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關(guān)于鋁制母線槽的材料特性與焊接

發(fā)布時(shí)間:2021-10-06 08:48:44 | 點(diǎn)擊:1866   

1鋁制母線槽的材料功能

鋁是銀白色的輕金屬,密度只要鐵的1/3,為2.7g/cm';導(dǎo)熱和導(dǎo)電功能杰出,導(dǎo)電率僅次于金、銀、銅。導(dǎo)電功能是銅的60%。可塑性較好,強(qiáng)度不高。其機(jī)械功能:抗拉強(qiáng)度為80~100MPa;硬度為HB25~HB30;延伸率為35%~40%。

鋁材通過(guò)冷加工變形后,強(qiáng)度增高,塑性下降。因而,鋁可以通過(guò)冷作硬化來(lái)進(jìn)步其強(qiáng)度。硬化后的鋁,在250℃~300℃溫度下,因?yàn)樵俳Y(jié)晶,使硬化消除。

鋁是化學(xué)性質(zhì)生動(dòng)的金屬,與空氣觸摸時(shí)生成細(xì)密堅(jiān)固的氧化鋁膜,然后維護(hù)母線槽不被持續(xù)氧化。鋁在濃硝酸中因外表被鈍化而非常穩(wěn)定,但對(duì)堿類和帶有氯離子的鹽類,其抗腐蝕功能較差。


鋁制母線槽的焊接功能

(1)金屬鋁不論是固態(tài)或液態(tài)都極易產(chǎn)生氧化然后生成一層三氧化二鋁的氧化膜,氧化膜厚度不高可是其熔點(diǎn)較高,約為2050℃。當(dāng)氣焊鋁時(shí),假如不必氣劑.很明顯地可看見外表一層黑色皺皮,若將熔化絲滴在上面,就像水珠在荷葉上相同,無(wú)法與之相熔合。而且氧化鋁密度大于母線槽的鋁材,沉入焊縫后造成火渣。因而,焊接鋁制母線槽時(shí)必須避免鋁的持續(xù)氧化,對(duì)母線槽現(xiàn)已生成的氧化鋁需不斷給予清除。

(2)母線槽的鋁材從固體到液體的升溫過(guò)程中不會(huì)有顏色改變,因而添加了工藝上操控溫度的困難。操控稍為不當(dāng),接頭就會(huì)整個(gè)塌落下來(lái)。因而,鋁制母線槽的焊接,比其他原料的更為困難。

(3)鋁母線槽的外殼導(dǎo)熱功能好,需求較大的焊接熱量才干熔化。因而,一般要求對(duì)焊件預(yù)熱,并選用強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn),但這樣會(huì)惡化了焊接工藝條件。

(4)冷作硬化的鋁通過(guò)焊接回?zé)岷髸?huì)軟化,并使晶粒長(zhǎng)大。溫度越高.停留時(shí)間越長(zhǎng),晶粒長(zhǎng)大的傾向越嚴(yán)重。其結(jié)果使接頭強(qiáng)度下降,還會(huì)使晶界上產(chǎn)生氧化.過(guò)燒,引起脆斷。

(5)鋁材在液態(tài)時(shí)許多溶解氫,其溶解度隨溫度的升高而添加。焊接時(shí)因溶池冷卻很快,氫氣來(lái)不及從焊縫中逸出,構(gòu)成氣孔。當(dāng)氣劑,焊絲含有水分時(shí),生成氣孔愈加靈敏。3焊接辦法的挑選

其實(shí)可用于鋁制母線槽的焊鋁辦法有許多,在熔化焊接領(lǐng)域中,普遍選用的有氣焊、碳弧焊、氬弧焊等。


1氣焊

用氧-乙炔火焰焊接鋁材有以下主要長(zhǎng)處:設(shè)備簡(jiǎn)略,使用方便,熱量易于調(diào)節(jié),適應(yīng)性強(qiáng),可焊大小不等的焊件。缺點(diǎn)是:熱量不會(huì)集,焊件較大時(shí),加熱時(shí)間長(zhǎng),熱影響區(qū)大;火焰中常混有水分,易出現(xiàn)氣孔;焊接時(shí)需用氣劑來(lái)清除氧化膜,焊后殘存的溶渣對(duì)鋁有激烈的腐蝕效果,這使清洗工藝復(fù)雜化。

2碳弧焊

碳弧焊是一種比較原始的焊接辦法,屬于無(wú)維護(hù)明弧焊接。與氣焊比較,具有熱量會(huì)集,焊接速度快,熱影響區(qū)小,焊接質(zhì)量較好等長(zhǎng)處。所用的焊絲,氣劑和氣焊相同。因?yàn)殡娀〉母邷丶訜幔话阆鄬?duì)中,小厚度焊件可不開坡口,在焊件不和用墊板,適用于平焊。

墊板材料可用鋼板,石棉板、耐火磚、銅板、炭精板、石墨板等。其中石墨板的強(qiáng)度.導(dǎo)熱、水分蒸發(fā)等技能條件比其它材料好。墊板和焊件相觸摸一面,刻一條小槽,使焊縫達(dá)到單面焊雙面成形的意圖。

