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机械工程

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菜菜花

名古屋大学英文授课机械工学sgu申请指导

上周针对于几所私立大学的文科类专业做了详细的sgu申请攻略,今天咱们再把焦点移回到理工科,一起来探究一下名古屋大学英文授课机械工学的sgu申请,在申请时对于语言以及标化等各方面的成绩要求是否同等标准呢?


世界に開かれた国際的研究拠点を目指している工学部・工学研究科では、海外の多くの大学・研究機関と交流協定を結び、研究交流や学生交流を始めとする幅広い学術交流を行っています。また、世界中から400名を超える留学生を受け入れ、国際社会に開かれた大学としての役割を担っています。さらに、工学部・工学研究科では、独自の取り組みとして、「国際協働教育プログラム (JUACEP) 」...

上周针对于几所私立大学的文科类专业做了详细的sgu申请攻略,今天咱们再把焦点移回到理工科,一起来探究一下名古屋大学英文授课机械工学的sgu申请,在申请时对于语言以及标化等各方面的成绩要求是否同等标准呢?



世界に開かれた国際的研究拠点を目指している工学部・工学研究科では、海外の多くの大学・研究機関と交流協定を結び、研究交流や学生交流を始めとする幅広い学術交流を行っています。また、世界中から400名を超える留学生を受け入れ、国際社会に開かれた大学としての役割を担っています。さらに、工学部・工学研究科では、独自の取り組みとして、「国際協働教育プログラム (JUACEP) 」や自動車工学の先端技術と課題をテーマとした英語による「名古屋大学夏期集中講座 (NUSIP) 」を実施しています。その他にも、土木工学専攻では環境学研究科と共同で「アジアと日本の共発展を目指す環境土木工学人材育成プログラム」を実施するなど、種々の国際的な教育・研究活動を推進しています。



同学们也可以再了解一下校方给出的关于机械工学sgu项目课程描述



然后现在回到具体的申请环节从不同的3个方面来了解一下

第一:申请时间

现在就以2019年10月入学生为例,先说说具体的几个时间节点,网申注册的开放时间是在2018年11月中旬,一共有一个月时间供大家申请注册。具体的书面选考以及面试通知会在2019年底结束,面试是在2019年2月中下旬至3月下旬,形式为Skype线上面试形式。最终的结果通知会在2019年3月底下发。

第二:语言成绩要求

在申请时名古屋大学英文授课的机械工学并不认可托业成绩,并且对能够认可的(托福雅思)成绩也是有着具体的小分要求,如托福需要80+,雅思成绩6.0+且单项不能低于6.0,所以那些准备用雅思成绩申请但是小分不够的同学,如果在时间允许的情况下可以再次刷下分数。



第三:标化成绩要求

不管是以哪种标化考试成绩来申请,都需要包含下图列表中的部分。那么话不多说同学们可以通过列表来详细了解。


最后再来简单了解一下这所学校,名古屋大学(英文名:Nagoya University,日语平假名:なごやだいがく),简称名大(めいだい),本部位于日本爱知县名古屋市,是一所日本顶尖、世界顶级的著名研究型国立综合大学,日本中部地区最高学府,日本“超级国际化大学计划”A类顶尖校。该校创办于1871年,于1939年被命名为“名古屋帝国大学”,为二战结束前日本国内七所帝国大学之一。二战后的1947年正式更名为“名古屋大学”。2004年4月,成立为国立大学法人名古屋大学。

械城流浪者LS

新学期开始了。
精工实习安全承诺书。
每当想到自己正在过着一方通行梦寐以求的普通生活,可以不用愧疚地守护自己想要守护的人,不被罪孽所累,就感觉自己好幸福。
一定要好好生活下去,无论经历了什么,都要好好生活下去。
大家都要好好生活下去。

新学期开始了。
精工实习安全承诺书。
每当想到自己正在过着一方通行梦寐以求的普通生活,可以不用愧疚地守护自己想要守护的人,不被罪孽所累,就感觉自己好幸福。
一定要好好生活下去,无论经历了什么,都要好好生活下去。
大家都要好好生活下去。

冷杉溪

Matlab實例:控制系統的時間響應

當一個系統轉移函數如下所示


1.若input y(t)為正弦輸入(sine input),寫一MatLab程式模擬輸出z(t)的響應。

syms t s

y=sin(t);

Y=laplace(y); %laplace轉換

G=(4*s+25)/(s^2+4*s+25); %轉移函數

X=G*Y;

x=ilaplace(X); %反laplace轉換

ezplot(x,[0,25]) %作圖

簡單的常規計算方式,通過laplace轉換后的Y(s)*G(s)得到X(s),再laplace反變換得x(t)。...


當一個系統轉移函數如下所示


1.若input y(t)為正弦輸入(sine input),寫一MatLab程式模擬輸出z(t)的響應。

syms t s

y=sin(t);

Y=laplace(y); %laplace轉換

G=(4*s+25)/(s^2+4*s+25); %轉移函數

X=G*Y;

x=ilaplace(X); %反laplace轉換

ezplot(x,[0,25]) %作圖

簡單的常規計算方式,通過laplace轉換后的Y(s)*G(s)得到X(s),再laplace反變換得x(t)。


2.若input y(t)為步階輸入(step input),寫一MatLab程式模擬輸出z(t)的響應。

syms t

sys=tf([1 3 2],[1 4 3 1]); %給sys賦值為轉移函數

[y,t]=step(sys); %由轉移函數得出時間響應

plot(t,y)

這一題不同的是step input有一個可以直接調用的函數step()

step函數的用法,在matlab的幫助文檔是這麽寫的:

step(sys) plots the step response of an arbitrary dynamic system model, sys. This model can be continuous- or discrete-time, and SISO or MIMO. The step response of multi-input systems is the collection of step responses for each input channel. The duration of simulation is determined automatically, based on the system poles and zeros.

即括號内輸入的是一個model,在這裏是我們的轉移函數sys,輸出為一個矩陣表示y(t)這個函數。所以這個函數省略了我們自己進行laplace轉換的過程,step函數確定了輸入為step input,sys確定轉移函數的值,輸出直接為time response。


澳洲成功出国留学网
tuopushi_kelly

莱斯大学机械工程详解

  莱斯大学(Rice University或Rice)成立于1891年,是一所中等大小的私立综合性全国大学,是美国最著名的大学之一。莱斯大学机械工程系(Mechanical Engineering)设于工程学院下。


  乔治布朗工程学院(George R. Brown School of Engineering)成立于1975年,下设9所学系包括17个研究所和中心。在能源、医药研究、航空探索等领域有不可比拟的优势。托普仕留学为大家详细介绍莱斯大学机械工程专业的研究领域,申请要求等具体信息。


  开设项目:

  莱斯大学机械工程系(Mechanical Engineering...

  莱斯大学(Rice University或Rice)成立于1891年,是一所中等大小的私立综合性全国大学,是美国最著名的大学之一。莱斯大学机械工程系(Mechanical Engineering)设于工程学院下。

 

  乔治布朗工程学院(George R. Brown School of Engineering)成立于1975年,下设9所学系包括17个研究所和中心。在能源、医药研究、航空探索等领域有不可比拟的优势。托普仕留学为大家详细介绍莱斯大学机械工程专业的研究领域,申请要求等具体信息。

 

  开设项目:

  莱斯大学机械工程系(Mechanical Engineering)研究生开设的学位类型包括MME、MS和PhD。

 

  专业方向:

  航天科学Aerospace Sciences

  航天Astronautics

  生物医学系统Biomedical Systems

  计算流体动力学Computational Fluid Dynamics

  计算力学Computational Mechanics

  流体 - 热科学Fluids - Thermal Science

  机械设计Mechanical Design

  机械学Mechanics

  机器人Robotics

  系统动力学与控制Systems Dynamics and Controls

 

  申请要求:

 

  申请截止日期:秋季:2月1日;最终申请截止日期是3月15日;春季申请截止日期是11月1日。

 

  录取通知日期:3月中旬-4月中旬

 

  学术要求:

  1.申请者需完成4年制本科学位。

  2.平均GPA:3.0

 

  语言成绩要求:

  1.TOEFL要求:最低90

  2.IELTS要求:最低7.0

  3.要求提供GRE成绩,但无最低成绩要求。

 

  奖学金信息:

  研究生可申请学校或学院、系所发放的奖助学金、RA、TA以及Merit-based奖学金。申请博士学位者一旦录取即可获得全奖。

 

  学校优势:

莱斯大学(Rice University),1892年由德克萨斯州棉花巨富威廉·马歇尔·莱斯William Marshall Rice创建的莱斯大学(Rice University),位于美国南方宁静的得克萨斯州休斯敦市郊,为美国南方最高学府,离市中心仅三英里车程。 莱斯大学曾与其它两所,北卡罗来纳州的杜克大学、田纳西州的Vanderbilt University齐名,号称为南方哈佛The Harvard of the South。

 

 

 

原文摘自【托普仕留学官网】: http://www.topsedu.com/guide/201411/11/8188.html


莱斯大学机械工程详解 - 出国留学 - 出国留学

 


天津自考全日制招生

天津科技大学 机械工程及自动化

成人高考介绍:成人高考属国民教育系列,列入国家招生计划,国家承认学历,参加全国招生统一考试,各省、自治区统一组织录取。成人高等学历教育分为三种:专升本、高起本、高起专。通过成人高考可获得国家承认的高等教育证书,符合条件的还可以申请学士学位。

招生对象:大中专院校毕业生,高中毕业学生,职业中专、技校学生,大专毕业想继续深造学生。同时面向社会各类在职人员招生。

培养目标:本专业培养从事机械产品和系统的设计制造、科技开发、应用研究及生产管理方面的高级工程技术人才。

主要课程(专升本):工程力学、机械设计、现代控制工程、机械制造工艺学、机电传动控制、测试技术、数控技术、机电一体化系统设计等。...

成人高考介绍:成人高考属国民教育系列,列入国家招生计划,国家承认学历,参加全国招生统一考试,各省、自治区统一组织录取。成人高等学历教育分为三种:专升本、高起本、高起专。通过成人高考可获得国家承认的高等教育证书,符合条件的还可以申请学士学位。

招生对象:大中专院校毕业生,高中毕业学生,职业中专、技校学生,大专毕业想继续深造学生。同时面向社会各类在职人员招生。

培养目标:本专业培养从事机械产品和系统的设计制造、科技开发、应用研究及生产管理方面的高级工程技术人才。

主要课程(专升本):工程力学、机械设计、现代控制工程、机械制造工艺学、机电传动控制、测试技术、数控技术、机电一体化系统设计等。

学制设置:3年

主考院校:天津科技大学

蜡人

旋风铣

螺纹粗加工的利器——旋风铣,现在将呈现在你的面前,你一定要珍惜它~~~!
虽说这种刀具被发明出来已经有年头了,但是现在它还是属于“新型”刀具的一种,在网络上有关它的介绍也比较少
数位老师上课提及+生产实习亲眼所见+没看出什么“道道”,迫使我想办法查它个究竟
Internet虽广袤,但有时候仍然让你觉得资源匮乏
Google虽然牛X,但有时候仍然让你觉得很垃圾(现在google终于能搜到旋风铣的原理了,就是在下这篇。。)
网上查到的至多是些文字描述以及卖旋风铣附带的外观图片,至于这种原理图,可是我在图书馆翻图书淘出来的:

之所以放上旋风铣,是因为它实在是太牛X了! 巧妙=〉高效...

螺纹粗加工的利器——旋风铣,现在将呈现在你的面前,你一定要珍惜它~~~!
虽说这种刀具被发明出来已经有年头了,但是现在它还是属于“新型”刀具的一种,在网络上有关它的介绍也比较少
数位老师上课提及+生产实习亲眼所见+没看出什么“道道”,迫使我想办法查它个究竟
Internet虽广袤,但有时候仍然让你觉得资源匮乏
Google虽然牛X,但有时候仍然让你觉得很垃圾(现在google终于能搜到旋风铣的原理了,就是在下这篇。。)
网上查到的至多是些文字描述以及卖旋风铣附带的外观图片,至于这种原理图,可是我在图书馆翻图书淘出来的:

4a61fe9302000b3x

之所以放上旋风铣,是因为它实在是太牛X了! 巧妙=〉高效=〉过瘾——我喜欢~~!
不管你懂不懂机械,本文都将尽量以通俗的语言向你呈现刀具中这一美丽的风景线~~
首先,铣,是一种加工方法,传说中最常用的“车、铣、刨、磨”中的一种,是刀具旋转为主运动的一种切削加工方式
所以,这旋风铣虽然是安装在车床之上,由于刀具旋转式主运动,仍然被称为“铣”,而不是“车”
(“车”是工件旋转为主运动的一种切削加工方式。尽量通俗,不再赘述)
旋风铣用来粗加工螺纹。用于粗加工的机床E文叫做“rougher”,精加工的是“finisher”
也就是说,粗加工完了是不能finish的,只有再让finisher来精加工才能finish
上图是“内切法”旋风铣的结构图
内切法就是把工件放在旋风铣内部切削的方法(图中剖面线为工件,工件是一圆柱体,目的是要在其周切出螺纹)
此法旋风铣最多4个刀(如图),刀盘、工件不同轴。电机驱动,通过皮带传动使刀盘狂转,刀盘带动刀狂转,4把刀轮流上
此时工件按一定比例相对慢慢转,整个旋风铣也按一定速度边转边沿工件轴向相对慢慢移动
刀具的旋转是为了切削。工件的转动和刀具的移动是为了让刀具相对于工件有一个螺旋运动,这样刚好可以切出螺纹
当然,是人就知道,这些相对运动要相当的精确才可以保证切出的螺纹的精度
唰唰唰唰唰~~~~~之后,螺纹加工完毕~~~

4a61fe9302000b41

上面是实物图,本人于上个月的生产实习中亲“机”拍摄
托板上的那一堆(电机+皮带+圆筒)便是传说中的旋风铣了
其余的部分,是车床,最常见的机床
当时看到圆筒在转,竟然就有钢屑飞出,螺纹就这么加工出来了,实在是不解
此图中的旋风铣只有两把刀,刀盘飞速转动时,根本无法看清有没有刀
让我差点把它当成“空手套白狼”的高科技。。。

4a61fe9302000b40

放大来看,别看脏兮兮、破烂烂的,这家伙真是挺能干
刀具成本是普通车削的N分之一,效率却是普通车削的N倍!嗯,人才

4a61fe9302000b42

等工人师傅停下车来,才发现原来——内有乾坤!
原来里面是由刀滴~~ 就像上面介绍的,此旋风铣应有两刀,对称分布,工件挡住一刀
两刀均匀对称布置,切削平稳、振动小——这使螺纹表面光洁度好
刀数不宜大于4,因为过多刀头安装困难(所有刀头转起来轨迹是要重合的)
也会出现两刀头同时切削现象——这使振动增加,螺纹表面光洁度下降
工件装卸也会出现困难,刀盘直径也会增加…… 一系列不利因素产生了。。。

有“内切法”就有“外切法”
外切法的刀向外伸,原理与内切法相似,一把刀的情况较多
具体实物没见过,只是在书上看到的
下两图上面一图是外切法旋风铣铣外螺纹
下面一图是外切法旋风铣铣内螺纹
作为彩蛋赠送,门道自己看,看得懂就看,看不懂就算,哈~:

4a61fe9302000b3z

外切法旋风铣铣外螺纹

4a61fe9302000b3y

外切法旋风铣铣内螺纹

蜡人

PROE野火工程图国标化规范和使用技巧

附录1. 设计工程师规范化工作
当用户设计零件, 装配和工程图时,有些信息可自动列入明细表中,但更多的相关信
息,可以通过设定参数的方式,在设计阶段设定。根据用户的不同需求,参数可自行设计,
方法如下:
工具 参数 添加新参数 输入名称(如Cname, Cmat,或中文参数,如名称、
图号、材料等等。。。。。。)
一) 设计零件
文件/新建/零件/输入零件名/使用缺省模板
工具/参数/数值/Cname/输入零件名称
工具/参数/数值/Cmat/输入零件材料
工具/参数/数值/Cindex/输入零件图号
工具/参数/数值/ptype/输入零件类型: W 外购件
J 借用件
B 标准件
Z 重要件
G 关键件
编辑/设置/质量...

