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铜铝高低温摩擦焊焊接工艺—摩擦焊机厂家

2019-04-02[点此返回]

       苏州弘克自动化科技有限公司是一家专业从事:摩擦焊、摩擦焊机、摩擦焊接机、摩擦焊接等摩擦焊接设备研发、制造、销售为一体摩擦焊机厂家,可以向各种类型客户提供各类型摩擦焊机,厂家-18221069298
铜铝高低温摩擦焊焊接工艺——摩擦焊机厂家来为大家娓娓道来
铜-铝高温摩擦焊:
      焊前先将铜件前端加工成锥角,铜、铝焊接表面用锉刀清理干净。在焊接过程中为了防止铝在接头处变形流失,以及铝、铜试件由于受压失去稳定而产生弯曲变形,采用模子对铜、铝进行封闭加压。
      采用工艺规范焊接的接头,在静载拉伸时大多数都断于铝母材,并可以弯曲成180°角。这种接头成功地用于变电站户外多股设备铜端子和铝导线的连接。大型高温电炉的铜母线的面积为250×20=5000 mm2,铝母线的面积为250×30=7500 mm2。采用8个直径为30mm的铜-铝摩擦焊接头并联,做为过渡段,再用碳弧焊连接两头的铜-铜和铝-铝接头。这种摩擦焊-碳弧焊的大型铜-铝母线接头,在高温及冷却水的喷浇和腐蚀性物质的作用下,使用寿命超过了十年,比原来铜-铝碳弧焊接头的寿命(三个月)提高了四十多倍。
      铜-铝高温摩擦焊接头,经得起静载的弯曲、拉伸试验和生产运行的考验。但是,在摩擦焊接机生产实践中,还要求铜-铝接头能经得起反复弯曲、冲压和锻压试验。为了扩大铜-铝摩擦焊的应用,常常要求把圆断面接头锻压成各种所需要的形状和尺寸,因此接头的锻压性能是非常重要的。可是在进行新的试验时,发现有接头脆断。
       由铜-铝系平衡图指出,当铜中含铝量超过9.4%,和铝中含铜量超过5.9%时,由于其中含有大量的金属化合物(Cu9Al4,CuAl2等)而使合金变脆。铜-铝接头的脆断,主要是由于加热温度过高和加热时间过长,在接头中产生铜-铝脆性合金层所引起的。
按铜-铝摩擦焊接头脆断的特点,其原因分析如下:
        在铜-铝摩接头的摩擦加热过程中,高速摩擦塑性变形层最初在铜-铝摩擦表面,以后过渡到铝材的内部,形成铝-铝的摩擦。表1中所用的焊接工艺规范,都可能使摩擦焊接表面的温度超过铜-铝共晶点548℃,达到铝的熔点660℃。这样的高温使接头中形成了大量的脆性组织,使接头产生脆断。
       铜-铝高温摩擦焊是产生铜-铝脆性合金的根源,想要消除脆性合金层,要求必须改变焊接工艺。
铜-铝低温摩擦焊
         低温摩擦焊工艺的特点是转速低,摩擦压力大,摩擦时间达到稳定摩擦阶段,顶锻压力大。为了增大后峰值摩擦扭矩、增加接头的变形量,用以破坏摩擦表面上的脆性合金薄层和氧化薄膜,摩擦加热结束主轴停车时通常不制动。焊前铜件前端无锥角。为了提高材料的塑性和改善焊接质量,焊前要对铜、铝进行退火,并仔细清理焊接表面上的油污和氧化膜。
      接头直径Φ6~40mm的铜-铝低温摩擦焊接工艺规范见。试验证明,铜-铝低温摩擦焊接表面的温度低于548℃(共晶点),被控制在460℃~480℃附近。同时保证了铜-铝焊接表面充分的塑性变形。在铜-铝低温摩擦焊接头中没有脆性合金层,接头金属充分的塑性变形促进了铜-铝原子的扩散,提高了接头的焊接质量。
     通过大量的试验证明,接头的机械性能和锻压性能十分良好。直径为10mm接头焊后的机械性能,焊后冷压变形量达50%以后的机械性能(试件2),为满足接头安装时焊接加热的需要,焊后经冷压再加热200℃、保温10min后的机械性能。接头的热稳定性试验结果和老化试验结果也都十分良好。为了防止接头在高温下工作产生脆性合金层,长期的工作温度不能超过200℃。
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