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?不同焊接方法焊接異種金屬時(shí)的特點(diǎn)
大多數(shù)焊接方法都可用于異種金屬的焊接,但在選擇焊接方法及制定工藝措施時(shí),仍應(yīng)考慮異種金屬焊接時(shí)的特點(diǎn)。根據(jù)母材和焊接接頭不同的要求,熔焊、壓焊及其他焊接方法在異種金屬焊接中都有所應(yīng)用,但也都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
1.熔焊
異種金屬焊接中應(yīng)用較多的是熔焊方法,常用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。為了減少稀釋,降低熔合比或控制不同金屬母材的熔化量,通常可選用熱源能量密度較高的電子束焊、激光焊等離子弧焊等方法。在2017年4月,國(guó)家工信部在印發(fā)的新《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中還提到,2020年新能源汽車產(chǎn)銷量要達(dá)到200萬輛,力爭(zhēng)2025年新能源汽車占汽車產(chǎn)銷20%以上。
為了減小熔深,可以采取間接電弧、擺動(dòng)焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。但無論如何,只要是熔焊,總有部分母材熔入焊縫而引起稀釋,另外,還會(huì)形成諸如金屬間化合物、共晶體等。為了減輕這類不利影響,必須控制和縮短金屬在液態(tài)或高溫固態(tài)下的停留時(shí)間。與熔焊相比,在焊接異種金屬接頭時(shí)壓焊具有一定的優(yōu)越性,只要接頭形式允許,焊接質(zhì)量又能滿足要求,采用壓焊往往是比較合理的選擇。
然而,盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進(jìn)和完善,卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時(shí)的問題,因?yàn)榻饘俜N類繁多,性能要求又多種多樣,接頭形式又各不相同,許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來解決特定的異種金屬接頭的焊接問題。
2.壓焊
大多數(shù)壓焊方法都只將被焊金屬加熱至塑性狀態(tài)或甚至不加熱,而以施加一定的壓力為基本特征。與熔焊相比,在焊接異種金屬接頭時(shí)壓焊具有一定的優(yōu)越性,只要接頭形式允許,焊接質(zhì)量又能滿足要求,采用壓焊往往是比較合理的選擇。
壓焊時(shí),異種金屬交界表面可以熔化,也可以不熔化,但由于有壓力的作用,即使表面有熔化金屬存在,也會(huì)被擠壓而排出(如閃光焊和摩擦焊),只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬(如點(diǎn)焊)。
壓焊由于不加熱或加熱溫度低,可以減輕或避免熱循環(huán)對(duì)母材金屬性能的不利影響,防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。某些形式的壓焊甚至能將已產(chǎn)生的金屬間化合物從接頭中擠壓出去。此外,壓焊時(shí)也不存在因稀釋而引起的焊縫金屬性能變化問題。
不過,大多數(shù)壓焊方法對(duì)接頭形式是有一定要求的,例如點(diǎn)焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭;摩擦焊時(shí)至少有一個(gè)工件必須具有旋轉(zhuǎn)體的截面。壓焊設(shè)備目前也還不普及。這些無疑地都限制了壓焊的應(yīng)用范圍。
3.其他
除熔焊和壓焊外,還有一些可以用于異種金屬焊接的方法。例如釬焊就是釬料與母材之間的異種金屬焊接方法,不過這里所討論的則是較特殊的釬焊方法。
