【500KV铝合金管型母线170/154】

铝镁合金管型母线及铝锰合金管母线料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀能力强，具有良好的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，造成铝合金零件焊接后因应力过于集中产生严重变形，或因为焊缝气孔、浙江金华本地夹渣、浙江金华本地未焊透等缺陷，导致焊缝金属裂纹或材质疏松，严重影响了产品质量及性能。1．铝合金材料特点铝是银白色的轻金属，具有良好的塑性、浙江金华本地较高的导电性和导热性，同时还具有抗氧化和抗腐蚀的能力。铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜，在焊缝中容易产生夹杂物，从而破坏金属的连续性和均匀性，降低其机械性能和耐腐蚀性能。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能。广毅荣铜铝批发.2．铝合金材料的焊接难点(1)极易氧化。在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm)，熔点高(约2050℃)，远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3，约为铝的1.4倍，氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、浙江金华本地夹渣、浙江金华本地未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。(2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免，氢的来源很多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、浙江金华本地焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度达到99.99％以上，但当水分含量达到20ppm时，也会出现大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80％时，焊缝就会明显出现气孔。(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍，因此，焊接铝和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。(5)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、浙江金华本地锌、浙江金华本地锰等)，在高温电弧作用下，极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降。(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，破坏了焊缝金属的成形，有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。(7)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色变化，使操作者难以掌握加热温度。3．铝合金材料焊接的工艺方法(1)焊前准备采用化学或机械方法，严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。化学清洗是使用碱或酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可除油污，具体工艺过程如下：体积分数为6％～10％的氢氧化钠溶液，在70℃左右浸泡0.5min→水洗→体积分数为15％的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→干燥。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。机械清理可采用风动或电动铣刀，还可采用刮刀、浙江金华本地锉刀等工具，对于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨氧化膜。清理好后立即施焊，如果放置时间超过4h，应重新清理。(2)确定装配间隙及定位焊间距施焊过程中，铝板受热膨胀，致使焊缝坡口间隙减少，焊前装配间隙如果留得太小，焊接过程中就会引起两板的坡口重叠，增加焊后板面不平度和变形量；相反，装配间隙过大，则施焊困难，并有烧穿的可能。合适的定位焊间距能保证所需的定位焊间隙，因此，选择合适的装配间隙及定位焊间距，是减少变形的一项有效措施。根据经验，不同板厚对接缝较合理的装配工艺参数如表2。(3)选择焊接设备目前市场上焊接产品种类较多，一般情况下宜采用交流钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的保护下，利用钨电极与工件问产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。该焊机工作时，由于交流电流的极性是在周期性的变换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波期间钨极可以发射足够的电子而又不致于过热，有利于电弧的稳定。反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面光亮美观、浙江金华本地成形良好的焊缝。(4)选择焊丝一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。(5)选取焊接方法和参数一般以左焊法进行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90°角。焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，间隙不得大于1mm，以多层焊完成。壁厚在1.5mm以下时，不开坡口，不留间隙，不加填充丝。焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm时，应采用直径为3～4mm的钨极，以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝，以1～2层焊完。 [转载需保留出处 –