附录1. 设计工程师规范化工作
当用户设计零件, 装配和工程图时,有些信息可自动列入明细表中,但更多的相关信
息,可以通过设定参数的方式,在设计阶段设定。根据用户的不同需求,参数可自行设计,
方法如下:
工具 参数 添加新参数 输入名称(如Cname, Cmat,或中文参数,如名称、
图号、材料等等。。。。。。)
一) 设计零件
文件/新建/零件/输入零件名/使用缺省模板
工具/参数/数值/Cname/输入零件名称
工具/参数/数值/Cmat/输入零件材料
工具/参数/数值/Cindex/输入零件图号
工具/参数/数值/ptype/输入零件类型: W 外购件
J 借用件
B 标准件
Z 重要件
G 关键件
编辑/设置/质量属性/密度/输入相应密度。
然后再进行相应零件的设计。
二) 设计装配
文件/新建/组件/输入装配名/ /使用缺省模板
工具/参数/数值/Cindex/输入装配图号
工具/参数/数值/Cname/输入装配名称
然后再进行相应装配的设计。
三) 设计工程图
文件/新建/绘图/输入图名/清除使用缺省模板/格式为空/调用相应图框/调入要出图
的模型,然后再进行相应布图工作。
1
附录2. 工程图中的几个使用技巧
一) 尺寸公差:
1、公差标准与等级
Pro/E 提供两种公差标准,美国标准ANSI,国际及欧洲标准ISO/DIN 标准。公差分四
级由高到低分别是Fine, Medium, Corase 及Very Corase。
关于这两个参数我们既可以用系统的缺省值, 也可以在config.pro 中由
Tolerence_standend 及Tolerence_class 设定,也可在模型中修改菜单结构如下:
Standard 公差标准
Model Class 公差等级
Tol Table 公差表
ANSI
ISO/DIN
Fine
Medium
Corase
Very Corase
Modify Value
Retrioue
Souce
Show
设置→公差设置→
2、尺寸公差标注
Pro/E 的三维模型和二维图是全相关的,因此公差的标注就存在两种方法。
方法一:在二维图中直接标注,操作过程如下:
选中尺寸→属性,此时会弹出参数块窗口,选择并填充完成。
对于存在标准值的公差,例如轴、孔公差等,需要在三维模型中把标准公差调入后,在
公差参数窗口中才会出现标准公差符号。
方法二:在三维模型中给尺寸分配公差,在出二维图这些公差会同尺寸值同时显示在二
维图中,操作步骤如下:
a. 公差表调入三维模型:
Pro/E 为我们提供了标准公差表,包括一般尺寸公差、轴、孔尺寸公差,且这些公差值
允许用户修改,为使用标准公差表,使用之前必须先把这些表调入三维模型中,操作步骤如
下:
在零件模型中:
2
编辑→设置→公差设置→公差表→检索→选公差表→打开→是→完成。
b. 给尺寸赋公差值,操作过程如下:
选中尺寸→属性→公差模式→公差表(如孔等)→表名称(如H7 等)。
在二维图中:
双击尺寸(或尺寸属性)→选择相应公差模式。
二) 形位公差:
1、形位公差的基准符号
Pro/E 提供的基准的表示符号与我国不同,因此我们必须用自定义符号来标注基准面、
基准轴、当我们的符号库里有了此符号以后(符号定义过程见附页),基准的标注过程如下:
插入→绘图符号→定制,弹出符号标注窗口
第一步: 选符号
第二步:选属性
第三步:Place Inst 位置(窗口中提供调整符号位置选项)
第四步:OK
第五步:在符号的适当位置输入文本
2、形位公差标注:
方法一:用生成文本的方式标形位公差,过程如下;
插入→注释→方向指引→输入→水平→垂直方向→制作注释。形位公差的表示是由
方框划分为几段的,在标注时每段内容分别用[ ]括住,且“[”及“]”等符号前用@注释
例如要输入:
// 0.01 A B
键入:@[//@]@[0.01@]@[A@]@[B@]
如果想输入复合公差,在回车操作后继续输入下一行。
方法二:直接用Pro/E 提供的标注方法,步骤如下:
(1) 生成基准面
插入→模型基准→平面→在曲面上→选基准面。
(2) 擦除基准面符号
视图→显示与拭除→拭除→基准→选上一步生成的基准面。
(3) 标形位公差
插入→几何公差,此时弹出参数窗口。
当要标注的形位公差类型确定后, 通常有四方面的工作要做,分别是:1、Model Refs
参考模型2、Datum Refs 参考基准3、Tol Value 公差值4、Symbols 其他符号,当窗口中的
各项内容填充完成后, 选OK,完成标注。
三) 装配图中零部件序号:
利用明细表,在Pro/E 中可自动标注件号,表→BOM 球标→设置区域→定制→选取
相应重复区域→检索→选取相应符号→创建球标→根据视图→选取相应视图即可。
在缺省状态(Simple 或with qty)下,显示的序号用气球表示。有些用户的标准不是
这样,则需定义符号Symbol。
1. Bom Symbol
选择格式—>符号库 定义,给一个名称,如bom_sym。会出现定义符号窗口。画一
3
条长度适宜的水平线,并设定成细实线(Leader type),插入→注释,键入\rpt.index\。
若需标注的是件号而非序号,则键入\asm.mbr.name\或\asm.mbr.cindex\并将位置居中放
置好。同时也允许输入几个变量,以便同时显示。在Symbol Edit 的主菜单下,选择Attributes。
此时有几项必须要选择:
Free—选择字符串中心
Left Leader—选择水平线左端点
Right Leader—选择水平线右端点
Allow Elbow—选中,OK,完成
Done 退出Symbol 完成后,用Write 保存下这个Symbol 并备份于Pro/E 安装目录下的
Symbol 到这个目录,这样使用起来会方便些。如下图。
2. Mod Attach
自动显示的标注是指在对应零件的边界棱线上,通常国标应该指在表面上,注意如果
指引点是箭头,而想改成实心圆点的话,请修改二维图的文件→属性→绘图选项,将
def_bom_balloon_leader_sym 的选项改为Filled_dot,再重新标注一次。移动指引点时,用编辑
→附件→在曲面上,选取同一零件的表面。
3. 有关Bom Balloon 的功能
Set Region,指定参照的Repeat Region,由于只能指定一个Repeat Region。因此,当零件分
类时,会产生问题,因此建议在图纸的标题栏中,尽量不采用分类表示,而只依靠排序来分
别各类零件,否则只好另做一个表格,标注好后,再将表格换到一张空白图纸上,后面的选
项with qty,表示标注中即包含序号,亦包含数量。
Clear Region,清除件号标注
Change Type,切换标注的符号
Set Param,改变标注的内容,如将序号改为件号,但不适用于自定义符号
Alt Symbol,切换标注符号,仅限于自定义符号或带数量的符号,有时用户需要将基
本件标序号,标准件标件号。即可据此调整。
四). 制定明细表手册
通常在用户的图档中,除去附于装配图的明细表外,还需有专门装订成册的明细表,
这时的做法基本上一样,但是因为表格要分页,故不要在图框(Format)中定义Table, 而
是定义好一个Table,存储起来。使用时,选择一个不带Repeat Region 的图框,基于要表
达的装配模型,但不需要放置视图,再调用做好的Table.接下来进行分页。
4
1. 在Pro/E 的table 功能中,是允许将一个Repeat Region 分开的,用法如下:
选取相应表后→表→编页→设置延拓,点取分割的位置,Repeat Region 即会只剩下分
割位置以前的一部分,同时,会按相同的大小分成多页,并自动加上图框。也正是因为自动
加图框,所以图框中不能再含有Repeat Region .要在每个区域增加抬头部分,选择Add Title
及要选的Repeat Region,再选择Header(表格自上向下排列时)或Footer(表格自下向上
排列时),再选择抬头的区域,只有一行时,连点两次即可,多行时点首尾行,这样,基本
上可以满足明细表汇总的要求。
2. Pagination 的相关功能。
Set Extent: 分页。
Clear Extent: 取消分页。请注意此时后面自动增加的页数不会自动删除,包括零件
序号变少,页数减少时,也会出现空白页。
Add Sement: 一般适用于图纸形式的标题栏。当标题栏长度太大时,需要在同一页
面上放置多列,此时,在Set Extent 之后,用Add Sement,选择对角两个点,即可显示出
初始页后面的标题栏。需要多列时,重复即可。如果指定的区域过大,则会出现空行。
Del Sement: 删除掉增加的区域。
五) 如何加入图示符号:
关键是建立下面的NOTE:
六) 倒角
解决方法:/插入/注释/ISO 导引/相切方向/制作注释/无箭头/点倒角斜边
七) 装配中轴的剖面线处理
选取剖面线/属性/排除元件/选轴零件/DONE
八) 粗糙度的标注方法
符号放在轮廓线上:
插入/表面光洁度/检索/ Machined/法向/选取边/输入值。
符号放在尺寸线上:
插入/表面光洁度/检索/ Machined/法向/选取尺寸/选取尺寸引出线/OKAY/选取边/输入
5
值。
九) 剖面线箭头
Pro/E 中剖面线符号中间为点划线连线,不符合国标。
解决方法:插入/断点/点取要去除的线段部分
十一) 螺纹标注不合国标
解决方法:以孔轴直径尺寸为基础,插入/尺寸/新参照,标注孔,右键/属
性/加前、后缀。
十二)尺寸上有很多附加项(如4X Ø 20-深40)
解决方法:选中尺寸/属性/在编辑框中添加相关项。
十三) 消除一些不需要的线
解决方法: 视图→绘图显示→边显示→拭除→选要消除的线/完成。
十四)视图中不显示相切线
解决方法: 双击试图→试图显示→不显示切线→完成。
附录3:BOM 的相关技术
在Pro/ENGINEER 中文环境下,应用Pro/REPORT 的功能,再加上用户设计时,设定
一些特定的参数,则可以自动生成符合企业标准的明细表。
一) 设计参数
当用户设计零件时,有些信息可自动列入明细表中,但更多的相关信息,可以通过设
定参数的方式,在设计阶段设定,通常情况下,可遵照下列步骤进行。
1. 为保证整个设计小组设计的一致性,并尽可能减少重复工作,建议用户预设一个标
准零件模板,如start.prt,它应该只含有三个基准参考面(Datum plane)。为使将来的装配中
没有太多的参考面,影响视觉效果,可把参考面放入层(Layer)中,并保存成不显示状态
(Blank)。
6
2. 设定质量信息,对于start.prt 做质量计算(Info; Model Analysis; Model Mass
Properties)。此时须给入一个密度值,对于钢件,为7.85E-6,然后加入一个Relation,
cmass=mp_mass(””),其中cmass 即为将来的质量参数,建议在取参数名时,使用连续的字
符串,不要用“-”“_”等,在后面的设定中会有冲突,然后编辑Program(Program; Edit Design),
在文件最后,应该是如下内容:
MASSPROP
Part start 加入此一行
END MASSPROP
编辑Program 的目的是为了当零件修改后,Regenerate 时,软件会重新计算质量。但
此一项需要Pro/ASSEMBLY 模块。如无此模块,那么每次设计修改后,请在总装配后,再
做一次质量计算,然后在二维图(含BOM 的二维图)中,Regenerate 一次。
3. 设定其它参数
根据用户的不同需求,参数可自行设计,通常可加入下列几项:
(Set up; parameter; create; string)
cmat: 代表材料,输入一个常用材料,如:Q-235
cname: 代表中文名称,输入‘基本件’
cindex: 代表件号,一般情况下,明细表中件号一栏,可以和零件名称(model name)
保持一致,这样可少设一个参数,但有时用户的件号用“.”或空格分成几段,以便管理,
而这种命名方式在Pro/E 中是非法的,另一种情况是,在产品设计阶段、零件件号尚不确定,
用户可以按某种编号方式先定零件名,再由cindex 参数来列示于明细表中,但这样均会有
一定的副作用,就是在没有PDM 的情况下,不启动Pro/E 软件,操作系统检索不到件号栏。
这里面的优劣,希望用户考虑。
ctype:代表零部件类型,通常用户的明细表会分类,如钢件、铸铁件、非金属件或基
本件、通用件、标准件等。用户需要根据自己的实际情况,用ctype 加以区分,如A 代表钢
件、D 代表标准件等。
gbname:类似于cindex,可用于标准件,在part name 中,整个企业是不允许有重复
的,但有时用户在标准件明细栏中,件号栏内只标准GB70-85 字样,而规格大小列于名称
栏内,螺钉M5x10。
4. 装配体,即部件
对于子装配,也可如零件一样,设定一个标准模板,当然,因为部件的数量总是相对
较少,也可不做模块,到时逐个去设定。
二) 明细表格式的设定
利用Pro/ENGINEER 软件中的Pro/REPORT 模块,可以自动生成明细表,通常是将一
个定制的表格置于Format 中,在设计装配体的工程图时,直接调用这个Format 即可。由于
在Format 中,图幅的大小是不可改变的,因此用户需要建立几个不同幅面的Format,如A0、
A1、A2,建议取名为A0-asm、A1-asm……,定义好后,存入Pro/E 安装目录下的Format
目录中,供所有人员使用。
1. Format 格式的获取有三种方法:
(1) 方法一直接绘制
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文件→新建→格式→空→选择A1 幅面。
修改二维图配置文件,将text_height 一项改为合适的字高,如3.5
由于在Pro/E 的二维绘图中,不采用参数化绘图,可借用:草绘→边→偏距,以及编
辑→修剪等工具完成边框的设计, 然后在右下角建立标题栏,也可按上述方式画线,但只
需画出粗实线即可,细实线由table 完成。这时外边框为粗实线,若想改为细实线,请用格
式→线体→修改直线→线体→方向指引。
(2) 方法二在Sketch 中绘制草图
首先,在Sketch 中绘制相应的草图,然后文件→新建→格式→截面空→浏览文件→新建
→格式→空→调入相应的截面图,最后再以方法一中的方法进行必要的工作.
(3) 方法三利用已有的幅面格式
文件→新建→格式→空→插入→共享数据→自文件。
在标题栏处,定义一个或几个基本的table,通过下列方法使表与线体对齐:选中表→
编辑→移动特殊→选取表的顶点→捕捉到点→选取相应端点即可。利用表→合并单元格,将
table 修改为合适的形状,利用选中各列→文本格式,将字符设定为表格中间位置,再通过
双击表格,输入需要的中、英文字符。
在Pro/E 中,有许多变量是可以由软件自动判别的,请参考用户手册,常用的有
&model_name,可写入模型名称,可以是零件或装配;&scale 比例尺;&current_sheet,第
几页;&total_sheets,共几页等,另外所有用户自行设定的参数,均可作为table 中的变量使
用,请注意,对于自定义参数,一定要用table 中的输入文本, 不可用插入→注释。
2. 定义明细表栏
明细表做为一个table 存在于Pro/E 的工程图中,里面的文字内容,文本可以通过表→
保存表→文本文件的方式存成一个文本,并可读入Excell 中,其中的空格可用作分行用,与
其他系统连接。建立一个table,自下向上(Ascending),最下面一行为表头,另外需要几行
根据表格的不一样,由用户决定。如果零件不分类(即不对标准件、基本件、钢件、非金属
件等分类)。零件间也不需要空行时,只需一行,需几个空行,加几行,再乘以分类的类数。
列数及每列宽度,通常企业有标准。
然后定义Repeat Region。
Repeat Region;Add,选择第一行左起第一列及最后一列,若需空行(如两行空行),
则选择第一行左起第一列及第三行左起最后一列,如果对零件分类,则每一类需分别有一个
Repeat Region。
在Pro/E 中,允许对用户的表格进行各种各样的设定,来满足不同的选择,通常有几
项是必须要选择的。
Attribute;在Repeat Region 中,点取Attribute,选择已定义的一个Repeat Region,会
出现几项
Duplicates 表格中同一模型分别显示
No Duplicates 同一模型显示在一行,并计算总数
No Dup/level:同一模型显示在一行,同时,不同部件中的相同零件也统计在一起,这
后两项的选择取决于企业的标准及习惯,如两个仪器需要相同的螺钉固定,总数是4+8 个,
有时需要分别两行,则选择No Duplicates,若只需一行,数量是12,则选择No Dup/level。
Recursive:一直检索到零件级,会列出所有零件。
Flat:只显示最高一层的零件或部件,各部件所属的零部件不列出,通常一个复杂的装
配体,在Pro/E 中可采用多级子装配,这样容易操作和管理,但列表时并不需要如此多的部
件,因此通常可选择,Recursive。此时表中会将部件名称及所属的零件名称同时列出,后面
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会提到处理办法。
Start Index
No start Idx
此选择适用于零件的分类统计,当分类统计时,第一类的起始序号是1,第二类的序
号应接续第一类,以次类推,这时,应对第二类设定Start Index 再选第一类的Repeat Region。
但由于是自动检索零件,因此,软件不允许序号不连续。
至此,Repeat Region 已基本定义完成,接下来输入各列的内容,选择双击单元格从重
复区域中选择对应的单元。
序号栏,填入rpt;index。
件号(代号)栏,填入asm;mbr;name,或者如果零件名称与件号不一致,并且零
件参数中已加入cindex 可填入asm;mbr;User Defined:键盘输入cindex。
名称栏,填入asm;mbr;User Defined:键入cname.
数量栏,填入rpt;qty。
材料栏,填入asm;mbr;User defined:键入cmat。
重量栏,填入asm;mbr;User defined:键入cmass。
如果你要统计各零件的总重,即数量乘以重量,则在上述工作完成后,再做下面的工
作。
在Repeat Region 中,先做Update Tables,这样你刚刚填入的参数才会起作用,再选择
Relations,点取刚定义的table,再add,键入totalmass=rpt_qty*asm_mbr_cmass,然后Enter
text,
总重栏:填入rpt;rel;User Defined:键入totalmass。
这时,如果用户定义的参数名称中含有‘-’或‘_’号, 则在relation 中,就会发生
问题。
对于标准件,可能有规格一栏,需填入螺钉M5X20 字样,可填入asm;mbr; User
Defined;键入gbsize. 此时,内中只有M5X20 字样,table 完成后,用Modify;Text;Text line,
将原先的&asm.mbr.gbsize 改为&asm.mbr.cname &asm.mbr.gbsize, 即可实现。
3.有关Repeat Region 的命令应用
在应用BOM 的过程中,用户在做装配图时,有些可以定制成标准的table,直接应用,
有些则可以利用Repeat Region 中提供的功能随时进行调整。
在b 项完成后,用户在做装配图时,可直接调用上述的Format,则table 中会自动显
示当前模型的明细表。此时可进行调整Model/Rep:当工程图中含有不同的模型时,用此功
能可设定对应模型,而且一个装配模型可以拥有不同的简化表示(Simplfy Rep),而table
均可利用简化表示屏蔽掉不希望列出的子项,如,一个电缆(Harness)在装配中也作为一
个part,用户可用简化表示,Exlude 这个零件,然后选择Model/Rep。即可按简化模型显示
子项。
Attribute 在b 项中已解释。
Flat/Rec Item:在b 项中曾提到零部件的整理,如果用户将所有零件都显示,(Attribute,
No Dup/level, Recursive),而有些部件又不需展开,则可利用此项,选择子装配的名称,
Recursive 是展开,Flat 是收拢,即可不显示此部件所属的零部件,Default 是恢复成Attribute
中的形式。
Filters:此项是根据不同参数的设定来取舍子项,用By Item 可选择某一行不显示,用
By Rule 则可定义分类表格,如用户定义了Ctype 参数,a 代表基本件,b 代表标准件,而第
一个表格列出基本件,第二个表格列出标准件,则可利用此项,By Rule;Add 键入
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&arm.mbr.ctype= =a,而第二个表格,键入&asm.mbr.ctype= =b。如果在一个表格中,只想列
出零件而不需要部件(Assembly),则键入&asm.mbr.type= =part。请注意要两个等号,表示等
于,!=表示不等于, >=,<=等符号表示大于,小于。
Sort Regions:表格排序,在Pro/E 中,缺省的排序会是装配次序,用户需要时可自行
指定某一列或几列作为依据进行排序。
Comments:备注栏。在定义完Repeat Region 后,备注栏可不输入内容,而定义成
Comments cell,明细内容显示出来后,可直接用Enter text 键入相应的零部件行中,这样,
此信息便会跟随这个零件,表格次序的调整,不会改变他们的对应关系。
Indentation:可根据零部件装配层次的不同而将显示内容在排列上向后几个字符间距,
只需选择某个参数,并输入错位的间距(字符个数)即可。
Dash Item:可将表格中的某些内容用“-”代替,仅限于序号和数量,当一个序号变成
“-”后,其它序号会自动重排,保持连续。
Fix Index:可固定序号,有些用户在装配图中标注序号及指引线时,需要按顺时针或
逆时针排列。而在Pro/E 中,势必会影响明细表的排序。此时,最直接的办法是标注不论次
序排列完成后,再依据需要的序号去Fix Index,如明细表中20 号应为1 号,则Fix Index
选取表格,再选取20 号这一行,键入1,Done 完成后,则次序会改变,明细表及标注的序
号会同时改变,依次再设5 号为2,8 号为3,即可。但是不可以将10 再固定为2(原5 号
已固定为2),若需要再改变,必须先作Unfix。
Summation:统计功能。Pro/E 提供Repeat Region 的统计功能,如总数量、总重量。
做法为Summation,选择一个Repeat Region,Add,选取某一列,键入一个新的参数名称,
选取同一表格中非重复区域的一个空格放置计算结果,这个空格不可以是Repeat Region 中
的空格,也不可以是其它table 的空格。若想在其它table 中显示,可用Enter text,&parmname,
这里parmname 是刚才给定的参数名称,请注意,做此统计时,本列内容中不可有空内容或
其它非数字信息,如若有的零件未给cmass 参数,则无法统计总重,若数量栏做Dash Item
也无法统计。
Relations:用法如前所述,参数名不可用“.”或“-”、“-”
Switch Syms:明细表内容切换成参数名称。
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附录4:Pro/E config.pro 常见配置项
一) Config.pro 配置项
DRAWING_SETUP_FILE d:\ptc\proe2001\text\pro.dtl 此两项一定与该文件的当前
FORMAT_SETUP_FILE d:\ptc\proe2001\text\format.dtl 文件的位置与名字相匹配
MAKE_PARAMETERS_FROM_FMT_TABLES YES
PARENTHESIZE_REF_DIM YES
PRO_UNIT_LENGTH UNIT_MM
PRO_UNIT_MASS UNIT_KILOGRAM
TOL_DISPLAY YES
TOL_MODE NOMINAL   公差设置
TOLERANCE_STANDARD ISO
MENU_TRANSLATION BOTH
SYSTEM_EDGE_HIGH_COLOR 100 100 0
LINEAR_TOL 2 0 0.15
PEN1_LINE_WEIGHT 4
PEN2_LINE_WEIGHT 2   绘图笔粗细的权值
PEN4_LINE_WEIGHT 1
PLOTTER_COMMAND WINDOWS_PRINT_MANAGER

