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铝是轻量级的。它的重量大约是钢的三分之一。与钢相比,一立方英寸的铝重量为0.098磅/英寸,重量为0.283磅/英寸。
铝有广泛的强度特性,可热处理的铝合金的抗拉强度 可以从80Mpa到620Mpa。
铝在许多环境中提供优异的耐腐蚀性能。在铝表面形成的薄的难熔氧化物提供了一个保护屏障。
铝是一种极好的热导体。它的导热性比钢高5倍。
铝可以很好的反射辐射热,铝的表面光洁度经常被用来利用这一特性。
铝在各种合金成分中广泛应用于挤压成形或锻造板材。
铝是一种广泛使用的压铸基材料。
对于焊接来说,焊接铝的一个重要的考虑因素是它的导热性。这一特性有一个重要的方面:为了补偿高导热率,铝需要使用更高的能量模式来进行熔滴过渡。轴向喷射和脉冲喷射是两种推荐的铝熔滴过渡。低能量形式的熔滴过渡,如短路过渡,通常会导致不完全的熔合缺陷。
2. 存贮在焊接之前, 铝和铝丝的不正确贮存使得焊接的准备更加昂贵。最坏的情况下, 它会导致焊缝质量不足。
众所周知, 所有的铝合金在接触空气后立即形成氧化物涂层。这种涂层非常薄, 大约100-150 埃 (百万分之一厘米) 厚。因为它太薄了, 肉眼看不到。当储存在环境温度和相对湿度为70% 或以下时, 氧化物厚度会非常缓慢地增加。可以安全地说, 在这些条件下储存的铝和铝丝将可用于几年。另外, 反向极性电弧倾向于剥离氧化物。因此, 如果铝是储存在一个干燥地区, 氧化物去除之前, 焊接将是非常容易或不必要的。
然而, 如果铝是93°C温度以上和/或非常高的湿度水平, 氧化层的厚度可以迅速增加。因此, 建议下列准则:
»曾经变湿的铝丝应该报废。纸箱内的纸板箱已经变成湿的里面应该丢弃。
»如果可能的话, 铝丝应该储存在原包装盒和任何塑料内袋。
» 存储在一个封闭的内阁, 加热到大约 20°F (-6) 以上的环境温度, 以减少相对湿度。这可以做简单的安装一个个低功率灯泡内的箱子让灯泡常亮保温。
»不使用两 (2) 天或更多的电线应该从送丝器上卸下, 回到原来的包装上, 并妥善保存
按照上述建议存储的铝丝将可用, 性能不会下降, 至少有两 (2) 年。比这更早的铝丝线应该被丢弃。
铝板上的氧化物可以通过钢丝刷、打磨、研磨或化学腐蚀去除;但是,请注意适当的储存将防止氧化物的形成。铝应该在干燥的环境中储存。
如果储存在外面, 它应该被安全地覆盖以保持干燥。在任何情况下, 它都不应该两张板材叠放。这将使水通过毛细作用进入两块板材之间。如果发生这种情况, 厚的水合氧化非常快地在板材表面形成, 使它很难撬开两张铝板。
3. 焊接前准备即使是最坚硬的铝合金也比高速钢或硬质合金刀具更软。虽然有专门的工具可以切割铝,但铝可以很容易地用圆锯、径向锯等来切割。最后的准备工作可以用木工铣刀安装在管道或管道上。一般的规则是:“如果它切割木头,它就会切割铝。”
焊接准备的机械方法如下:
3.1 机加工
可以使用各种工具进行焊接准备工作。铣削机、床刨床和刨床通常使用硬质合金刀具。建议任何机械加工都要干燥。没有任何切割润滑剂。润滑油要么是石油(碳氢化合物),要么是水基。如果使用润滑油,则在焊接前必须除去残留物。如果不去除,就会导致过度的孔隙度。
3.2锯加工
带和圆锯通常用于焊接准备。比切割钢材时, 需要更高的刀片速度和更粗的齿。推荐的刀片表面速度圆锯是8000sfpm和带锯是 5000 sfpm 。带锯条的每英寸不应超过4刀刃。如果使用圆锯, 切割质量足够好,带锯通常留下粗糙的表面, 必须打磨或研磨
3.4 砂轮机和砂光机
过去不鼓励使用砂轮机和砂光机来形成焊缝, 因为圆盘中的有机粘合剂往往留下有机残渣, 导致焊缝孔隙。今天, 有许多研磨和打磨光盘专门为铝制定。这些可为铝的焊缝制备提供优异的效果。
3.5剪切
剪切是非常有用的切割板或板的大小, 但边缘质量是很少可以接受的焊接。这是相对粗糙, 有许多缝隙, 可以捕获油, 油脂等。建议您在剪切后通过加工、打磨或打磨来平滑边缘。
3.6刨槽机和合金旋转锉
你可以使用刨槽机进行维修和清根。如果使用空气驱动的刨槽机,请确保在施工时保持干燥,以防止水分进入工件。当使用维修工作或清根时,确保材料根部清理到优质金属层