　脱脂时间的延长与脱脂温度的升高对6063G铝镁合金管 管母线具有相类似的影响规律,即脱脂时间越长,合金表面出现斑点、浙江金华附近斑块腐蚀的可能性越大,斑点、浙江金华附近斑块腐蚀的影响程度也越来越深。一般脱脂时间应为3min(对200g/L的H2SO4而言),脱脂时间过短或过长都会使型材表面出现不均匀现象,为后续的阳极氧化处理留下隐患。关于脱脂时间的影响作用可从以下两方面介释:(1)脱脂液中的Cl-有扩大斑点和斑块腐蚀的趋势,而且其浓度越高,影响越甚,这种情况下,如果脱脂时间超过正常值,负面作用就更为严重；(2)随着脱脂时间的延长,合金中的微量元素会部分溶解,致使型材表面出现凹凸不平的腐蚀缺陷。2碱洗碱洗是预处理工艺中关键的步骤,碱洗剂以及添加剂,反应温度、浙江金华附近时间等不同程度地影响着铝型材的表面质量。当碱洗剂和添加剂选定之后,影响碱洗效果的因素是碱洗温度和碱洗时间。2.1温度的影响碱洗时的反应活化能约46kJ/mol,这个数值一般不随蚀洗条件的变化而改变,但反应速度却会因温度升高而加快(温度每升高10℃,速度就增加一倍)。文献研究表明:碱洗时反应温度过高会使铝型材表面产生“干涸斑点”缺陷。当碱洗温度较高时(高于70℃),碱液反应速度非常快,型材从碱洗槽移出时,会有大量的碱液附集在其表面,由于此时型材表面仍然保持较高温度,所以蚀洗速度仍然很高,残留有碱液的区域迅速干涸后出现Al2O3斑点,而且这些斑点在后续处理中很难。另外,由于碱洗温度高,反应速度快,溶解下来的Zn2＋、浙江金华附近Fe3＋亦能在较短时间内以溶解2再沉积方式进一步加剧局部腐蚀。一般碱洗温度保持在50℃左右较为合适,既能保证碱洗质量,又能防止腐蚀斑点块的发生。2.2时间的影响碱洗时间的长短对处理效果有着至关重要的作用,对于在50℃,用NaOH(50g/L)作为碱洗剂的条件下,时间一般取2min为宜。碱洗时间太短,达不到除氧化膜及活化表面的效果；时间过长,不仅增加铝的损耗量,而且有可能将潜在的缺陷扩大,造成产品报废。3水洗水洗的质量对合金的阳极氧化效果有很大影响,由酸槽、浙江金华附近碱槽带入的大量杂质离子以及较低或较高的pH值都会产生点蚀,特别是对点蚀敏感的氯离子,因其自催化作用很容易在不完整的钝化膜上产生腐蚀斑点。所以,应注意预处理过程中的水洗质量,在保证充分水洗的情况下,还要适当控制水洗液中的氯离子含量。3.1时间的影响随着水洗时间的延长,铝型材表面斑块腐蚀大大加剧,腐蚀面积也有所增大。显微镜下观察水洗试样,发现斑点腐蚀随水洗时间的变化没有明显的规律性,但斑块腐蚀受水洗时间的影响显著,即水洗时间超过正常值越多,斑块腐蚀的面积越大,颜色也更深。关于水洗时间的确定随处理工序的不同而略有差别,一般脱脂与中和工序后的水洗时间比碱洗后的稍长,但均以不超过2min为宜,以免型材表面出现斑块缺陷。另外,若水洗方式改为冲洗,便能有效地防止表面斑块腐蚀。3.2氯离子的影响研究发现,水洗液中的Cl-有诱发斑块腐蚀的作用。当水洗液中无Cl-存在时,型材表面几乎没有出现斑块腐蚀,只有零星的少量斑点腐蚀；当水洗液中加入0.1g/L的Cl-后,型材表面出现了明显的斑块腐蚀区域,但面积不大,腐蚀程度较浅；当Cl-达到0.3g/L时,型材表面出现了大量的斑块腐蚀,且呈片状连续分布。4中和碱洗过程溶解铝,但合金中许多第二相组分不能溶解,这些物质碱洗后残留于金属表面。另外,一些合金元素如Zn、浙江金华附近Si等虽溶于碱,但蚀洗时会重新积存于合金表面,所以在阳极氧化前必须进行中和,以表面残留的杂质。要想获得良好的中和效果,下面两点很重要:一是适当控制中和温度,避免因温度过高或过低出现表面缺陷；二是严格控制中和液中的Fe3＋浓度,减少因Fe3＋的氧化性引起的斑点腐蚀。4.1温度的影响温度是中和过程的重要因素,它直接影响中和反应的速度。温度过低,反应不彻底,金属表面的残留杂质很难干净,尤其在冬季作业,更应注意温差的影响；温度过高,铝的溶解速度较快,为斑点腐蚀的扩展准备了条件。一般反应温度控制在20℃较为理想,对于新配制的酸液(特别是H2SO4),应冷却到需要温度再进行中和反应。4.2 Fe3＋的影响实验结果表明,硫酸中和液中Fe3＋的存在,它在一定程度上加速了斑点腐蚀,同时还能诱发、浙江金华附近加剧斑块腐蚀的发展。当H2SO4中Fe3＋很少时,金属表面的斑点、浙江金华附近斑块腐蚀很少,反应较均匀；当H2SO4中Fe3＋的浓度达到0.1g/L时,金属表面开始出现斑点腐蚀,并且有散乱的斑块腐蚀分布；当Fe3＋的浓度提高到0.3g/L时,斑点腐蚀的数目和斑块腐蚀的面积均明显增加,型材表面质量很差。研究发现,当Fe3＋浓度很高时,H2SO4中和液的氧化性就很强(因Fe3＋的氧化性很强),致使中和过程中铝的溶解速度加剧,铝型材的表面质量较差。5结束语预处理工艺虽然是阳极氧化处理前的辅助工序,但对铝型材的表面质量有着不可低估的作用。各厂家应从自身的情况出发,制定出切实可行的预处理工艺参数,以提高铝型材的表面处理质量。 [转载需保留出处 –