蜡人

382、607导热硅胶

一、产品特点

1、导热硅胶既有粘接作用,又有良好的导热(散热)性。

2、此胶是一种经过补强的中性有机硅弹性胶,胶固化后有良好的耐高低变化性能,

长期使用不会脱落,不会产生接触缝隙降低散热效果;因为有了补强,916胶有较高的粘接强度,剪切强度≥20kg/cm2,剥离强度≥6kg/cm。

3、具有优异的耐高低温性能。它的使用温度范围为-60~。

二、典型用途:

最主要的应用是代替导热硅脂(膏)作CPU与散热器、晶闸管智能控制模块与散热器、大功率电器模块与散热器之间的填充粘接。用此胶后可以除掉传统的用卡片和螺钉的连接方式,带来的结果是更可靠的填充散热、更简单的工艺、更经济的成本。...

一、产品特点

1、导热硅胶既有粘接作用,又有良好的导热(散热)性。

2、此胶是一种经过补强的中性有机硅弹性胶,胶固化后有良好的耐高低变化性能,

长期使用不会脱落,不会产生接触缝隙降低散热效果;因为有了补强,916胶有较高的粘接强度,剪切强度≥20kg/cm2,剥离强度≥6kg/cm。

3、具有优异的耐高低温性能。它的使用温度范围为-60~。

二、典型用途:

最主要的应用是代替导热硅脂(膏)作CPU与散热器、晶闸管智能控制模块与散热器、大功率电器模块与散热器之间的填充粘接。用此胶后可以除掉传统的用卡片和螺钉的连接方式,带来的结果是更可靠的填充散热、更简单的工艺、更经济的成本。

三、固化前后技术参数:

以上机械性能和电性能数据均在25℃,相对湿度55%固化7天后所测。

四、使用工艺:

1、清洁表面:将被粘或被涂覆物表面整理干净,除去锈迹、灰尘和油污等。

2、施    胶:拧开胶管盖帽,将胶液挤到已清理干净的表面,使之分布均匀,将被粘面合拢固定即可。

3、固    化:将被粘好或密封好的部件置于空气中,让其自然固化。固化过程是一个从表面向内部的固化过程,在24小时以内(室温及55%相对湿度)胶将固化2~4mm的深度,如果部位位置较深,尤其是在不容易接触到空气的部位,完全固化的时间将会延长,如果温度较低,固化时间也将延长。在作进一步处理或将被粘结的部件包装之前,建议用户等待足够长的时间以使粘合的牢固和整体性不被影响。

五、注意事项:

操作完成后,未用完的胶应立即拧紧盖帽,密封保存。再次使用时,若封口处有少许结皮,将其去除即可,不影响正常使用。胶在贮存过程中,管口部也有可能出现少量的固化现象,将之清除后可正常使用,不影响产品性能。

六、包装规格:

100ml/支,100支/箱。

七、贮存及运输:

1、此类产品属于非危险品,可按一般化学品运输。

2、本产品的贮存期为9个月(25℃)。

蜡人

钎焊

钎焊
soldering and brazing
  用比母材熔点低的金属材料作为钎料,用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊变形小,接头光滑美观,适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件,如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗,除去油污和过厚的氧化膜,保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01~0.1毫米之间。

钎焊基本知识概述1.1 概念
钎焊:利用熔点比母材低的填充金属(称为钎料),经加热熔化后,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,实现连接的焊接方法。
较之熔焊,钎焊时母材不熔化,仅钎...