有一種方法稱作熔焊——釬焊,即對(duì)異種金屬接頭中低熔點(diǎn)母材一側(cè)為熔焊,對(duì)高熔點(diǎn)母材—側(cè)為釬焊。而且通常是以低熔點(diǎn)母材相同的金屬為釬料。因此,釬料與低熔點(diǎn)母材之間就是同種金屬的熔焊過程,不存在特殊困難。釬料與高熔點(diǎn)母材之間則是釬焊過程,母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶,可以避免許多焊接性方面的問題,但要求釬料對(duì)母材能良好潤(rùn)濕。振動(dòng)通過焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化,振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面時(shí)停止,短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵,整個(gè)周期通常是不到一秒種便完成,但是其焊接強(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料。
另一種方法稱作共晶釬焊或共晶擴(kuò)散釬焊。這是將異種金屬接觸表面加熱到一定溫度,使兩種金屬在接觸表面處形成低熔點(diǎn)的共晶體,該低熔點(diǎn)共晶體在此溫度下呈液態(tài),實(shí)質(zhì)上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。
當(dāng)然,這要求兩種金屬之間能夠形成低熔點(diǎn)的共晶體。異種金屬擴(kuò)散焊時(shí)加入中間層材料,在很低壓力下加熱使中間層材料熔化,或與被焊金屬接觸形成低熔點(diǎn)共晶體,此時(shí)形成的薄層液體,經(jīng)一定時(shí)間的保溫過程,使中間層材料全部擴(kuò)散到母材中并均勻化,就能形成沒有中間材料的異種金屬接頭。壓焊時(shí),異種金屬交界表面可以熔化,也可以不熔化,但由于有壓力的作用,即使表面有熔化金屬存在,也會(huì)被擠壓而排出(如閃光焊和摩擦焊),只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬(如點(diǎn)焊)。
這類方法在焊接過程中都會(huì)出現(xiàn)少量液態(tài)金屬。因而又被稱作液相過渡焊,他們的共同特點(diǎn)就是接頭中不存在鑄造組織。
超聲波塑料焊接機(jī)結(jié)構(gòu)組成
1 超聲波發(fā)生器
超聲波發(fā)生器的作用是將工頻(50 Hz 或60 Hz)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槌曨l電壓。微處理器經(jīng)由用戶界面控制焊接循環(huán)和反饋關(guān)鍵焊接信息給用戶。用戶界面也允許操作人員輸入所需的焊接參數(shù)。2 焊接套件 (welding stack)/ 聲能系統(tǒng)焊接套件提供超聲機(jī)械振動(dòng),一般由換能器、變幅桿、焊頭三部分組成,在變幅桿中部固定在焊接壓力機(jī)上。焊接套件是有點(diǎn)類似音叉的諧振器。焊接套件的諧振頻率必須緊密匹配來自發(fā)生器的電信號(hào)的頻率(相差少于 30 Hz)。在實(shí)際生產(chǎn)操作中,如果產(chǎn)品在超聲波焊接后出現(xiàn)錯(cuò)位怎么辦,可以通過以下方法進(jìn)行改進(jìn):1、減少焊接壓力。
臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī),熱鉚焊接機(jī),熱板焊接機(jī),多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī),以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。
通過外加熱源軟化的焊接技術(shù)
1、熱板焊接
熱板焊接是用平面電熱板將需焊接的兩平面熔融軟化后迅速移去電熱板、合并兩平面并加力至冷卻的一種焊接方式,適用于超聲波難熔的非回轉(zhuǎn)工件或大型塑料工件的熔接,這種方法焊接強(qiáng)度高,焊接部件的形狀設(shè)計(jì)相對(duì)來說比較容易,例如汽車水箱、汽車工具箱、汽車組合燈、洗衣機(jī)平衡環(huán)等產(chǎn)品。通常定位設(shè)計(jì)為直口形、凸凹形、雙V型槽形、加強(qiáng)肋形或直口內(nèi)的定位銷結(jié)構(gòu)。
2、熱風(fēng)焊接
當(dāng)熱風(fēng)氣流直接吹向接縫區(qū)時(shí),與母材同材質(zhì)的填充焊絲和接縫區(qū)被熔化,填充材料與被焊塑料熔化在一起而形成焊縫。這種焊接方法的優(yōu)點(diǎn)是焊接設(shè)備輕巧易攜帶,但對(duì)操作者的焊接技能要求比較高。
3、熱棒和脈沖焊接
這兩項(xiàng)技術(shù)主要用在厚度較小的塑料薄膜的焊接。并且這兩種方法相似,都是將兩片薄膜緊壓在一起,利用熱棒或鎳鉻絲產(chǎn)生的瞬間熱量完成焊接。