碳弧焊用的電極,有干電池炭棒,電機(jī)炭刷,炭精棒,電爐煉鋼炭棒,石墨棒等。其中石墨電極在電阻,氧化、含灰等方面都較好,僅強(qiáng)度稍差一點(diǎn),在使用上加以注意即可。電極點(diǎn)部應(yīng)加工成20°~30°錐體,有利于電子發(fā)射和電弧操控。

3氫弧焊

氬弧焊焊鋁與氣焊比較,具有熱量會(huì)集,焊接質(zhì)量好、焊件變形小,不必氣劑,功率高等長(zhǎng)處;與碳弧焊比較,具有質(zhì)量高,不必氣劑,能進(jìn)行全位置焊接,特別適合在安裝條件下應(yīng)用等長(zhǎng)處。氬弧焊有氬氣的維護(hù)效果和氬離子對(duì)氧化鋁膜的“陰極霧化"效果,焊接時(shí)不必氣劑,這就避免了焊后殘?jiān)鼘?duì)母線槽接頭的腐蝕.一起接頭的構(gòu)成方式也不受限制。氬氣流對(duì)焊接區(qū)域的沖刷,使焊接接頭顯著冷卻,然后改善了接頭的安排功能,并削減焊件的變形。

綜上三種辦法的優(yōu)缺點(diǎn),從成本和工期方面考慮,在這挑選碳弧焊來(lái)焊接鋁母線槽。


1焊接電源

因?yàn)殇X制母線槽的導(dǎo)熱系數(shù)大,傳熱快,要求焊接時(shí)電弧的溫度要高,熱量充足(電弧要長(zhǎng)),施工時(shí)選用兩臺(tái)直流焊機(jī),串聯(lián)連接保證電弧的溫度,如圖2。

2焊前的準(zhǔn)備

2.1焊鉗的準(zhǔn)備

由于焊接時(shí)電弧長(zhǎng),溫度較高,焊工操作時(shí)要盡可能的遠(yuǎn)離工件,因此特制一把專用焊鉗,如圖3。

2.2墊板的準(zhǔn)備

用600mmx500mm×40mm的石墨板作墊板,在墊板中間刻15mm寬,5mm深的溝槽,見圖4。

2.3電極的準(zhǔn)備

碳弧焊用電極選用石墨板加工面成,一端磨成20°~30的錐體,另一端加工成$38mm的圓頭。

2.4焊絲的準(zhǔn)備

焊絲直接選用裁料后的鋁母線加工成20mm×20mm×1000mm的小條,與母材同原料。


3鋁制母線槽的焊接工藝

電源采用直流正接,長(zhǎng)弧焊接。電弧長(zhǎng)度一般維持在200~300mm之間。若電弧過(guò)短,則在弧區(qū)內(nèi)充滿電極揮發(fā)物,對(duì)焊接質(zhì)量晦氣;相反電弧太長(zhǎng),則簡(jiǎn)單產(chǎn)生弧偏吹。

(1)焊件和焊絲在焊前兩小時(shí)內(nèi)用10%的氫氧化鈉溶液浸漬處理,除掉氧化物(或用機(jī)械方法鏟除),然后涂上氣劑401,在空氣中干燥。

(2)對(duì)口不開坡口,留8mm空隙。

(3)電流調(diào)理到500A左右。

(4) 在始端石墨擋板上引弧,然后將電弧迅速引進(jìn)對(duì)口上進(jìn)行預(yù)熱;收弧時(shí)也同樣引至結(jié)尾石墨擋板上熄滅。

(5)用電弧沿對(duì)口預(yù)熱,到達(dá)熔化狀況,對(duì)口上部呈塌落狀況時(shí),即可加焊絲進(jìn)行焊接。

(6)焊接時(shí)電極應(yīng)盡量堅(jiān)持垂直,偏斜度不小于70°,對(duì)口兩側(cè)應(yīng)均勻受熱。

(7)焊接過(guò)程中焊絲深入焊縫2~3mm,不能抽出。電極與焊絲間堅(jiān)持10~20mm距離。一條焊縫,一次焊完,半途斷弧,可從反方向繼續(xù)施焊,在斷弧處相接。

(8)焊工施焊時(shí),焊工頭戴面罩,一手拿焊絲一手拿石墨碳棒,不斷地將現(xiàn)已生成的氧化鋁清出熔池。

(9)焊完后不宜當(dāng)即移動(dòng),待母線槽冷卻后再進(jìn)行清洗。

母線槽焊接質(zhì)量的檢查

正式焊接前需要進(jìn)行試件的試焊,按上述工藝焊接后將焊縫沿縱向切開檢查無(wú)夾渣氣孔,滿足了焊接質(zhì)量的要求。正式焊接后對(duì)每條焊縫檢查,母線槽外表無(wú)氣孔、裂紋,夾渣,焊縫外表平坦光滑。

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