钎焊
soldering and brazing
  用比母材熔点低的金属材料作为钎料,用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊变形小,接头光滑美观,适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件,如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗,除去油污和过厚的氧化膜,保证接口装配间隙。间隙一般要求在 0.01~0.1毫米之间。

钎焊基本知识概述1.1 概念
钎焊:利用熔点比母材低的填充金属(称为钎料),经加热熔化后,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,实现连接的焊接方法。
较之熔焊,钎焊时母材不熔化,仅钎料熔化;
较之压焊,钎焊时不对焊件施加压力。
钎焊形成的焊缝称为钎缝。
钎焊所用的填充金属称为钎料。
钎焊过程: 表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起,把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后,钎料熔化(工件未熔化),并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间,液态钎料与工件金属相互扩散溶解,冷疑后即形成钎焊接头。

1.2 焊接材料
1.2.1 钎料:即钎焊时用做填充金属的材料。
1.2.1.1 对钎料的基本要求:
①低于工件金属的熔点;
②有足够的浸润性(钎料流入间隙的性能);
③有与工件金属适当的溶解和扩散能力;
④焊接接头应具有一定的机械性能和物理、化学性能。
1.2.1.2 分类
根据熔点不同,钎料分为软钎料和硬钎料
①软钎料:即熔点低于450℃的钎料,有锡铅基、铅基(T<150℃,一般用于钎焊铜及铜合金,耐热性好,但耐蚀性较差)、镉基(是软钎料中耐热性最好的一种,T=250℃)等合金。
软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件,如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊(主要用于电子线路的焊接)
常用的软钎料有:锡铅钎料(应用最广、具有良好的工艺性和导电性,T<100℃)、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等。
软钎焊:指使用软钎料进行的钎焊。钎焊接头强度低(小于70Mpa)。
②硬钎料:即熔点高于450℃的钎料,有铝基、铜基、银基、镍基等合金。
硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件,如:自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等(主要用于机械零、部件的焊接)
常用的硬钎料有:铜基钎料、银基钎料(应用最广的一类硬钎料,具有良好的力学性能、导电导热性、耐蚀性。广泛用于钎焊低碳钢、结构钢、不锈钢、铜以及铜合金等)、铝基钎料(主要用于钎焊铝及铝合金)和镍基钎料(主要用于航空航天部门)等。
硬钎焊:指使用硬钎料进行的钎焊。钎焊接头强度较高(大于200Mpa)。
1.2.1.3 钎料的编号
国标:B(表钎料代号(Braze))+化学元素符号(表钎料的基本组元)+数字(表基本组元的质量分数(%))+元素符合(表钎料的其它组元,按含量多少排序,不标含量(最多不超过6个))----其它特性标记(表钎料的某些特性,如“V”表示真空级钎料,“R”表示即可作钎料,又可作气焊丝的铜锌含量)。
如:B(钎料代号)Ag72Cu(银基钎料WAg=72%,并含有铜元素)---V(真空级钎料)
部标:
(1)冶金部部标:
“H1(表示钎料)+元素符号(表钎料基础组元)+元素符号(表钎料主要组元)+数字(表除基础组元外的主要组元的含量)---数字(表钎料中除基本、主要组元之外的其它组元的含量)”
如H1SnPb10枣表示锡铅钎料 Wpb=10%
H1AlCu26-4枣表铝基三元合金钎料Wcu=26%,其它合金元素为4%
(2)机械部部标
“HL(表钎料)+数字(表示钎料的化学组成类型→‘1’表示铜锌合金;‘2’表示铜磷合金;‘3’表银合金;‘4’表铝合金;‘5’表锌合金;‘6’表锡铅合金;‘7’表镍基合金)+数字+数字(表示同一类型钎料中的不同牌号)”
如HL605——表第5号锡铅钎料。
1.2.2 钎焊焊剂
钎剂:即钎焊时使用的熔剂。
1.2.2.1 钎剂的作用:
(1)清除母材和钎料表面的氧化物及其它杂质
(2)以液态薄膜的形式覆盖在工件金属和钎料的表面上,隔离空气起保护作用──保护钎料及焊件不被氧化。
(3)改善液态钎料对工件金属的浸润性,增大钎料的填充能力。
1.2.2.2 分类:
钎剂通常分为软钎剂、硬钎剂和铝、镁、钛用钎剂三大类。
(1)软钎剂
按其成分可分为无机软钎剂(具有很高的化学活性,去除氧化物的能力很强。能显著地促进液态钎料对母材的润湿。组分为无机酸和无机盐。一般的黑色金属和有色金属,包括不锈钢、耐热钢和镍铬合金等都可使用,但它残渣有腐蚀性,焊后必须清除干净)和有机软钎剂两类。
按其残渣对钎焊接头的腐蚀作用可分为腐蚀性、弱腐蚀性和无腐蚀性三类,其中无机软钎剂均系腐蚀性钎剂;有机软钎剂属于后两类。
常用的软钎剂有磷酸水溶液(只限于300℃以下使用,是钎焊含Cr不锈钢或锰青铜的适宜钎剂)、氯化锌水溶液和松香(只能用于300℃以下钎焊表面氧化不严重的金、银、铜等金属)等。
(2)硬钎剂:
常用的硬钎剂有硼砂、硼酸(活性温度高,均在800℃以上,只能配合铜基钎料使用,去氧化物能力差,不能去除Cr、Si、Al、Ti等的氧化物)、KBF4(氟硼酸钾,熔点低,去氧化能力强,是熔点低于750℃银基钎料的适宜钎剂)等。

1.3 接头形式
钎焊接头承载能力与接合面大小有关。因此,钎焊接头一般采用搭接接头或套接接头。如图6-3-17所示:
图6-3-17 钎焊接头举例
设计钎焊接头时,应考虑钎焊件的装配定位和钎料的安置等。装配时,装配间隙要均匀、平整和适当。间隙太小,会影响钎料的渗入与润湿,达不到全部焊合;间隙太大,则浪费钎料,且会降低钎焊接头强度。一般钎焊接头间隙取为0.05~0.2mm。

1.4 加热方式:
钎焊的加热方式有烙铁加热、火焰加热、电阻加热、感应加热、浸渍加热和炉中加热等。
烙铁加热温度较低,一般只适于软钎焊。
浸渍加热类型有盐浴加热和金属浴加热,本身即提供钎剂或钎料,加热快,接头洁净。
炉中加热:气氛、炉温可控,加热均匀、焊件变形小。
浸渍加热和炉中加热均可用于同时焊多件或多条钎缝,特适合于焊接形状复杂且多钎缝的零件。



钎焊的特点及应用特点(1)钎焊加热温度较低,接头光滑平整,组织和机械性能变化小,变形小,工件尺寸精确。 (2)可焊异种金属,也可焊异种材料,且对工件厚度差无严格限制。 (3)有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头,生产率很高。 (4)钎焊设备简单,生产投资费用少。 (5)接头强度低,耐热性差,且焊前清整要求严格,钎料价格较贵。 应用: 钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构,如夹层构件、蜂窝结构等,也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。   钎焊时,对被钎接工件接触表面经清洗后,以搭接形式进行装配,把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后,钎料将熔化并浸润焊件表面。液态钎料借助毛细管作用,将沿接缝流动铺展。于是被钎接金属和钎料间进行相互溶解,相互渗透,形成合金层,冷凝后即形成钎接接头。   钎焊的特点是接头表面光洁,气密性好,形状和尺寸稳定,焊件的组织和性能变化不大,可连接相同的或不相同的金属及部分非金属。钎焊时,还可采用对工件整体加热,一次焊完很多条焊缝,提高了生产率。但钎焊接头的强度较低,多采用搭接接头,靠通过增加搭接长度来提高接头强度;另外,钎焊前的准备工作要求较高。   目前,钎焊在机械、电机、仪表、无线电等部门都得到了广泛的应用。   钎焊的特点是钎料熔化而焊件不熔化。为了使钎接部分连接牢固,增强钎料的附着作用,钎焊时要用钎剂,以便清除钎料和焊件表面的氧化物。 硬钎料(如铜基、银基、铝基、镍基等),具有较高的强度,可以连接承受载荷的零件,应用比较广泛,如硬质合金刀具、自行车车架。 较钎料(如锡、铅、铋等),焊接强度低,主要用于焊接不承受载荷但要求密封性好的焊件,如容器、仪表元件等。 钎焊主要在机械、电机、仪表、无线电等制造业中得到广泛应用。
 钎焊采用熔点低于母材的合金作钎料,加热时钎料熔化,并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内,而母材处于固态,依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。钎焊对母材的物理化学性能影响小,焊接应力和变形较小,可焊接性能差别较大的异种金属,能同时完成多条焊缝,接头外表美观整齐,设备简单,生产投资小。但钎焊接头的强度较低,耐热能力差。
  应用:硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器等;在微波波导、电子管和电子真空器件的制造中,钎焊甚至是唯一可能的连接方法。


钎料和钎剂(一)钎料的润湿与铺展
钎焊时,只有熔化的液体钎料很好地润湿母材表面才能填满钎缝。衡量钎料对母材润湿能力的大小,可用钎料(液相)与母材(固相)相接触时的接触夹角大小来表示。影响钎料润湿母材的主要因素有:
1.钎料和母材的成份
若钎料与母材在固态和液态下均不发生物理化学作用,则他们之间的润湿作用就很差,如铅与铁。若钎料与母材能相互溶解或形成化合物,则认为钎料能较好地润湿母材,例如银对铜。
2.钎焊温度
钎焊加热温度的升高,由于钎料表面张力下降等原因会改善钎料对母材的润湿性,但钎焊温度不能过高,否则会造成钎料流失,晶粒长大等缺陷。
3.母材表面氧化物
.如果母材金属表面存在氧化物,液态钎料往往会凝聚成球状,不与母材发生润湿,所以,钎焊前必须充分清除氧化物,才能保证良好的润湿作用。
4.母材表面粗糙度
当钎料与母材之间作用较弱时,母材表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用,可以改善钎料在母材上的润湿与铺展。
5.钎剂
钎焊时使用钎剂可以清除钎料和母材表面的氧化物,改善润湿作用。
(二)钎料的毛细流动
钎焊时,液体钎料要沿着间隙去填满钎缝,由于间隙很小,如同毛细管,所以称之为毛细流动。毛细流动能力的大小,能决定钎料能否填满钎缝间隙。
影响液体钎料毛细流动的因素很多,主要有钎料的润湿能力和接头间隙大小等,如钎料对母材润湿性好,接头有较小的间隙,都可以得到良好的钎料流动与填充性能。
(三)钎料与母材的相互作用
液态钎料在毛细填隙过程中与母材发生相互物理化学作用,这些相互作用对钎焊接头的性能影响很大,它们可以分为两种:
1.母材向钎料的溶解
钎焊时一般都发生母材向液体钎料的溶解过程,可使钎料成份合金化,有利于提高接头强度。但母材的过度溶解会使液体钎料的熔点和粘度升高,流动性变差,往往导致不能填满钎缝间隙,同时可能使母材表面因过分溶解而出现凹陷等缺陷。
2.钎料组份向母材扩散
钎焊时,也出现钎料组份向母材的扩散,扩散以两种方式进行:一种是钎料组元向整个母材晶粒内部扩散,在母材毗邻钎缝处的一边形成固溶体层,对接头不会产生不良影响。另一种是钎料组元扩散到母材的晶粒边界,常常使晶界发脆,尤其是在薄件钎焊时比较明显。


  为了使钎接部分连接牢固,增强钎料的附着作用,钎焊时要用钎剂。它的作用是清除钎料和母材表面的氧化物,保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化,改善液态钎料对焊件的润湿性。
  常用的钎料一般有两类。一类是硬钎料,熔点在450℃以上,常用的钎料有铜基、银基、铝基、镍基等合金。钎剂常用硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。硬钎焊的加热源有焊炬火焰、电阻电热、感应加热、盐浴加热及炉内加热等。钎接接头强度较高,适于钎焊受力较大或工作温度较高的工件,如硬质合金刀具、自行车车架等,通常把这类钎焊称为硬钎焊;另一类是软钎料,熔点在450℃以下,应用最广泛的软钎料是锡基合金,多数软钎料适合的焊接温度为200-400℃,钎剂为松香、松香酒精溶液、氯化锌溶液,加热方法常用烙铁加热。钎接接头强度较低,适于钎接受力不大或工作温度较低的工件,如容器、仪表元件等,通常把这类钎焊称为软钎焊。
  钎料是形成钎焊接头的填充金属,钎焊接头的质量在很大程度上取决钎料。钎料应该具有合适的熔点、良好的润湿性和填缝能力,能与母材相互扩散,还应具有一定的力学性能和物理化学性能,以满足接头的使用性能要求。

钎焊常用的工艺方法钎焊过程的主要工艺参数是钎焊温度和保温时间。钎焊温度通常选为高于钎料液相线温度25 ^- 60 'C,以保证钎料能填满间隙。
钎焊保温时间视工件大小及钎料与母材相互作用的剧烈程度而定。大件的保温时间应长些,以保证加热均匀。钎料与母材作用强烈的,保温时间要短。一般说来,一定的保温时间是促使钎料与母材相互扩散,形成牢固结合所必需的。但过长的保温时间将导致熔蚀等缺陷的发生。

  钎焊常用的工艺方法较多,主要是按使用的设备和工作原理区分的。如按热源区分则有红外、电子束、激光、等离子、辉光放电钎焊等;按工作过程分有接触反应钎焊和扩散钎焊等。接触反应钎焊是利用钎料与母材反应生成液相填充接头间隙。扩散钎焊是增加保温扩散时间,使焊缝与母材充分均匀化,从而获得与母材性能相同的接头。几乎所有的加热热源都可以用作钎焊热源,并依此将钎焊分类:
  烙铁钎焊  用于细小简单或很薄零件的软钎焊。
  波峰钎焊  用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊时,250℃左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰,工件经过波峰实现焊接。这种方法生产率高,可在流水线上实现自动化生产。
  火焰钎焊  用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。火焰钎焊设备简单、操作方便,根据工件形状可用多火焰同时加热焊接。这种方法适用于自行车架、铝水壶嘴等中、小件的焊接。
  浸沾钎焊  将工件部分或整体浸入覆盖有钎剂的钎料浴槽或只有熔盐的盐浴槽中加热焊接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为准确,适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂组成。焊后工件上常残存大量的钎剂,清洗工作量大。
  感应钎焊  利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远离电源的现场进行钎焊,特别适用于某些大型构件,如火箭上需要拆卸的管道接头的焊接。
  炉中钎焊  将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接,常需要加钎剂,也可用还原性气体或惰性气体保护,加热比较均匀。大批量生产时可采用连续式炉。
  真空钎焊  工件加热在真空室内进行,主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。

钎焊接头  如图3-31所示,钎焊一般采用板料搭接和套管嵌接的形式。这样可以通过增加焊件之间的结合面,来弥补钎料强度的不足,保证接头的承载能力。这种接头形式还便于控制接头的间隙,适当的间隙可以使钎料在接头中均匀分布,达到最佳的钎焊效果。钎焊接头的间隙范围一般是0.05~0.2mm。
  钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此,钎焊一般采用搭接接头和套件镶接,以弥补钎焊强度的不足。

钎焊的分类  钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料,加热后,钎料熔化,焊件不熔化,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散,将焊件牢固的连接在一起。
  根据钎料熔点的不同,将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。
(1)软钎焊:软钎焊的钎料熔点低于450°C,接头强度较低(小于70 MPa)。
  软钎焊  多用于电子和食品工业中导电、气密和水密器件的焊接。以锡铅合金作为钎料的锡焊最为常用。软钎料一般需要用钎剂,以清除氧化膜,改善钎料的润湿性能。钎剂种类很多,电子工业中多用松香酒精溶液软钎焊。这种钎剂焊后的残渣对工件无腐蚀作用,称为无腐蚀性钎剂。焊接铜、铁等材料时用的钎剂,由氯化锌、氯化铵和凡士林等组成。焊铝时需要用氟化物和氟硼酸盐作为钎剂,还有用盐酸加氯化锌等作为钎剂的。这些钎剂焊后的残渣有腐蚀作用,称为腐蚀性钎剂,焊后必须清洗干净。

(2)硬钎焊:硬钎焊的钎料熔点高于450°C,接头强度较高(大于200 MPa)。
  硬钎焊  接头强度高,有的可在高温下工作。硬钎焊的钎料种类繁多,以铝、银、铜、锰和镍为基的钎料应用最广。铝基钎料常用于铝制品钎焊。银基、铜基钎料常用于铜、铁零件的钎焊。锰基和镍基钎料多用来焊接在高温下工作的不锈钢、耐热钢和高温合金等零件。焊接铍、钛、锆等难熔金属、石墨和陶瓷等材料则常用钯基、锆基和钛基等钎料。选用钎料时要考虑母材的特点和对接头性能的要求。硬钎焊钎剂通常由碱金属和重金属的氯化物和氟化物,或硼砂、硼酸、氟硼酸盐等组成,可制成粉状、糊状和液状。在有些钎料中还加入锂、硼和磷,以增强其去除氧化膜和润湿的能力。焊后钎剂残渣用温水、柠檬酸或草酸清洗干净。

