前言 隨著近年來帶鍍層的板材(如鍍鋅板)在工業中應用增多，鍍鋅板和鋁、鎂一同作為最具前景的材料而越來越被人們所重視。 然而，鍍鋅板材如何有效的焊接一直困擾著工程技術人員，因為鋅的熔點約為420℃,揮發溫度908℃,普通熔焊的高溫電弧(約3000～4000℃)必然促使大量的鋅蒸發,從而導致各種焊接缺陷,並破壞了鋅層的抗腐蝕功能。現在，這些問題已成為過去，這得感謝FRONIUS公司研製的創新技術——MIG電弧釺焊。 MIG電弧釺焊從某種意義上說也屬於熔化極氣體保護焊(MAG)。它採用低熔點的銅基焊絲代替碳鋼焊絲，焊接時熱輸入量低，母材不會熔化，同時鋅的蒸發降致最低，提高了焊縫的抗腐蝕性能(銅基焊縫也耐腐蝕)。從而確保了鍍鋅板更好更有效的焊接。 MIG電弧釺焊在工業實際應用中已取得巨大的成功，許多汽車製造業都越來越多的應用銅基焊絲生產重要部件。近來，MIG釺焊還用來焊接非鍍層板(如合金鋼、非合金鋼、不鏽鋼、銅)，同樣獲得良好的效果。 本文從焊接電弧、焊機、焊絲、送絲機、焊槍傾角及焊接結果的比較等方面對MIG電弧釺焊作了綜合的闡述。 概述 隨著現代工業的發展，應用抗腐蝕鍍層板材的領域越來越廣。在眾多的鋼鐵防腐方法中，鍍鋅是一種非常有效且便宜的方法。 當然也可以將機械零件加工好以後在其表面鍍鋅來防腐蝕，然而這要求工件在鍍鋅前必須嚴格清洗和仔細包裝，而另一種可行方法是用預處理過(即已鍍鋅)的板材來製造工件。這些預處理板材可以通過電鍍或熱浸鍍生產。鍍鋅層的厚度在1～20μm之間,取決於所採用的生產工藝方法。 大量鍍鋅薄板材用於汽車製造、冷藏箱、建築業、通風和供熱設施以及傢具製造等領域。鍍鋅成為重要的鋼鐵防腐方法，不僅僅是因為鋅可在鋼鐵表面形成緻密的保護層，還因為鋅具有陰極保護效果，當鍍鋅層破損，它仍能通過陰極保護作用來防止鐵質母材腐蝕，這種保護效果可延伸到1～2mm無保護層的區域，因此鍍鋅可以有效地保護到板材的切口和冷加工造成的微裂紋以及近焊縫的鋅燒損區，防止從這裡開始生鏽。 金屬材料的物理性能表材料熔點沸點鋅420℃908℃鋼1300℃--- CuSi3 950℃--- 鋅的熔點約為420℃，揮發溫度為908℃,這不利於焊接，當電弧剛一引燃就揮發了。鋅的揮發和氧化會導致氣孔、未熔合及裂紋甚至影響電弧穩定性，因此焊接鍍鋅板材最好的方法是減少熱輸入量。 一種可行的方法是用釺焊材料來焊接鍍鋅板，最常用的這類焊絲是銅硅合金(如CuSi3)和銅鋁合金。由於這些焊絲中銅的含量高，熔點相對降低(大約1000℃～1080℃，由合金成份決定)，這時母材還未熔化，這樣的接頭實際上是釺焊接頭。 通常推薦使用的保護氣是氬氣，然而實驗證明CuSi3也可用含少量氧氣或二氧化碳的混合氣體作保護氣，這樣電弧的穩定性更好。 填充金屬用MIG電弧釺焊有以下優點： 1)焊縫無腐蝕 電源：TPS4000焊絲：CuSi3φ1.0mm 保護氣：100%氬氣焊接速度：40mm/min 焊接電流：112A 焊接電壓：15.2V 送絲速度:7.4m/min 2)飛濺很少3)鍍鋅層燒損少4)熱輸入量低5)焊縫易機械加工6)近縫區可受到陰極保護 下列銅合金可作為MIG電弧釺焊鍍鋅板材的焊絲：●A202M：SG-CuSi3 (材料號2.1461) ●A207M:SG-CuSi2Mn (材料號2.522)非標準●A2115/8M:SG-CuAL8 (材料號2.0921) 實際工作中,CuSi3焊絲應用最廣泛。它的優點是焊縫硬度低，焊后機加工容易。焊絲的流動性能很大程度上取決於硅的含量，硅含量越高，熔池流動性更好，這可以滿足小間隙的接頭。 A207M焊絲也可以用來焊接鍍鋅板，焊絲中含1%Mn成份主要是提高焊縫的硬度，焊后焊縫加工相對困難些。這種焊絲主要用在焊后無需處理的場合。 CuAL8焊絲主要用來焊接包鋁板鋼材。此外很多其它銅合金也可作釺焊焊絲： ●A216M:SG-CuAL8Ni2 ●A200SM:SG-CuSn ●A203/6M:SG-CuSn6 短路過渡和噴射過渡 厚的鍍鋅層(15um以上)在焊接時會產生大量鋅蒸汽，影響焊接的穩定性，因此最好採用短弧的短路過渡或噴射過渡，短的弧長可使電弧更加穩定。基於以上原因，對焊接電源及其控制特性就有很嚴格的要求。 脈衝電弧 在富氬保護氣環境焊接時，通過選擇合適的基值和峰值電流參數可以控制短路過渡，選擇到最佳的參數時，恰好每個脈衝使一粒金屬熔滴從焊絲上脫離，Fronius公司研究發現對於不同的填充金屬和保護氣體必須有不同的脈衝波形。為了盡量減少鍍鋅的揮發，必須採用低能量的MIG電弧釺焊，這就要求電源在低功率下能堤供特別穩定的電弧。如果有很靈敏的弧長反饋控制，就可在很低的基值電流下保持穩定的短弧。總之，低的熱輸入量可減少鋅的揮發，因而降低了氣孔率，提高接頭強度，也有利於焊縫的機械加工(如打磨)。當焊絲干伸長(導電咀與電弧之間的焊絲長度)發生變化時，應該不產生飛濺，這就要求在干伸長發生變化的過程中確保控制住金屬過渡形式為「每個脈衝過渡一個熔滴」。 | |