3.7水切割
水射流切割利用高压水加上磨料来加工。水压力可以达到每平方英寸100公里(ksi),而水的速度可以达到3马赫或2283英里每小时。温度仅达到195华氏度,这使得铝可以被切割而不会产生溶解裂纹。这一过程可以切割230mm的铝材,然而,这一过程存在局限性。切割速度相对较慢,尤其是与等离子弧切割相比。例如,在板厚38mm的材料上采用600Mpa的水压力来进行高质量的切割,切割速度可能慢到每分钟100mm,。此外,水射流切割系统通常都是昂贵的,而且是不可移植的。
3.8 热切割技术
虽然使用氧燃料切割设备不能切割铝,但它可以很容易的使用等离子和激光切割设备切割。热可治的合金容易形成微裂纹,由于溶解裂纹,可以从切边延伸至8/8英寸。(3.2毫米)。因此,在焊接之前,可以用激光或等离子切割边缘的热可处理的合金来去除边缘。
3.9.1等离子切割
你可以加工38mm, 切割质量可以接受。使用400A电源,其行程速度为每分钟850mm/min。
3.9.2激光切割
由于铝的高反射率和高导电性,激光切割不像其他制备方法那样有效;因此,在切割铝时,固体激光切割是最好的结果。这个过程通常仅限于3/8的材料。(9.5毫米)厚。
4.焊接预清理焊接准备成型后,必须在焊接接头合适之前进行清洗。清洁是去除所有的污染物。这些污染物如下:
(1)油和油脂
去除油脂和油脂可以用多种方式进行。首先,你可以用一种有脱脂溶剂的干净的抹布擦拭。这个方法是有效的;然而,由于环境问题,许多溶剂的使用在最近几次被严重限制。其次,温和的碱性溶液是很好的脱脂剂。脱脂的部分可以喷上这些溶液或浸入装有它们的容器中。由于这些清洁剂通常是水的,所以在脱脂后彻底干燥是很重要的。第三,你可以使用酸洗液来清洗铝。这些通常是有效的。但是,所有的都是酸性的,有些含有氢氟酸,所以你在使用和丢弃它们时一定要小心。同样,由于这些溶液含有水,所以在焊接之前必须彻底干燥。
(2)多余的氧化物
一旦你除去了油和油脂,你就可以用几种方法除去氧化物。最常用的方法是使用不锈钢丝刷。刷刷应该是干净的,而不是用在铝以外的材料上。刷毛应该是相对灵活的,用在轻压上,以避免不必要的粗糙的铝表面。
你也可以通过将部分浸泡在一个强碱性溶液中去除氧化物。然而,这些溶液具有腐蚀性,可以腐蚀铝的表面;因此,一定要非常小心。
在某些行业,特别是航空航天工业,在联合装配之前就完成了最后的氧化物清除。这是通过机械地拆卸使用钢刮刀(与木工的相同)或通过绘图来完成的。一旦清洗完成,关节就会尽快地结合在一起。这是一种有效的氧化物去除方法。
不可用砂布 砂轮来清理,因为有沙粒粘合剂,如果被压入母材,易造成污染,
然而,这是一种耗费时间、成本高昂且主要用于对高质量的需求超过额外成本的行业。
一种综合的手法是:
化学方法采用的作法是:一般包括两个步骤:脱脂去油和除氧化膜。常使用的清洗溶液配方及处理方法如表所示:
作用
配方
处理方法
脱脂去油
Na3PO4 50g
Na2CO3 50g
Na2SiO3 50g
H2O 1000g
在60℃溶液中浸泡5~8min,然后在30℃热水中冲洗用干净的步擦干。
清除氧化膜
NaOH(除氧化膜)
HNO3(光化处理)
50~60℃NaOH中浸泡,用冷水冲洗。然后在HNO3中浸泡,最后在50~60℃热水中冲洗,放在100~110℃干燥箱中烘干。
5.焊层间清理焊缝表面通常有氧化物和焊缝的“污迹”。这种灰色的黑色斑点是由氧化铝和氧化镁组成的。我们建议你在另一个焊道之前,先把黑粉和氧化物除去;否则,它们会导致未熔合缺陷。
清除这些氧化物最简单的方法是使用钢丝刷,无论是手动还是电动。钢丝刷应该是干净的,只用在铝上。它应该是灵活的,并且在光压力下使用。
6 背面清根
在进行双面焊接时,有必要将背面的金属去掉,然后再将背面焊接起来。如果你忽视了这一点,并且在没有准备的情况下做了背面焊缝,就会导致未熔合缺陷。通常的几何形状是一个V的准备,包括一个60个角和一个3.2毫米圆弧钝边。有很多方法来进行这种清根行为:等离子弧清根 , 砂轮机清根 , 机加工 , 气动凿子。
(文章来源:期刊翻译整理,有不当之处留言修正)