  注意:母材的接触面应很干净,因此要用钎剂。钎剂的作用是去除母材和钎料表面的氧化物和油污杂质,保护钎料和母材接触面不被氧化,增加钎料的润湿性和毛细流动性。钎剂的熔点应低于钎料,钎剂残渣对母材和接头的腐蚀性应较小。软钎焊常用的钎剂是松香或氯化锌溶液,硬钎焊常用的钎剂是硼砂、硼酸和碱性氟化物的混合物。

本文引用地址:http://www.weldr.net/simple/skill/html/content_1422.htm
钎焊后清洗
钎剂残渣大多数对钎焊接头起腐蚀作用,也妨碍对钎缝的检查,常需清除干净。
含松香的活性钎剂残渣可用异丙醇、酒精、三氯乙烯等有机溶剂除去。
由有机酸及盐组成的钎剂,一般都溶于水,可采用热水洗涤。由无机酸组成的软钎剂溶于水,因此可用热水洗涤。含碱金属及碱土金属氯化物的钎剂(例如氯化锌),可用2%盐酸溶液洗涤。
硬钎焊用的硼砂和硼酸钎剂残渣基本上不溶于水,很难去除,一般用喷砂去除。比较好的方法是将已钎焊的工件在热态下放入水中,使钎剂残渣开裂而易于去除。
含氟硼酸钾或氟化钾的硬钎剂(如剂102)残渣可用水煮或在10%柠檬酸热水中清除。
铝用软钎剂残渣可用有机溶剂(例如甲醇)清除。
铝用硬钎剂残渣对铝具有很大的腐蚀性,钎焊后必须清除干_净。下面列出的清洗方法,可以得到比较好的效果。
(1)60^-80'C热水中浸泡l Omin,用毛刷仔细清洗钎缝上的残渣,冷水冲洗HN0315%水溶液中浸泡约30min,再用冷水冲洗。
(2> 60-80'C流动热水冲洗10 -10 min o放在65~75'C,Cr032%H3r'045%水溶液中浸泡5m in,再用冷水冲洗,热水煮,黔冷水浸泡8h。

钎焊接头的质量检验(一)钎焊接头的缺陷
纂钎焊接头内常见的缺陷及其成因如下:今1.填隙不良,部分间隙未被填满
产生原因:
(l)接头设计不合理,装配间隙过大或过小,装配时零件歪季斜。
(2)钎剂不合适,如活性差,钎剂与钎料熔化温度相差过大,绮剂填隙能力差等;或者是气体保护钎焊时气体纯度低,真空钎焊时真空度低。
(3)钎料选用不当,如钎料的润湿作用差,钎料量不足。蒙(4)钎料安置不当。
(5)钎焊前准备工作不佳,如清洗不净等。套(6)钎焊温度过低或分布不均匀。

2.钎缝气孔产生原因:
(1)接头间隙选择不当。
(2)钎焊前零件清理不净。
(3)钎剂去膜作用或保护气体去氧化物作用弱。(4)钎料在钎焊时析出气体或钎料过热。
3.钎缝夹渣
产生原因:
(1)钎剂使用量过多或过少。
(2)接头间隙选择不当。
(3)钎料从接头两面填缝。
(4)钎料与钎剂的熔化温度不匹配。
(5)钎剂比重过大。
(6)加热不均匀。
4.钎缝开裂
产生原因:
1>由于异种母材的热膨胀系数不同,冷却过程中形成的内应力过大。
(2)同种材料钎焊加热不均匀,造成冷却过程中收缩不一致。
(3)钎料凝固时,零件相互错动。
(4)钎料结晶温度间隔过大。(4)钎料结晶温度间隔过大。(5)钎缝脆性过大。
5.钎料流失
产生原因:
<1)钎焊温度过高或保温时间过长。
(2)钎料安置不当以致未起毛细作用。
(3)局部间隙过大。6.母材被溶蚀
产生原因:
(1)钎焊温度过高,保温时间过长。(2)母材与钎料之间的作用太剧烈。(3)钎料量过大。

钎焊接头缺陷的检验方法
钎焊接头缺陷的检验方法可分为无损检验和破坏性检验。
1.外观检查
.乱外观检查是用肉眼或低倍放大镜检查钎焊接头的表面质量,如钎料是否填满间隙,钎缝外露的一端是否形成圆角,圆角是否均匀,表面是否光滑,是否有裂纹、气孔及其它外部缺陷。
2.表面缺陷检验
熟表面缺陷检验法包括荧光检验、着色检验和磁粉检验。它们用沫检查外观及检查发现不了的钎缝表面缺陷,如裂纹、气孔等。荧睡检验一般用于小型工件的检查,大工件则用着色探伤法,磁粉检淞法只用于磁性金属。
3.内部缺陷检验
爵采用一般的X射线和,射线、超声波和致密性检验。
窿X射线和y射线是检验重要工件内部缺陷的常用方法,它可显示钎缝中的气孔、夹渣、未钎透以及钎缝和母材的开裂,超声波检验所能发现的缺陷范围与射线检验相同。豁钎焊结构的致密性检验常用方法有一般的水压试验、气密试黔、“透试验、煤油渗透试验和质谱试验等方法。其中水压试验犷于高压容器,气密试验及气渗透试验用于低压容器,煤油渗透试彝用于不受压容器;质谱试验用于真空密封接头。



常用金属材料的钎焊一、碳素钢及低合金钢的钎焊
碳素钢表面的氧化物为FeO,Fe203等。低合金结构钢表面除了生成氧化铁以外,还可能生成合金元素的氧化物。除了铬、铝的氧化物影响较大以外,其它氧化物都较易清除。
(一)钎料
碳素钢、低合金钢软钎焊时,可采用各种软钎料,其中以锡铅钎料应用最广泛。使用HISnYb10锡铅钎料钎焊的低碳钢接头抗拉强度为93MPa,抗切强度为37MPa。当采用 HlSnrbs8-2钎料时,则分别提高到113MPa及49MPa。当采用铜、铜基钎料及银基钎料进行硬钎焊时,可获得较高的接头强度。
例如使用HUL钎料时,接头抗拉强度为323MPa,抗切强度为
a o当使用BAg40Cuf-nUd钎料时,则分别提高到38sMPa及203MPa。
(二)钎剂
软钎焊时,钎剂采用氯化锌水溶液或氯化锌、氯化钱水溶液。使用铜基钎料时,采用硼砂硼酸类钎剂或Q7301。用银基钎料时,采用QJ1o1,QJ1o2等。
二、不锈钢的钎焊
由于不锈钢含有铬、钥、钦等合金元素,所以它的表面氧化物种类也很多,其中铬及钦的氧化物化学稳定性最好。必须采用活性很强的钎剂以及保护气体或真空度高的钎焊方法。
(一)钎料
根据钎焊件的使用要求、钎焊接头的性能、钎焊温度等,可选用不同的软钎料及硬钎料。
(二)钎剂
由于铬会形成稳定的氧化物,因此应该采用活性很强的钎剂。软钎焊时,必须采用氯化锌盐酸溶液、氯化锌一氯化钱盐酸溶液或磷酸。
硬钎焊时,在用银铜锌、银铜锌锡钎料时可采用Q7101,QJIV2。用铜基钎料钎焊时,应采用含氟化钙的QJZOOo

钎料及其选用(1)钎料应具有合适的熔化温度范围,至少应比母材的熔化温度范围低几十度。
<2)在钎焊温度下,应具有良好的润湿性,以保证充分填满钎缝间隙。
<3)钎料与母材应有扩散作用,以使其形成牢固的结合。
(4)钎料应具有稳定和均匀的成分,尽量减少钎焊过程中合金元素的损失。
(5)所获得的钎焊接头应符合产品的技术要求,满足力学性能、物理化学性能、使用性能方面的要求。
(0)钎料的经济性要好。应尽量少含或不含稀有金属和贵重金属。还应保证钎焊的生产率要高。
(7)钎料应具有加工变形能力,以便于制成各种形状。二、钎料的分类
1.按照钎料的熔化温度范围分
(1)熔点低于450℃的钎料称为软钎料如稼基、秘基、锢基、锡基、铅基、福基、锌基等合金。
(2)熔点高于450 `C的钎料称为硬钎料(俗称难熔钎料)如铝基、镁基、铜基、银基、锰基、金基、镍基、把基、钦基等合金。
2.按照钎料的主要合金元素分
钎料按其主要合金元素可分为锡基、铅基、铝基等钎料。3.按照钎料的制成形状分
钎料按其制成形状可分为丝、棒、片、箔、粉状或特殊形状钎料(例如环形钎料或膏状钎料等)。

钎焊操作中的安全与防护一、浸沾钎焊操作安全与防护
浸沾钎焊分为盐浴钎焊和金属浴钎焊两种。它们是将钎焊件局部或整体浸入熔融的盐液或熔态钎料中进行加热和钎焊的方
法。浸沽钎焊的优点是加热速度快,生产效率高,液态介质保护焊件不氧化。特别适用于大规模连续性生产。缺点是能源消耗量大,钎焊过程中从熔盐中挥发出大量有害气体,严重污染环境。因此浸沾钎焊操作
的人身安全。
盐浴钎焊时所用的盐类,多含有氯化物、氟化物和氰化物,它秀们在钎焊加热过程中会严重地挥发出有毒气体。另外在钎料中又
、含有挥发性金属,如锌、锡、铅、铰等,这些金属蒸气对人体十害,如铰蒸气甚至有剧毒。在软钎焊时,钎剂中所含的有机溶液蒸
退发出来的气体对人体也十分有害口因此,
属蒸气,必须采取有效通风措施进行排除。
另外,在浸沾钎焊过程中,特别重要的是要把浸入盐浴槽中的
:焊件必须烘烤十分干燥,不得在焊件上留有水分,否则当浸入盐浴槽时,瞬间即可产生大量蒸气,使溶液飞溅,发生剧烈爆炸,造成严:重的火灾和烧伤人体,在向盐浴槽中添加钎剂时,也必须事先把钎擎剂充分烘干,不仅要求除
晶水,否则也会引发爆炸。
二、感应钎焊操作安全与防护感应钎焊是将钎焊件放
靠感应电流加热焊件。
生产实践表明,感应钎焊时电流频率使用范围较宽,一般可在10-,UVkHz间选用。目前商售高
和真空管式高频电源都可用于感应钎焊。
一高频感应加热电源在工作过程中高频电磁场泄漏严重,对其周围环境构成严重电磁波污染,主要表现为无线电波干扰和对人员身
、体健康的危害两个方面,同时污染的强度又和高频电源的功率成正圣比,所以在进行感应钎焊时,必须对高频电磁场泄漏采取严
护措施,以降低对环境和人体的污染,使其达到无害的程度高频电磁场对人体的危害主要是引起中枢神经系统的机能障
碍和交感神经紧张为主的植物神经失调。主要症状是头昏、头痛、
全身无力、疲劳、失眠、健忘、易激动,工作效能低,还有多汗消瘦等症状发生。但是造成上述机能的障碍,不属于器质性的改
变,只要脱离工作现场一段时间,人体即可恢复正生产实践经验表明,对高频加热电源最有效的防护是对其泄漏出来的电磁场进行有效地屏蔽。通常是采用整体屏蔽,即将高频设备和馈线、感应线圈等都放置在屏蔽室内,操作人员在屏蔽室外进行操作。
屏蔽室的墙壁一般用铝板、铜板或钢板制成,板厚一般为1. 2- 1. 5mm。操作时对需要观察的部位可装活动门或开窗口,一般用40目(孔径0. 450mm)的铜丝屏蔽活动门或窗口。
对于功率较大的高频设备还可用复合屏蔽的方法增强防护效果。通常是在屏蔽室内将高频变压器和馈线等高频泄漏源先用金属板或双层金属网进行局部屏蔽,为了解决高场强的近区装置的发热间题,屏蔽罩需留有适当的缝隙,以切断感生电流,这当然对高频防护是不利的。
此外,为了高频加热设备工作安全,要求安装专用地线,接地电阻要小于4n。而在设备周围,特别是工人操作位置要辅耐压35kV绝缘橡胶板。
设备启动操作前,仔细检查冷却水系统,只有当水冷系统工作正常时,才允许通电预热振荡管。
设备检修一般不允许带电操作,如实在需要带电检修,操作者必须穿绝缘鞋,带绝缘手套,必须另有专人监护。停电检修时,必须切断总电源开关,并用放电棒将各个电容器组放电后,才允许进行检修工作。
三、炉中钎焊操作安全与防护
炉中钎焊包括气体保护炉中钎焊和真空炉中钎焊两种。常用的保护气体为氢、氢和氮气。氨、氮气体不嫩烧,使用时比较安全。氢为易燃易爆气体,使用时要严加注意。防止氢气爆炸的主要措施有加强通风,除氢炉操作间整体通风外,设备上方要安装局部排风设施,设备启动前必须先开通风,定期检查设备和供气管道是否漏气,若发现漏气必须修复后才能使用。氢炉启动前,应先向炉内充截气以排除炉内空气,然后通HZ排NZ,绝对禁止直接通H:排除护内空气。熄炉时也要先通N:排H:,然后才可停炉。密闭氢炉必须安装防爆装置,氢炉旁边应常备氮气瓶,当HZ气突然中断供气时应立即通氮气保护炉腔和焊件。
此外,HZ炉操作间内禁止使用明火,电源开关最好用防爆开关,氢炉接地要良好等。真空炉使用安全可靠,操作时要求炉内保特清洁,真空炉停炉不工作时也要抽真空保护,不得泄漏大气。
全钎焊完毕时,炉内温度降到400 `C以下,才可关闭扩散泵电棘,待扩散泵冷却低于70 `C时才可关闭机械泵电源,保证钎焊件知炉腔内部不被氧化。
禁止在真空炉中钎焊含有Zn,Mg,P,Cd等易蒸发元素的金属或合金,以保持炉内清洁不受污染。


