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镁合金焊接技术浅议

发布时间:2019-02-18 20:17:28人气:

镁合金焊接技术浅议

       镁合金是21世纪的“绿色工程材料”。中国镁金属产业经过十年的快速发展,已经成长为世界第一镁金属生产大国,镁合金成为当前工业产品中使用越来越多的一种减重节能的新型金属材料。具体在电动自行车的运用上,是一种能减轻整车重量,制造高档轻便自行车产品的首要材料选择。
    由于镁金属的物理特性和化学活性,使镁合金开发应用的工艺技术难度较大,焊接工艺技术难题主要表现在氧化、氮化与蒸发,过热晶粒粗大,热裂纹倾向大,容易产生气孔,热应力和变形大,焊接接头机械性能降低等方面,所以在材料焊接技术上,值得业界探讨。
  
    
镁合金母材和焊丝焊前必须经严格的化学和机械清理,去除油污、氧化膜;选用品质优良、电弧稳定的交流钨极氩弧焊方法,采用大电流、快速焊工艺参数和刚性固定等措施,可以获得优质的镁合金焊接接头。镁合金填丝焊接接头的母材区由较粗大的等轴晶粒构成,焊缝区由于冷却速度快产生的晶粒较小,而热影响区近缝区的晶粒则由于受热而有所长大。但是,拉伸性能测试表明,采用填丝交流TIG方法焊接镁合金,可以获得高质量的焊缝,其焊接接头强度可以达到母材的93.5%左右,高于不填丝焊接接头。焊接镁合金自行车的工艺技术与焊接铝合金自行车的技术相近相似,焊工操作技能稍加改进,既能达到合格质量标准。
  
    
高速、高效、优质、自动化及智能化是现代焊接技术的主要发展方向,研发和推广应用数字化逆变焊机是它的基础,也是实现现代化焊接工艺的重要标志。随着逆变技术的发展,单片机或数字微处理器已经广泛应用到焊接电源中。而数字化焊机是高效焊接和自动化焊接的基础。数字化焊机作为数字信号处理技术与弧焊工艺结合的产物,引起业内人士的广泛关注。数字化焊接的概念及其特点、数字化焊机的实现方式及数字化焊机对整个焊接生产工艺起着一定的推动作用。而随着数字信号处理器(DSP)的出现,它就以其强大的指令系统及接口功能显示出功能强、速度快、编程和开发方便等特点而广泛应用于通用数字信号处理。近几年来,DSP在焊接领域也获得愈来愈多应用。
   
    
此外就是焊接专家系统的出现。所谓专家系统是将众多的焊接规范以数据库的形式存储到计算机中,这些焊接规范都是成功的经验数据。每一条数据都包含诸多信息,如:焊接方法、焊接材料、板厚、坡口形状、焊丝直径、送丝速度、焊接电流、焊接电压等等。当操作者输入某几项参数后就可以查询到最佳的焊接规范,通过控制系统把这焊接规范转换成焊机的给定信号以控制焊接设备的运行。如果没有焊接数字化的实现,上述这些是不可能实现的。
    逆变技术是将工频(50Hz)市电整流成直流,再由大功率电力电子器件(IGBT或功率MOSFET)逆变成20kHz以上的中频电压,然后通过变压器以传递功率。由于主电路工作频率高,显著减小了变压器及滤波电抗器的体积及重量,提高了焊机的效率(90%以上)及功率因数(0.85以上),使节能效果非常显著。由于工作在音频以外,因而几乎消除了噪音污染。通过控制电路的作用,能在数微秒级的范围内调节大功率电力电子器件通断的占空比,以控制焊接电源的电流、电压,满足焊接工艺的要求。由于工作频率的提高,使回路纹波电流更小、响应速度更快、焊机具有更好的动态响应特性,对熔滴过渡和熔深的控制更加精细。
    从上世纪80年代末到90年代初,IGBT逆变焊机开始出现。目前,工业发达国家的焊机制造厂商几乎全部进入逆变焊机时代。这是因为逆变焊机对大幅度节省原材料(钢材、铜材、硅钢片等),降低制造成本,大幅度减少电能消耗以及明显改善焊接性能等方面都有突破性的意义,是电焊机产品发展的必然趋势,也是我国电动车、自行车制造业产品更新换代的必由之路 

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