряване разпределението трябва да е шахматно и разстоянието между центровете на заваръчните точки трябва да бъде по-голямо от 2d.
b. Пример за избор на технически параметри за студено заваряване под налягане на медна и алуминиева връзка на кулата: размер на заварката 40×4mm²; дължина на обиколката 70 мм; брой на спойките 6; диаметър на точката на натиск Al ø7, Cu ø8; обща дължина на индентора Al 30mm, Cu 55mm; Разстоянието между центъра на точката е 10 mm; налягането е 235MPa.
7). Заваряване на кондензатор за съхранение на енергия
①Заваряването с капацитивно съхранение на енергия е специална форма на съпротивително заваряване, която принадлежи към заваряването в твърда фаза. Същността на заваряването за съхранение на енергия е да съхранява енергията в определена форма предварително и след това да я освободи през заварката за много кратко време, като незабавно генерира голямо количество топлинна енергия в съединението и в същото време образува заварена съединение при бързо екструдиране. Електрическата проводимост и топлопроводимостта на медта и алуминия са много добри и при заваряване трябва да се приеме силната спецификация на висок ток и кратко време. Заваряването на кондензатор за съхранение на енергия е особено подходящо за заваряване на медни и алуминиеви проводници с малко напречно сечение. Понастоящем това е идеален метод за заваряване на медни и алуминиеви проводници, но неговите параметри на процеса могат да се регулират в тесен диапазон, така че е необходимо стриктно да се следват параметрите на процеса на заваряване преди заваряване. Изработване на висококачествени заварени съединения мед-алуминий.
②Примерен избор на параметри на процеса на заваряване на кондензатор за съхранение на енергия за медни и алуминиеви тънки проводници: диаметър на проводника Alø1,81, Cuø1,56; капацитет 8000uF; заваръчно напрежение 190~210V; дължина на удължителя Al2.5mm, Cu2.0mm; налягане на разгъване 608MPa; Сила на затягане 2650N; Коефициент на трансформация 60:1.
8). Вакуумно дифузионно заваряване
①Вакуумното дифузионно заваряване се използва главно за производство на медно-алуминиеви съединения на хладилно оборудване и енергийно оборудване. Неговите параметри на процеса се контролират много стриктно и качеството му е по-стабилно от заваряване чрез стопяване, спояване и флаш челно заваряване.
②Преди заваряване повърхността на медно-алуминиевата заварка трябва да бъде стриктно добавена, шлайфана, повторно полирана и почистена, така че линийката да бъде гладка и без никакви примеси. Медните и алуминиевите плочи се подреждат и се поставят във вакуумната камера. Факторите, които влияят на вакуумно-дифузионното заваряване на мед и алуминий са: температура на нагряване; налягане при заваряване; време на задържане; степен на вакуум; качество на повърхността на заваръчните части и др.
③Пример за избор на технически параметри на медно и алуминиево вакуумно дифузионно заваряване: когато се извършва вакуумно дифузионно заваряване на мед и ZAl2 твърда алуминиева сплав с дебелина 0.2~0.5mm, нагряването температурата е 480 ~ 500 градуса; времето на задържане е 10 минути; налягането е 4.9~9.8MPa; степента на вакуум 1,33×10－²~1×10－³Pa.
9). Запояване
①Средно и нискотемпературно спояване
A Заваряване с надраскване: изберете HL501 (Zn58Sn40Cu2), общата търговска спецификация е лят прът 5×20×350 mm³, методът на заваряване е много прост, медно-алуминиевата заварка се нагрява до около 300 градуса, без никакъв поток, опитайте се да изстържете заваряване, ако спойката не се стопи, продължете нагряването, докато спойката запълни шева след остъргване.
BM51+M51-F: Температурата на спояване на този вид спойка и флюс е много ниска при 179 градуса. Спойката не може да се нагрява директно по време на заваряване. Медно-алуминиевата заварка трябва да се нагрее и топлината на заварката се използва за разтопяване на спойката. Налични са инструменти за отопление. : Електрически поялник, пистолет за горещ въздух, пистолет за втечнен газ, керосинова горелка, бензинова горелка, кислородно-ацетиленова горелка и др.
C спояване с потапяне: спояващ добавъчен метал (Zn96~98%Pb2~4%), флюсът е колофон (C20H30O2) и безводна есенция за поръсване (съотношение по-голямо от 1), метод на заваряване: медно-алуминиево съединение, покрито с разтвор на колофонов алкохол Бързо потопете в спояващ материал при около 440 градуса за спояване.
D WE CuAl-Q303: Този заваръчен материал е медно-алуминиева заваръчна тел с флюсова сърцевина. Температурата на спояване е около 400 градуса. Има собствен прах за спояване и органичен некорозивен флюс. Прахът за спояване се топи с металната облицовка и бързо ще счупи медния и алуминиевия метал. Повърхностният оксиден филм и повърхностното напрежение на метала могат да предотвратят повторното окисление. Металната повърхност се намокря от спойката на прах, така че спойката да може да запълни целия заваръчен шев чрез капилярно действие. Операцията е проста и обикновено не е необходимо да се почиства след заваряване. .
E Представяне на други материали за заваряване: WE53+WE53-F е заваръчна тел с твърда сърцевина с флюс и температурата на спояване е около 400 градуса; XR-FC22, XR-FC0215, ER15, E9802, FR301 и др. са заваръчни телове с флюсова сърцевина, които са по-удобни за използване.
②, високотемпературно вакуумно спояване
спойка: AlSi12
b Подготовка преди заваряване: Натиснете нишковидния спояващ добавъчен метал в лист с гръбна форма с дебелина 0.5~1 mm; почистете медните, алуминиевите части за заваряване и добавъчния метал за спояване.
C Сглобяване: Използвайте плоча от неръждаема стомана за сглобяване и затягане в реда алуминий-спойка-мед и ги поставете на слоеве.
D спояване в пещта: започнете вакуумирането след влизане в пещта; когато степента на вакуум достигне 10-²Pa, стартирайте нагревателя; скоростта на нагряване е 10 ~ 20 градуса / мин, поддържайте 150 градуса за 5 минути, 350 градуса и 540 градуса за 5 минути всяка, след това непрекъснато загрявайте до 624 градуса, поддържайте температурата за 6 минути и след това охладете; охладете до под 600 градуса, изключете нагревателното устройство, охладете до под 450 градуса, напълнете с азот, за да ускорите скоростта на охлаждане, и след това отворете вратата на пещта след охлаждане до под 100 градуса.
10). Други методи за заваряване
В допълнение към горните методи за заваряване на мед и алуминий могат да се използват и експлозивно заваряване, ултразвуково заваряване и др.