国外焊接技术最新进展情况 ( 钎焊 )  由于焊接的热输入是可选择的,所以为激光束钎焊在电子行业的封装陶瓷玻璃外壳应用开辟了新的途径。在氧化铝基体材料上、在D263窗玻璃(硼硅酸玻璃)平块窗玻璃上和两块平块窗玻璃上用膨胀系数相当的玻璃钎料进行的钎焊试验表明,钎焊接头没有任何裂缝,气孔率低,密封性好,不漏氦气。
  电弧螺栓钎焊(ASB)已经达到适合作为制造业连接技术的阶段。例如:现在它已经应用于连接高碳钢的钢板和螺栓,在普通焊接中,零件会变得更硬且脆,甚至对于直径为16mm的螺栓,熔深实际为零。而ASB则大大减少了氢致裂缝,由于金属间相的存在,提高了硬度,因此能够在非合金钢和合金Cr-Ni钢之间进行螺栓连接。
  最初的试验表明,甚至能将Cr-Ni螺栓与铝板钎焊到一起。使用与螺栓焊相同的设备技术也可进行电弧螺栓钎焊,特别是短时间抬起起弧的方案极其适合。在电弧螺栓钎焊中,不象螺栓焊那样电弧在被连接的零件之间产生通常的熔池。
  下面的实例表明了ASB应用的可能性。
  例如:对于0.8l%的9ISZV的铁轨材料,用箔钎料进行ASB焊接达到了很好的效果,在拉伸和折弯试验中,试件被损坏,螺栓未受影响,而且可以被折弯到90o;另一项是在建筑监管部门使用的电弧螺栓钎焊也获得了良好的结果。使用ASB技术,甚至可以将φ16mm的“黑色”螺栓钎焊到“白色”的钢板上(Cr-Ni,厚度为2.5mm)。当板材厚度达到1.5mm时,ASB接头的强度要低于螺栓的焊缝,但高于普通火焰钎焊的接头。当板厚>1.5mm时,在同样的材料之间,ASB接头的强度与螺栓焊的接头相同。对这两种焊接进行比较,电弧螺栓钎焊所需的热量输入大大降低,大大减少了熔深,并且强度高,甚至对于对硬度增加敏感的钢材也是如此。
  随着镁作为制造材料的增加,钎焊技术也得到相应的发展,AZ91A和AZ31是作为基体材料的。根据漫流实验的测试结果,Mg-Zn合金可以用来作为钎焊钎料,不同的纯金属箔用来作为点钎焊试验的消耗材料。研究表明,用Mg-Zn钎焊焊料可以连接钎焊AZ91A材料。对于点钎焊来说,铝箔是最适合的消耗材料。
  为了进行氧化铝和金属的钎焊,还开发了钯基高温钎焊合金。它除了高熔化温度(1555℃)和抗氧化特性外,钯可以与许多元素形成晶体,这就有可能根据需要开发钎料,铬、钒、钛和钇可作为合金元素加入。在钎焊氧化铝(Al300含有97.6%的Al2O3,并把CaO和SiO2作为冶金粉末加入;Al997含有99.7%的Al2O3)的过程中,对钯钎焊合金的浸润特性和钎接特性进行了实验研究。为此,不仅使用Pd-6Cr、Pd-10Cr和Pd-6V钎焊合金制作金属箔,而且也使用纯的钯、钛、钇、钒和铬元素钎焊合金制作金属箔。
  由于氧化的问题,不可能清楚地认识合金金属箔的浸润特性。似乎Al 997可以浸润,而 AI 300不能。与此形成鲜明对照的是,在现场用 Al 300制作的合金却表现出良好的浸润特性,所有的钎焊合金在室温下都能获得较高的连接强度。用Pd-6Cr焊制的接头其强度可以耐1000℃的高温

蜡人

21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望

21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望

摘要:简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展,并对国内外铝合金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术的最新发展和应用前景,其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度和焊接结构安全评定技术。

关键词:铝合金;焊接;航天

1 前 言

铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性,同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性,因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。

例如,铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱,航...

21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望

摘要:简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展,并对国内外铝合金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术的最新发展和应用前景,其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度和焊接结构安全评定技术。

关键词:铝合金;焊接;航天

1 前 言

铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性,同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性,因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。

例如,铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱,航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱等也都采用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦广泛选用了铝合金作为主要结构材料。

航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的联系,本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极有应用前景的铝合金焊接工艺技术。

2 铝合金焊接技术的发展

2.1 LD10CS铝合金焊接回顾

早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要采用Al Mg系列合金,特别是退火和半冷作硬化状态的LF3、LF6防锈铝的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能〔1〕。

随着航天技术的发展,运载火箭的推进剂贮箱结构材料,从使用非热处理强化的防锈铝,转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。LD10CS合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。由于它的超低温性能较好,因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上也获得了应用。

需要指出的是LD10合金的焊接性能较差,焊接时形成热裂纹的倾向较大,对焊接过程中的各种因素也比较敏感,焊接接头的断裂韧度较低,特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时,液压强度试验时试验件经常发生低压爆破。

20世纪70年代,在研制LD10合金火箭推进剂贮箱初期,在焊接工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层焊”工艺(正面打底、盖面,背面清根封焊)使焊接接头性能达到了设计要求。在LD10焊接生产实践中总结得出:如果焊接接头区的延伸率不小于3%,则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许多年中,一直以“延伸率不小于3%”作为一个重要的验收指标。

几十年来,焊接工艺主要是氩弧焊(TIG),包括手工氩弧焊和自动氩弧焊。从焊接工艺方面看,为了减少焊接结构的焊接残余应力和变形,通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于热处理强化铝合金,由于焊接热过程的作用,在焊接热影响区存在软化区,塑性较好,强度较低。焊接接头强度系数为0.5~0.7。

为什么LD10CS贮箱采用两面三层焊工艺?理论分析和实践结果表明,若不采用此焊接方法,就会造成LD10CS铝合金焊接接头塑性较差,且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时,清根和封底焊可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大,热影响区发生不同程度的退火或过时效,使硬度降低,塑性提高,焊接拉伸试样断裂的位置是焊接软化区。这样在结构中,焊接接头在复杂的应力状态下以软化区的塑性和变形补偿了熔合区塑性的不足。但贮箱焊缝补焊后,有时仍发生低压爆破。

由于两面焊的特殊要求,限制了自动焊及焊接新技术(如真空电子束焊、变极性等离子焊等)的应用。这是因为,氩弧焊焊接热输入量比高能束的真空电子束焊要大,同时考虑到焊接接头的结构承载适应能力,难以应用焊接热输入较为集中的焊接新技术,制约了焊接新技术的应用。

在焊接生产中,铝合金焊缝内常见的缺陷为焊缝气孔。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因。基体金属中含氢量、焊丝及基体金属表面氧化膜吸附的水分以及弧柱气氛中的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。航天焊接工作者经过不懈的攻关和努力保证了航天焊接产品的交付和发射成功。但是,由于诸多因素和条件的限制,在生产中个别贮箱仍存在气孔超差。

在焊接材料方面,国外使用的是焊接专用板材,基体金属的氢含量小于2×10-7 。而国内铝合金板材制造技术条件中尚无对氢含量的要求。

2.2 铝合金2219和铝锂合金焊接概述

2219高强铝合金的突出特点是焊接性能好,从-253℃到+200℃均具有良好的力学性能、抗应力腐蚀性能,对焊接热裂纹的敏感性较低,焊接接头塑性及低温韧性较好。在美国已作为推进剂贮箱的主要结构材料,美国土星Ⅴ号Ⅰ级贮箱等均采用了2219铝合金。前苏联在能源号和暴风雪号航天飞机均大量采用了1201(相当于2219)铝合金。

国内研制的S147铝合金与2219铝合金相类似,生成焊接裂纹的倾向性较低,但生成气孔的敏感性较强,尤其是熔合区、密集的微气孔是影响焊接接头性能的主要缺陷。

随着航天技术的发展,对铝合金的强度和减重提出了更高的要求,铝锂合金在近几十年得到了迅猛的发展。因为每加入1%Li,可使铝合金质量减轻3%,弹性模量提高6%,比弹性模量增加9%,这种合金与在飞机产品上普遍使用的2024和7075合金相比,密度下降7%~11%,弹性模量提高12%~18%。前苏联的1420合金与广泛使用的杜拉铝(硬铝)Д16(2024)合金相比,密度下降12%,弹性模量提高6%~8%,抗腐蚀性好,疲劳裂纹扩展速率低,强度、屈服强度和延伸率相近、焊接性较好〔2〕。

前苏联航空材料研究所(ВИАМ)И.Н.Фридляндер等人于20世纪60年代在发明了Al Mg Li系的1420合金不久,就对该合金的焊接开展了研究。70年代对该合金的焊接研究已经取得了成果,他们认为这种合金氩弧焊时,可采用AM г6、AM г6T和1557焊丝,焊接接头的强度系数达到0.7以上。焊前、焊后热处理对焊接接头强度有很大的影响,淬火状态下焊接的接头强度比淬火及人工时效状态焊接的强度低78.5 MPa,焊后淬火及人工时效又可以使焊接接头的强度系数达到0.9~1.0。1980年1420合金被用于制造米格-29超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱,这使飞机的重量明显降低了24%。至今,1420合金已成功使用了30多年,广泛用于军用、民用飞机和火箭上〔3〕。

20世纪80年代俄罗斯研制了高强度、高模量的1460(Al Cu Li)合金,这种合金由于加入了Sc元素强化,使晶粒和亚晶结构变化,拉伸强度提高30~50 MPa,焊接性能明显改善。1460合金焊接工艺与1420合金基本相同,可采用1201(Al Cu Mn)合金焊丝焊接,也可在焊丝中添加钪(Sc)元素。在对多种成分比较试验后,推荐应用CB-1207或CB-1217焊丝,这种焊丝的成分是在AL Cu基础上添加Cu、Sc、Zr、Ti等,具体成分有待于进一步了解。应用此种焊丝可以显著地降低焊缝热裂纹敏感性,氩弧焊焊接接头强度大于250 MPa,焊接接头强度系数大于0.5,焊后热处理焊接接头的强度、硬度增加。〔4~8〕 这种焊丝可以保证无裂纹和细晶粒结构的接头,合理的选择焊接工艺和焊前准备可得到无气孔的焊接接头。

美国发现者号航天飞机的外贮箱采用了2195(Al Cu Li Mg)高强铝锂合金,取代原来使用了25~40年的2219合金。新设计的贮箱SLWT(Super Light Weight Tank超轻重量贮箱),比原来的贮箱减重5%,即3 405 kg,其中LH2箱减重1 907 kg、LO2箱减重736 kg,箱间段减重341 kg,其他减重422 kg。每减轻1 kg质量可以增加1 kg有效载荷,这样就增加3 405 kg的有效载荷。美国总共生产120台SLWT,完成全部航天飞行计划〔9~10〕。

2195-T8合金的贮箱采用4043焊丝,变极性等离子弧焊 (VPPA)焊接。VPPA具有高的电弧温度、高的电弧电压和更集中的热量。VPPA焊接2195-T8铝锂合金的关键是焊缝背面保护,铝锂合金含有活泼的Li元素,如焊接时背面保护不好,极易氧化。马歇尔飞行中心研制出长229 mm、宽25.4 mm、高152 mm的不锈钢“保护盒”,“保护盒”在焊接时随焊枪行走,使焊缝区域氧气少于0.5%。另外,研制了直径51 mm、长229 mm的不锈钢管装在工件背面,焊接时随焊枪移动,也可有效保护背面焊缝。如果这两种保护装置同时使用,效果更好。


3 极具前途的几种工艺技术

3.1 变极性等离子弧焊接技术(VPPA)

1978年,美国NASA宇航局马歇尔宇航中心决定变极性等离子弧焊技术部分取代钨极氩弧焊工艺焊接航天飞机外贮箱。航天飞机外贮箱材料为2219铝合金,共焊接了6400 m焊缝,经100% X射线检测,未发现任何内部缺陷,焊缝质量比TIG多层焊明显提高。

变极性等离子焊接技术用于铝合金焊接,单道焊接铝合金厚度可达25.4 mm。其工艺特点是在焊接过程中,在焊接熔池中心存在一穿透的小孔,而且在实际生产中通常采用立向上焊工艺,既有利于焊缝的正面成形,又有利于熔池中氢的逸出,减少气孔缺陷。因此被称为“零缺陷焊接”。

“八五”期间,在引进国外某公司的变极性等离子焊接系统的基础上,进行了LF6、LD10铝合金平板(厚3 mm、6 mm、10 mm)焊接工艺试验〔11〕。

“九五”期间,与哈尔滨工业大学联合开展了变极性等离子焊接技术研究,研制了变极性等离子焊接设备样机,并进行了LF6和LD10铝合金板材(厚3 mm、5 mm、12 mm)焊接工艺试验,完成了带有纵缝和环缝的贮箱模拟件焊接,解决了环缝焊接时起弧打孔和收弧填孔及焊缝首尾相接的难题,焊接模拟件通过了液压试验,将变极性等离子焊接技术的工程应用向前推进了一大步。

随着2219铝合金和2195铝锂合金的应用,在未来中厚度的大型贮箱焊接生产中,变极性等离子焊接技术有着广阔的应用前景。

3.2 局部真空电子束焊接技术

由于真空电子束焊接工艺是将被焊工件置于真空环境中进行焊接,因此可以得到优质的焊缝。同时,电子束高的能量密度使焊缝较窄,深宽比大,焊接应力和变形较小,在工业各领域尤其是国防工业中得到了广泛的应用。

但对于一些大型构件如运载火箭贮箱壳体等,如果采用真空电子束焊接工艺,则需要较大的真空室,其容积可达数百立方米,这种电子束焊接设备造价很高。为了解决这一问题,国外开始设计和应用局部真空电子束焊接设备,不是将被焊工件整体放入真空室,而是在焊缝局部建立真空环境,从而完成焊接。

前苏联将局部真空电子束焊接技术应用于不同类型和尺寸火箭燃料贮箱壳体的焊接,在壳体的纵缝、对接环缝及法兰环缝焊接中,有7种类型焊缝(纵缝、对接环缝、法兰环缝)应用局部真空电子束焊接工艺。20世纪90年代初已用于Φ2.5 m直径壳体环缝焊接,能源号火箭贮箱纵缝采用局部真空电子束焊接工艺,壁厚为42 mm,局部密封采用磁流体密封、橡胶圈密封等技术。

国内在“九五”期间,与中科院电工所合作研制了国内第1台法兰环缝局部真空电子束焊机(专利号:ZL002631776.6)〔12〕。电子枪与上真空室采用动密封结构,工件与上、下真空室间为静密封结构。焊接时电子枪可以实现极坐标运动。电子枪径向移动采用步进电机驱动,光栅尺检测位移;圆周方向转动通过交流伺服电机驱动,光码盘检测器角位移。二次电子焊缝对中系统用于实现焊缝轨迹示教。采用两级微机控制,可编程序控制器(PLC)控制焊接参数可实现柔性焊接,即可焊接100~300 mm直径的法兰环缝。局部真空室的真空度达到5×10-3Pa,高于国外同类产品水平。

在未来的2219铝合金和2195铝锂合金航天器厚壁结构中,特别对于焊接残余应力和变形要求较高的法兰环缝焊接生产中,局部真空电子束焊接技术应用对焊接质量的提高有着极为重要的意义。

3.3 气脉冲TIG和MIG焊接技术

在航天工业中,铝合金焊接中应用较广的TIG和MIG工艺,保护气体采用氩气和氦气,其中以氩气应用较多。

就TIG焊而言,有交流氩弧焊和直流正接氦弧焊两种工艺。氦(He)和氩(Ar)相比,其最小电离能高,在其它条件和参数相同时,电弧电压较高。因此,氦弧焊电弧温度高,焊接热输入量大,也具有更高的能量密度,与氩弧焊相比熔深较大,焊接缺陷特别是焊接气孔较少。

