鸿栢科技孙辉:铝螺柱焊焊接工艺分析原创首发

2019年7月27日16:21:58 评论 86

由于铝与氧的亲和力比钢材强, 所以铝的表面容易产生氧化薄膜, 而且, 因为其薄膜的熔点高, 易产生出现未熔合等焊接缺陷。变极性气体保护焊和脉冲MIG焊接均可以解决此问题,脉冲气保焊在焊接过程中,脉冲频率高,不仅仅解决破坏氧化层的问题,同时高频率的脉冲电弧还会对熔池产生搅拌的作用,它提高了焊缝的强度、焊缝塑性,以及提高了焊缝的疲劳寿命。

铝合金螺柱在焊接时,电弧的热量容易向周围扩散,需要的能量较大,又由于铝合金材料的熔点低,如果输入能量过大,则母材容易出现向下塌陷的问题,因此,选用有必要选择脉冲焊接方式,脉冲焊峰值电流可以提供的较大焊接电流,增加熔池的熔深,基值电流又可以阻止塌陷的问题;变极性的螺柱焊接时,由于在极性变换过程中会经历过零点的过程,因此会出现电弧断弧的现象,会出现虚焊等问题,影响焊接质量。

图一 进口焊接设备原理图

图二 进口焊接设备工艺图

从图一和图二中可以看出,铝螺柱焊在放电的过程中,电流不断从正到负,又从负到正,反复变相,电弧在变相的过程中极易断弧,如果在焊接过程中断弧就可导致虚焊,气孔等焊接质量问题。

图三 鸿栢设备工作原理图

图四 鸿栢设备的焊接工艺波形

短路阶段通过焊接螺柱与工件的接触垂直,产生电气短路,为进入先导电流阶段做准备。

先导电流阶段先导电流产生之后,焊枪内部的伺服电机驱使焊接螺柱离开工件,引燃先导电流阶段的电弧。先导电流阶段的电弧作用是引燃焊接电流阶段的电弧以及清理工件表面。

 焊接电流阶段螺柱提升到预先设定的高度后,释放多脉冲形式的焊接电流;它将强化焊接电流阶段的电弧,使得螺柱端面和工件表面熔化。电弧在工件表面以及螺柱端面生成一个熔池,伺服电机通过反向电流的作用,使得螺柱压入熔池。

顶锻电流阶段焊接螺柱端面和工件表面融合并冷却的过程。该阶段内,PIDS主机仍然对工作施加电流,以降低冷却速度,保证焊接螺柱与工件连接的塑性,保证工件的完整和牢靠。

铝车身焊接样件

目前国内铝车身螺柱焊接通常用的深圳鸿栢科技研发生产的PIDS-L20AT型主机。据悉该螺柱焊机是专门针对于铝合金车身的焊接需要开发的,该主机除了具有PIDS-A20AT型主机所具有的全部功能外,可实现对铝合金材料进行手工、半自动和全自动 螺柱焊接 。

综上所述,相对于铁钉焊接,铝钉具有一定的难度,但是有可靠的设备和创新的焊接工艺能达到焊接的稳定性。

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