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铝制换热器脉冲MIG 焊应用分析点击：1786 日期：[ 2014-04-26 22:43:04 ] |
| 周剑,杨申峰 关键词:MIG焊;脉冲;铝制换热器;试验与分析 1 铝制换热器TIG焊存在的主要问题 换热器芯体材料为3 003 ,封头体材料大多为5083。芯体与封头TIG焊坡口形式及尺寸如图1 所示。从长期的生产情况看,TIG焊主要存在以下问题: (1) 封头与芯体装配前在芯体侧待焊处必须先进行堆焊(见图1) ,堆焊可以得到尽可能大的熔深,减少或消除钎缝泄漏现象,同时为后序装配焊接提供良好的基础。采用TIG焊,对堆焊高度有一定要求(与通道的压力和工况有关) ,通常须堆焊2～3 层。 (2) TIG焊焊接电流较大时,钨极端部易形成熔滴,影响电弧稳定性,必须使待焊表面处于水平位置。因此,产品的设计长度受厂房高度的限制,无法完全依据产品的换热效率和制造成本来设计;细长的换热器必须直立起来堆焊,焊工作业高度越高,危险性越大;延长了产品的生产周期。 (3) TIG 焊能耗大,效率低。如TIG 焊需500 A 电流,MIG焊只需270 A ;TIG焊必须带水冷系统,焊接速度只有MIG焊的50%。 (4) TIG焊电流密度较小,电弧不集中,因此熔池深度小,常常导致与堆焊焊缝相交的钎缝在产品试压时泄漏。 (5) 铝制换热器产品热容量大,散热快,采用TIG焊时焊接电流常需要500 A ,经常出现焊机线圈烧坏的现象。 2 脉冲MIG焊的工艺特点 (1) 具有较宽的电流调节范围 脉冲MIG焊由于可在平均电流小于临界电流值的条件下获得射流过渡,因而同一种直径焊丝,随着脉冲频率的变化,能在高至几百安培低至几十安培的电流范围稳定地进行焊接。既能焊接厚板,又能焊接薄板,尤其可以使用粗焊丝来焊接薄板,这给工艺上带来很大方便。粗丝的表面积与体积比减小,使产生气孔的倾向减小。 (2) 有利于实现全位置焊 采用脉冲电流,可用较小的平均电流进行焊接,因而熔池体积小,熔滴过渡和熔池金属的加热是间歇性的,不易发生淌流,可顺利完成横焊、立焊。 (3) 可有效地控制热输入量改善 接头性能采用脉冲电弧,既可得到较大的熔深(因脉冲电流幅值大) ,又可控制总的平均焊接电流在较低的水平。焊缝金属和近缝区金属过热都比较小,从而使焊接接头具有良好的韧性,并减小了产生裂纹的倾向。 3 脉冲MIG焊试验 选用奥地利FRON IUS TPS450 智能型焊机和直径为116 mm 的ER5183 焊丝,在20 mm 板上进行立焊位置、横焊位置的堆焊。试验结果如下: (1)立向堆焊效果极佳,焊道表面光洁圆滑,焊缝余高7～8 mm ,焊缝宽度11～12 mm ,无高低不平和咬边现象。横焊位置的堆焊焊缝上侧无咬边现象,但有下挂倾向。 (2) 试板中部横焊电流为150 A ,立焊电流为160 A ;试板边缘立焊电流为125 A ,焊缝成形几乎同手工TIG水平堆焊效果一样。所有施焊过程,电弧稳定,无飞溅。 用8 mm 板在20 mm 板上堆焊处模拟封头与芯体的接头,然后用脉冲MIG焊进行横向和立向焊接,整个过程焊缝成形完全可控制,即使坡口间隙较大也没有发生垫板被击穿的现象。 另然,采用112 mm 直径的焊丝进行各种位置的试焊,焊接参数可一直调节到能焊112 mm 厚铝合金板,对焊接位置的适应性比采用直径116 mm 焊丝还好,焊接过程无飞溅。 4 结论 (1)脉冲MIG焊对焊接位置的适应性强。采用这一工艺,产品将无需直立,不仅降低了对厂房高度和起吊设备吨位的要求以及生产中存在的事故隐患, 而且大大缩短生产周期。在封头与芯体的焊接过程中,不必采取水平位置。 (2)脉冲MIG焊真正做到了焊接热输入量的精确控制。 (3) 脉冲MIG 焊, 在焊接对象相同的情况下, 焊接电流比MIG 焊减小40 % , 比TIG 焊减小70 % , 而焊接效率比TIG 焊提高一倍以上; 在无水冷却系统情况下正常施焊; 可在只堆焊一层的情况下保证接头根部焊透。因此,焊接成本大大降低。 |
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