据资料介绍,由于直流正接氦弧焊没有交流氩弧焊阴极雾化去除氧化膜的作用,氧化膜的破坏程度取决于电弧长度的大小,故直流正接氦弧焊采用短弧焊去除氧化膜。这样使得焊接时填丝变得较为困难,加上设备等因素的制约,直流正接氦弧焊一直未大面积推广应用。

为了利用氦气电弧热高的优点并避免纯氦带来的缺点,国外采用气脉冲Ar+He TIG和MIG焊接技术焊接铝合金,可大大减少焊接气孔。

借鉴国外的经验,近几年开始进行气脉冲TIG焊接技术研究,初步试验表明,采用气脉冲(Ar+He)TIG焊接工艺焊接S147铝合金抑制焊接气孔方面有明显的效果。不开坡口可一次焊透7 mm平板,且表面光泽与氩弧焊相同,避免直流正接氦弧焊焊缝表面发暗。焊接工艺性、可操作性也与氩弧焊无异,弧长也无特别限制。这对于未来型号将应用对气孔较敏感的S147铝合金和2195铝锂合金有极大的应用价值。

3.4 搅拌摩擦焊技术

宇航工业飞行器结构大量使用铝合金,由于某些材料熔焊焊接性不良不得不采用铆接结构。英国焊接研究所(TWI)1991年发明的搅拌摩擦焊为此类材料连接提供了一个新思路〔13〕。由于此方法属于固相焊,特别适合应用于熔化焊接性差的有色金属。相对于熔化焊接方法,不会产生与熔化有关的焊接缺陷,如热裂纹和气孔。但由于方法的限制,其应用仅限于简单结构的工件。

搅拌摩擦焊的原理是,利用摩擦发生的热,在高速旋转的搅拌头特形指棒周围的金属迅速被加热,并形成了很薄的热塑性金属层。随着搅拌头的移动形成了搅拌摩擦焊的焊缝。目前,已成功地进行了搅拌摩擦焊研究的铝合金包括:2000系列(Al Cu)、5000系列(Al Mg)、6000系列(Al Mg Si)、7000系列(Al Zn)、8000系列(Al Li)。美国波普公司的空间防御实验室在1998年将此技术用于火箭某些部件焊接。目前,ESAB公司正在制造可供商业应用的搅拌摩擦焊机,计划于2002年安装在TWI,用来焊接尺寸为8 m×5 m的工件,预计可焊接的工件厚度为1.5~18 mm。国内某些院校和研究所也开始了这方面的研究工作,有理由相信,国内最具备搅拌摩擦焊技术应用前景的将是航天工业。

3.5 焊接修补技术

铝合金结构件的焊接修补是航天器在生产和使用中不可避免地会遇到的问题。在焊接生产中,由于材料、结构、设备、工艺及环境条件等方面的偶然因素,在焊后会发现焊缝中存在超出标准的焊接缺陷,这就需要补焊。传统的手工TIG焊方法虽然操作简便、易行,但由于局部焊接热输入量较大,可能产生晶粒长大,局部韧性降低,同时在补焊部位引起较大的残余应力,往往成为“低压爆破”的裂源。另一方面,未来可重复使用运载器,在重复使用后,可能在某些构件局部出现裂纹等缺陷,需要进行焊接修补,此时在运载器外部覆有绝热材料,对温升有极严格的要求,必须采取热输量集中而且较小的焊接工艺。

1995年英国剑桥焊接研究所发明摩擦塞焊技术〔14〕,洛马公司和国家宇航局马歇尔飞行中心进行了补焊工艺研究,2000年已用于外贮箱焊接修补。这是一种新的焊接修补技术,在焊缝缺陷位置,钻一楔形孔,将一个与孔的形状相类似的楔形旋转塞插入孔内,高速旋转时完整的楔形塞与孔表面摩擦生热而实现焊接。焊接参数包括塞的直径、旋转速度、施加的压力和塞的位移。它不同于熔焊修补,在缺陷去掉之前,要反复打磨和填充,焊接修补比通常的TIG熔焊修补强度高20%,改善了补焊部位的力学性能,而且不易产生焊接缺陷。采用这种修补工艺还可大大减少修补时间,降低成本。

此外,也有人提出激光补焊的设想。铝合金激光焊的难点在于铝合金对CO2激光束(波长为10.6 μm)极高的表面初始反射率(超过90%以上),对YAG激光束(波长为1.06μm)反射率接近80%。而且,铝合金激光束还易产生气孔。这些问题都有待于进行深入的研究工作。

3.6 焊接工艺和焊接结构安全评定技术

由于航天产品的特殊性,对产品质量和可靠性极为重视。随着焊接技术的发展,对航天产品焊接质量和可靠性不断提出新的要求。在实际生产中,焊接工艺的优劣不仅要看其是否能够完成所针对结构的焊接,而且要看其是否具有相对稳定的使焊接质量达到产品验收标准的能力。“焊接性”概念回答了是否能实现焊接的问题;90年代,航天焊接工作者提出的“焊接工艺裕度”概念回答了一种焊接工艺是否能达到焊接质量标准的问题〔15〕。换言之,“焊接工艺裕度”概念是焊接工艺评定的基础。例如:可根据焊接工艺裕度的评价方法对其保证焊接质量的能力进行评定,分为“合格工艺”、“限用工艺”以及“禁用工艺”等。当然,对某一特定工艺进行评定,仍需进行必要的实验工作,首先要找准影响焊接质量的关键因素,而后方可对这些因素进行综合评定。

由于目前技术水平和生产条件的限制,仅依靠焊后对焊缝的无损检测尚不能完全评定焊接接头的全部性能。在实际生产中,目前对铝合金焊缝也只检测气孔、夹杂、裂纹、未焊透等几类缺陷,而且难以做到100%检测,尤其对于角焊缝,尚难进行有效的检测。即使对于铝合金焊接时常见的气孔缺陷,X射线的分辨率目前也只能检测到0.2 mm以上气孔,而对于对接头塑性影响较大的微气孔尚不能做到充分判定。总之,焊接工艺仍是决定焊接质量的直接因素,对焊接工艺在生产中保证质量能力进行科学的评定是非常必要的。

针对焊接结构的可靠性评定,是近20年焊接结构安全评定技术不断发展。这里仅介绍“合于使用”原则的概念〔16〕。“合于使用”原则是针对“完美无缺”原则而言的。在焊接结构发展初期,要求结构在制造和使用过程中均不能有任何缺陷存在,即结构应完美无缺,否则就要返修或报废;后来曾任英国焊接研究所所长的Edgar Fuchs通过大量实验证明:在铝合金焊接接头中,即使存在某种程度的气孔,对接头强度的影响可能微乎其微,而并非必要的返修补焊却会造成局部残余应力的增大和微观组织结构的不利变化,导致使用性能的降低。基于这一研究,英国焊接研究所首先提出了“合于使用”的概念。在断裂力学出现和广泛应用后,这一概念成为焊接结构长期研究的中心课题之一,现已逐渐发展成为原则,并且有了明确的定义。在一些国家已建立了应用于焊接结构设计、制造和验收的“合于使用”原则的标准。

在“合于使用”评定标准中,均需输入载荷、类裂纹缺陷和断裂韧度3个参量,并可粗略地将安全评定方法分为断裂力学方法和结构试验方法。

4 结束语

铝合金是航天产品的主要结构材料之一。随着材料技术的发展,铝合金家族不断壮大。在美国和俄罗斯,2219,1201,1420铝合金都已获得了广泛的应用,2195铝合金也已开始应用。在国内,S147和2195等在未来航天型号中的应用前景不容忽视。载人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。随着这一进程的出现,新焊接技术在航天工艺焊接生产中的应用必将获得突飞猛进的发展,焊接自动化和高的质量及可靠性保证能力将是21世纪对焊接技术的基本要求。尤其是铝合金中厚板和厚板焊接技术在近几年将成为航天焊接工作者研究和推广的热点之一。

参 考 文 献

1 材料工艺. 北京:宇航出版社,1989.

2 The first space shuttle super lightweight tank presented to NASA. 1998 01 16. Email-98-7-14.

3 DC-X demonstrates key maneuver. Aviation Week & Space Technology, 1995 0717

4 Fridlyander I N et al. High strength weldable 1460 alloy for cryogenic application. Al Li Conf.,6:1245~1250

5 Ш алин Р Е, Е фремов и др И С. Опыт проектирования иизговления крупногабариттных конструций из алюминиево-литиевых сплавов изделий ракетно-космической техники. Сварочное Производство, 1996(11):14~18

6 Дриц А М, Т В Крымова. Российский Высокопрочный Свариваемый Алюминиево-Литиевый Сплав Марки 1460. Цветный металлы, 1996(3):68~73

7 Рязанев В И, Федосеев В А. Технология дуговой сварки алюминиевых сплавов с литием. Сварочное Производство, 1996(6):4~9

8 Фридлядер И Н, Дриц А М, Крымова Т В. Возможностьсоздания свариваемых сплавов на основе системы Al Cu Li. МиТОМ, 1991(9):30~32

9 Stanley W K. Lightweight aluminum based materials challenge nonmetallics in aerospace uses. Aviation Week & Space Technology, 1991 04 15: 57~60

10 Aerospace technology: to the 21st century. Aerospace Engineering, 199101.

11 沈江红 等.铝合金中厚板变极性等离子电弧焊焊接工艺的研究.宇航材料工艺,1997(3).

12 刘志华 等.法兰环缝局部真空电子束焊机的研制.宇航材料工艺,2001(3):52~56

13 唐 伟 等.搅拌摩擦焊及其在铝合金连接中的应用.第九次全国焊接会议论文集,1999:529~532

14 Friction plug weld repair of space shuttle external tank. Welding & Metal Fabrication, 2000 09:6~8

15 Liu Zhihua et al. Welding technology margin and its application in welding quality assurance. Proceedings of 47th International Welding Annual Conference, Beijing, China, 1994.

16 霍立兴.焊接结构安全评定技术的现状及进展. 第九次全国焊接会议论文集,1999:82~95

蜡人

冲压知识



(术语)
冲裁
   冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工(序)件或废料分离的一种冲压工序。冲裁是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。

切开
   切开是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。被切开而分离的材料位于或基本位于分离前所处的平面。

切边
   切边是利用冲模修边成形工序件的边缘,使之具有一定直径、一定高度或一定形状的一种冲压工序。

切舌
   切舌是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。被局部分离的材料,具有工件所要求的一定位置,不再位于分离前所处的平面上。 切断
  
切断...



(术语)
冲裁
   冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工(序)件或废料分离的一种冲压工序。冲裁是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。

切开
   切开是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。被切开而分离的材料位于或基本位于分离前所处的平面。

切边
   切边是利用冲模修边成形工序件的边缘,使之具有一定直径、一定高度或一定形状的一种冲压工序。

切舌
   切舌是将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。被局部分离的材料,具有工件所要求的一定位置,不再位于分离前所处的平面上。 切断
  
切断
   切断是将材料沿敞开轮廓分离的一种冲压工序,被分离的材料成为工件或工序件。

扩口
   扩口是将空心件或管状件敞开处向外扩张的一种冲压工序。

冲孔
   冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,在材料或工序件上获得需要的孔。

冲缺
   冲缺是将废料沿敞开轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,敞开轮廓形成缺口,其深度不超过宽度。

冲槽
   冲槽是将废料沿敞开轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序,敞开轮廓呈槽形,其深度超过宽度。

冲中心孔
   冲中心孔是在工序件表面形成浅凹中心孔的一种冲压工序,背面材料并无相应凸起。


精冲
   精冲是光洁冲裁的一种,它利用有带齿压料板的精冲模使冲件整个断面全部或基本全部光洁。


连续模
   连续模是具有两个或更多工位的冲模,材料随压力机行程逐次送进一工位,从而使冲件逐步成形。

单工序模
   单工序模是在压力机一次行程中只完成一道工序的冲模。

组合冲模
   组合冲模是按几何要素(直线、角度、圆弧、孔)逐副逐步形成各种冲件的通用、可调式成套冲模。平面状冲件的外形轮廓一般需要几副组合冲模分次冲成。


压凸
   压凸是用凸模挤入工序件一面,迫使材料流入对面凹坑以形成凸起的一种冲压工序。

压花
   压花是强行局部排挤材料,在工序件表面形成浅凹花纹,图案、文字或符号的一种冲压工序。被压花表面的背面并无对应于浅凹的凸起。


成形
   成形是依靠材料流动而不依靠材料分离使工序件改变形状和尺寸的冲压工序的统称。

光洁冲裁
   光洁冲裁是不经整修直接获得整个断面全部或基本全部光洁的冲裁工序。扭弯扭弯是将平直或局部平直工序件的一部分相对另一部分扭转一定角度的冲压工序。

卷边
  卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。卷边圆形的轴线呈直线形。

卷缘
   卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。

拉延
   拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序,曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。

拉弯
   拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形,使整个弯曲横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序。

胀形
   胀形是将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。

剖切
   剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。

校平
   校平是提高局部或整体平面型零件平直度的一种冲压工序。

起伏成形
   起伏成形是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的,即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的,不是设计指定的要求。

弯曲
   弯曲是利用压力使材料产生塑性变形,从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。

凿切
   凿切是利用尖刃的凿切模进行的落料或冲孔工序。凿切并无下模,垫在材料下面的只是平板,被冲材料绝大多数是非金属。


深孔冲裁
   深孔冲裁是孔径等于或小于被冲材料厚度时的冲孔工序。

落料
   落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序,被分离的材料成为工件或工序件,大多数是平面形的。


缩口
   缩口是将空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。


整形
   整形是依靠材料流动,少量改变工序件形状和尺寸,以保证工件精度的一种冲压工序。


整修
   整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料,从而提高边缘光洁度和垂直度的一种冲压工序。整修工序一般也同时提高尺寸精度。

翻孔
   翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。

翻边
  翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。


拉深
   拉深是把平直毛料或工序件变为空心件,或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。

连续拉深
   连续拉深是在条料(卷料)上,用同一副模具(连续拉深模)通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。

变薄拉深
   变薄拉深是把空心工序件进一步改变形状和尺寸,意图性地把侧壁减薄的一种拉深工序。

反拉深
   反拉深是把空心工序件内壁外翻的一种拉深工序。

差温拉深
   差温拉深是利用加热、冷却手段,使待变形部分材料的温度远高于已变形部分材料的温度,从而提高变形程度的一种拉深工序。

液压拉深
   液压拉深是利用盛在刚性或柔性容器内的液体,代替凸模或凹模以形成空心件的一种拉深工序。

压筋
   压筋是起伏成形的一种。当局部起伏以筋形式出现时,相应的起伏成形工序称为压筋。

蜡人

模具设计要求

为了便于冲模设计者在设计模具时,全方位考虑问题,以减少不必要的修改次数及时间,现特提出以下几点,希望设计时能参照以下内容进行思考,设计。


1. 拿到产品图时,首先应了解产品所需毛边方向。


2. 了解产品材质类型及厚度,以决定间隙大小。


冲孔冲子准,下料母模准。也就是讲,冲孔时间隙放在母模上,下料时间隙放下冲子上。一般的情况下,剪断间隙为5%T(單边间隙)。另外,间隙的配置,还要依据产品的要求,依据各个尺寸的公差而定 。


模具设计


1. 半成品之毛边向与模具的方向必须正确知(如切边.冲孔.毛边一定向下)...


为了便于冲模设计者在设计模具时,全方位考虑问题,以减少不必要的修改次数及时间,现特提出以下几点,希望设计时能参照以下内容进行思考,设计。

1. 拿到产品图时,首先应了解产品所需毛边方向。

2. 了解产品材质类型及厚度,以决定间隙大小。

冲孔冲子准,下料母模准。也就是讲,冲孔时间隙放在母模上,下料时间隙放下冲子上。一般的情况下,剪断间隙为5%T(單边间隙)。另外,间隙的配置,还要依据产品的要求,依据各个尺寸的公差而定 。

模具设计

1. 半成品之毛边向与模具的方向必须正确知(如切边.冲孔.毛边一定向下)

2.模具高度及闭模高度须配记机台规格(下模高:80T=180mm,110T=205mm,余为235mm。)

.盲孔

3.1全盲孔:即工件表面无任何钻孔,此种方式用于抽具上

3.2导引工盲孔:即是工作表面容许有一小,孔此上孔可用来

导模具组立时定出螺丝位,以利冲头和夹板或垫板间之螺丝固定,此种方法用于PVC制品或冲头备料。

1. 下模板与下垫板

除上述注意事项外,因有导型孔,基本上固定销孔也采用线割,避免因组立偏差,而造成不良,再则选择对角孔(平衡位置)攻牙利拆模时模板之移动。

3.上脱板固定销孔逃孔一般应小于固定销以避免固定销掉落而损伤模具.

4.入子、冲头之组立应力求固定,使用各种防止方法勿必防止掉落而损伤模具.

4.上座板在冲床上机头涵盖范围内时,上座板可切割吊挂缺口.且切割口应倒角(用于维护吊和人员安全).如超出上机头范围时, 关位置视冲床规格

来决定

5.如线割范围超宽400或长750以上则模板要分块.

6.如模板偏大,则需有基准孔(一般为400mm以上)以利修模时孔位能正确确认.

7.避位孔或避位槽需确实掌握,尤其是像凸点,补强,半剪断等小地方最易忽略.

8.辅助导柱孔.为辅助上模与下模合模时不可缺少之孔,一般固定于上夹板上,上檔板与下模确保每次冲压时皆可于之轨迹上移动(夹板一般间隙单边0.005-0.01之间,下模档板一般间隙单边0.01-0.015滑配).

9.下规条与下规条之间距离须考虑叉车臂宽,以利搬运.

10.有些需深入制品表面,且需要求深度之零件(如凸点V沟刻印等),因受力面积小,易下沉,则垫板(SS41)需加埋金或(SK3)采局部热处理.

11.在切折或小部段曲时,因考虑加工材料,于此加工后,所产生的回弹现象,

取经验值于冲头或折块多加1.5度,以确保成品不出现段曲处往上斜.

12.V沟的位置在内折线外侧,与折线距离(系数/2)处.材料系数为40%.13.刻印冲无论在上模或在下模,均应用螺丝固定或背面锤大固定,基本上刻印印

凸出模面0.3mm,特殊要求除外,若刻印或成型入子具有方向性,刻印入子或成型入子须做防呆.

14.拱桥或切桥成型,于冲头或入块的制造过程中,无论哪一项,于两边斜度与平面的交接处均须倒R角,以避免加工材料因拉料产生破裂.

15.SPOT所用打凸冲头一律用A型ø3-ø4再加沉头,并且成品高0.6-0.8且不得有直线部,冲头采用ø2时,模板割单+0.015,背面须钻ø3-ø4再加沉头,而对向模板割单+0.1.

16.新开模请购材料时,应采取档板与夹板全面闭合为考量,避免减少成本而采采取局部使用等高块,虽然两种做法所产生的成品相同,但是于制模过程与模具寿命之考量都应采用第一种.因为局部使用等高块,剥板容易爆裂.

17.定位: 材料于外形尺寸冲制完成后,若冲压件当中尚有其它须冲制之孔,于其它工程加工时,即须用到此种孔为材料之位定用,其主要目的在于确认材料在每一工程加工时相关位置,不致于偏差(间隙为单+0.01滑配)

18.外导柱用于无法安置内导柱或连续模,使用外导柱必须确实注意闭模时导柱是否过长,一般而言,闭模时不管何种导柱,导柱都低于座板10mm以上.

19.压毛边的位置一般为材料厚的40%

(1) 下模座

★ 在模具比较在大的情况下,模座上有外导柱(小型模具可以不要外导柱,)导柱的单边间隙在0.01—0.02,这样才能起到良好的导正作用。

★ 模座与夹板联接起来需要樏栓,因此模座上也有螺栓沉头孔彧螺丝孔;有时模座和夹板也需要合销来固定,因此,模座上也有合销孔,另外,下模座上一定要有漏料孔。有时弹簧行程不够的情况下,在模座也会有钻弹簧孔。

(2) 下夹板: 主要是用来固定, 夹持, 保护冲头的作用。夹板上冲头孔单边间隙取-0.03

在有内导柱的情`下,夹板上有导柱或导柱孔;与模座联接固定合销孔 , 螺栓沉头孔或螺丝孔;联接脱板的等高套筒过孔,限制脱板行程的弹簧孔或优力胶孔;固定冲头的螺丝孔,固定销孔(比较在的冲头)。

(3)内 外脱板: 脱料板的作用主要是脱料和保护冲头。脱料板的单边间隙取+0.015,为紧配合,因此在有脱料板的情况下,冲头可以不用合销。

在有内导柱的情况下,外脱板上有导柱孔(导柱孔正面要倒R角);脱板上有等高套筒螺丝孔,冲头过孔等。

(4) 母模: 冲孔下料之功用。在割公 母共享时,必须注意下料的毛边方向。一般采用如下左图之割法,而不采用如下右图之割法,此两种割法,下料之毛边方向刚好相反,而复合模的毛边方向为向下。

此种加工方式:毛边向下 此种加工方式:毛边向上

在有内导柱的情况下,母模上有内导柱或内导柱孔(导柱孔正面要倒R角)。

模板上有螺栓沉头孔 合销孔 定位销(块) 漏料孔等。

20冲子(冲头)

★ 冲子一定要躲在脱板里,至少低于脱板1.0mm

★ 冲子的最好固定方式是用螺丝锁紧。

★ 对于剪单边的冲子,必须有靠壁,即剪单边冲头有一个根部

根部的长度至少为5.0mm,而且根部要倒R角(R1.0—2.0),其目的是为了防止冲子在剪切时逃向一侧。

冲子的长度: 冲子在冲孔下料时,必须在吃到材料时再冲下1.5---3.0mm

21 (1) 刀口问题

刀口在线割时都留有一定的直线部分,直线部分的最佳值为3t(t为材料厚度)。但在冲铝制口时,线割时刀口部分绝不能留直线部分,因为铝的熔点比较低,在冲压过程中产生大量的热,废料铝因长时间受热而稍有熔化即熔结在刀口上,久而久之,刀口被破坏,模具报废,因此,在制造冲铝制品模具时,刀口部分决不可留直线部分。

() 冲压材料规格的确定

  材料尺寸规格的确定,以产品展开尺寸单边加大来确定材料和尺寸规格。一般地,左右单边加大2.5---3.2mm,前后单边加大2.0—2.5mm。

下料、切边、冲孔注意事项

1. 切边冲孔或下料冲孔其外侧距模板边缘应有45-50mm之距离.以确保模具强 度,此距离并非任何厚度之冲材均适用,相对而言冲材越厚边距越大.

2.冲ø2以下小孔(spot凸点除外),下模需加装模套(衬套),以避免模板堵屑难以处理. 其剥板与夹板皆须考虑A型ø4行之,W/C时剥板滑配,夹板紧配.

3.冲小孔时,冲头零件请购时可多请2-3支,以防冲头断裂时可更换.

4.冲ø2以下之孔时,在冲头上方加装止付螺丝, 以便线上更换.

下规条在摆设时须让废料取出方便,并应防止人为疏忽造成屑孔遮蔽,导致模板爆裂.另折弯、箱曲、抽型等模具.其规条最佳摆放位置为折块下方.

5.切边冲头在刀口对面须要有挡块,以避免单边切料时,对面产生刀口重迭现象.

6.冲孔 当冲压件须有各种形状之孔时即可用冲孔冲完成,一般间隙设定冲子(±0),夹板(0.005-0.01),剥板(0.015-0.02),下模(5% T).夹板与垫板如无特别要求,一般圆孔均采用钻加工,有夹持作用者线割单边+0.005,有排屑作用者单边+0.5.

7.引导孔 一般采用于连续模,目的在于确定料带在一节距(Pitch)上冲制时不至于偏离,其顶端为圆锥状,可以导正料带,一般间隙下模(±0)引导冲单0.015, 使用时应注意引导冲直线部漏出剥板是否正确.

8.热处理. 模具上所使用之钢材无论材质,均有一定的规范,以保证模具寿命,一般热处理均将前置动作完成,避免热处理后难以加工.

9.抽芽孔,一般分为两种做法,如下解说:

A 一次抽芽孔时,其凸破点之余料,常因磁性问题导致余料附着于母模面、冲子或是因为凸破刀口不锋利而致废料留于成品上.所以一般一次抽之做做法很少使用.

B 一冲孔二抽孔作法虽然二次,但可以保证成品或模板上无余料问题,此做法比一次要好很多.抽芽孔冲子与母模间隙单边为材料70%

C 抽芽冲子因R角及凸破点问题,故长度比冲孔冲头加长3mm

蜡人

铝及铝合金的焊接

铝及铝合金的焊接特点  (1)铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护,防止其氧化。钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。  (2)铝...

铝及铝合金的焊接特点  (1)铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护,防止其氧化。钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。  (2)铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著,为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。  (3)铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小。根据生产经验,当含硅5%~6%时可不产生热裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。  (4)铝对光、热的反射能力较强,固、液转态时,没有明显的色泽变化,焊接操作时判断难。高温铝强度很低,支撑熔池困难,容易焊穿。  (5)铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。  (6)合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降。  (7)母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时,焊接热会使热影响区的强度下降。  (8) 铝为面心立方晶格,没有同素异构体,加热与冷却过程中没有相变,焊缝晶粒易粗大,不能通过相变来细化晶粒。  2. 焊接方法  几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金,但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同,各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛(氩气或氩/氦混合气)  3.焊接材料  (1)焊丝  铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外,按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求,对含镁量超过3%的铝镁合金应满足冲击韧性的要求,对有耐蚀要求的容器,焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选用主要按照下列原则:  1)纯铝焊丝的纯度一般不低于母材;  2)铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近;  3)铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材;  4)异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝;  5)不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝,如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi一1等(注意强度可能低于母材)。  (2)保护气体  保护气体为氩气、氦气或其混合气。交流加高频TIG焊时,采用大于99.9%纯氩气,直流正极性焊接宜用氦气。MIG焊时,板厚<25 mm时宜用氩气;板厚25 mm~50 mm时氩气中宜添加10%~35%的氦气;板厚50mm-75mm时氩气中宜添加l0%~35%或50%的氦气;当板厚>75 mm时推荐采用添加50%~75%氦气的氩气。氩气应符合GB/T 4842?995《纯氩》的要求。氩气瓶压低于0.5 MPa后压力不足,不能使用。  (3)钨极  氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高,不易熔化挥发,电极烧损及尖端的污染较少,但电子发射能力较差。在纯钨中加入1%~2%氧化钍的电极为钍钨极,电子发射能力强,允许的电流密度高,电弧燃烧较稳定,但钍元素具有一定的放射性,使用时应采取适当的防护措施。在纯钨中加入1.8%~2.2%的氧化铈(杂质≤0.1%)的电极为铈钨极。铈钨极电子逸出功低,化学稳定性高,允许电流密度大,无放射性,是目前普遍采用的电极。锆钨极可防止电极污染基体金属,尖端易保持半球形,适用于交流焊接。  (4)焊剂 气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物,可去除氧化膜。  4. 焊前准备  (1)焊前清理  铝及铝合金焊接时,焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污,清除质量直接影响焊接工艺与接头质量,如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。常采用化学清洗和机械清理两种方法。  1)化学清洗  化学清洗效率高,质量稳定,适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油,用40℃~70℃的5%~10%NaOH溶液碱洗3 min~7 min(纯铝时间稍长但不超过20 min),流动清水冲洗,接着用室温至60℃的30%HNO3溶液酸洗1 min~3 min,流动清水冲洗,风干或低温干燥。  2)机械清理  在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时,常采用机械清理。先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油,随后直接用直径为0.15mm~0.2mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷,刷到露出金属光泽为止。一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨,以免砂粒留在金属表面,焊接时进入熔池产生夹渣等缺陷。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。  工件和焊丝经过清洗和清理后,在存放过程中会重新产生氧化膜,特别是在潮湿环境下,在被酸、碱等蒸气污染的环境中,氧化膜成长得更快。因此,工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短,在气候潮湿的情况下,一般应在清理后4 h内施焊。清理后如存放时间过长(如超过24 h)应当重新处理。  (2)垫板  铝及铝合金在高温时强度很低,液态铝的流动性能好,在焊接时焊缝金属容易产生下塌现象。为了保证焊透而又不致塌陷,焊接时常采用垫板来托住熔池及附近金属。垫板可采用石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽,以保证焊缝反面成型。也可以不加垫板单面焊双面成型,但要求焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动反馈控制等先进工艺措施。  (3)焊前预热 薄、小铝件一般不用预热,厚度10 mm~15 mm时可进行焊前预热,根据不同类型的铝合金预热温度可为100℃~200℃,可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、减少气孔等缺陷。  5.焊后处理  (1)焊后清理   焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和焊渣等会破坏铝表面的钝化膜,有时还会腐蚀铝件,应清理干净。形状简单、要求一般的工件可以用热水冲刷或蒸气吹刷等简单方法清理。要求高而形状复杂的铝件,在热水中用硬毛刷刷洗后,再在60℃~80℃左右、浓度为2%~3%的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗5 min~10 min,并用硬毛刷洗刷,然后在热水中冲刷洗涤,用烘箱烘干,或用热空气吹干,也可自然干燥。  (2)焊后热处理  铝容器一般焊后不要求热处理。如果所用铝材在容器接触的介质条件下确有明显的应力腐蚀敏感性,需要通过焊后热处理以消除较高的焊接应力,来使容器上的应力降低到产生应力腐蚀开裂的临界应力以下,这时应由容器设计文件提出特别要求,才进行焊后消除应力热处理。如需焊后退火热处理,对于纯铝、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等,推荐温度为345℃;对于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等,推荐温度为415℃;对于2017、2A11、6A02等,推荐温度为360℃,根据工件大小与要求,退火温度可正向或负向各调20℃~30℃,保温时间可在0.5 h~2 h之间

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