铝合金焊丝发展趋势

2024-08-29

铝合金焊丝发展趋势(精选3篇)

1.铝合金焊丝发展趋势 篇一

简介:铜以其良好的导电和导热能力成为电子和电力工业领域里的首选和主要材料。为了达到所要求的性能标准,使用的几乎都是高纯度的铜。这篇文章主要讨论了这样做的原因,同时还特别关注了一些根本的冶炼原则。其目的是要针对过去十年铜线领域里的相关发展展开进一步的讨论。

2.导体要求:

近年来在解释贵重金属(即铜、银和金)的电子属性上已经取得了巨大的进步。这些元素显示出了很高的导电性能,因为它们的导电电子对于电场的运动几乎没有什么抵抗力。铜尤其是一种优良的导体,因为最外围的电子之间有很大的自由空间,以致于不会发生任何碰撞。而它的电阻率则与这宽大的空间成反比。

有几种导电金属都比铜轻,但是输送同样多的电流,它们所要求的横截面更大,所以如果要求节约空间的话,这些金属是不可取的。(例如:在一些小型电力马达)。所以当超重成为问题时,人们就开始使用铝。铜具有商业应用所需要的最好的性能特征,因此银就因为它昂贵的价格而不被采用。

3.应用:

铜是以其纯净形式而不是合金形式而具有最广泛用途的稀有金属之一。大约有五十多种不同的锻压合金中铜的最小含量是 99.3%,虽然只有一小部分在工业上用作电导体。这些低合金中最常用的是电解韧铜,它由这纯度的金属构成,这种金属可与氧在100-650ppm的范围内结成合金。但是在氢气环境中人们建议不要使用ETP铜,因为当它暴露于这些温度时会受到氢脆裂的影响。在这样的环境下,要么使用无氧铜,要么就使用无氧电子铜。含银铜中电源电压器中的应用相当有限,因为它在温度提高时具有较高的强度和较弱的抵抗力

铜棒和铜线的生产:

二十世纪七十年代以前,几乎所有的铜都是通过分批法生产的,分批法的具体步骤是:将熔化铜浇注并凝固成为叫做“线锭”的特种铸块,然后在稍微受到限制的保护氛围将棒再加热,而后在通过热压法在空气中将这一铸造的树形结构分解成棒的形式。接下来,就将其投放在10%的硫酸里来清除上面的氧化物,通过将一端对接在另一端而形成较长的线圈。现在,实际上所有的铜棒都是通过连续铸造和轧制程序制成的。连续铸造的好处是:较小的杂质微分离、减少了表面的铜氧化物颗粒、在与轧辊接触的过程中钢含量减少、几乎避免了所有的焊缝、降低了整个加工成本。刻意地将氧和铜制成合金,作为溶解氢和硫磺的净化剂,从而在熔化中形成H2O和SO2这两种气体。如果氧成分有一定控制的话,那么就会形成小型汽泡,在合适的条件下,这些汽泡会抵消从液态向固态转变过程中约4%的收缩量。如果所形成的毛孔不十分大的话,它们完全可以在热压期间被消除掉。

大部分连续铸造和轧制的产品都装有非破坏性设备,而这些设备往往都进行在线应用来检测表面诸如裂缝和氧化物等缺陷。对于某种高质量的应用,通常要通过机械修整来将表面好多层金属清除掉。

大部分圆形和方形铜产品都是通过用传统的人工多晶拉模或天然单晶拉模进行拉丝而生产的。铜具有良好的成形性,铜棒可以很容易地制成比较细的铜丝,而不需要任何中间的退火过程。尽管它具有这种比较理想的特性,但是磁线工业中的一般做法是在拉丝过程中将减面率降到90%左右,之后还要进行退火。除了减面率以外,金相结构也可能会发生变化,从而削弱了铜线的机械特性。磁线经常是通过所谓的“在线过程”来进行生产的,这一过程包括:“慢速”拉丝,接着进行连续退火,同时还要上涂料。最终的铜线产品是通过将退火之间的减面率降低到90%而得到改善的。

5.杂质的作用:在高导电率形成过程中化学性质是最重要的变量之一。这些成分中最有害的东西能够降低导电率、提高退火线的机械强度、避免再结晶、有时在生产铜棒的热压过程中还会导致热脆。无数的研究调查表明:极少数量的溶解物都会一次性地提高铜的电阻率。许多杂质都会阶段性地提高其半硬再结晶温度。然而,当杂质与沉淀物或氧化物而不是溶解物混合在一起时,对导电率的有害影响就会降到最低。表2表明了各种各样的单一元素添加到只含有200ppm氧的高纯度ETP铜所产生的影响。一般来说,每百万分之一杂质中的前半部分与相同剂量的后半部分相比影响力更大。然而,需要注意的是,自从建立于1913年的铜电力标准由 100%IACS导电率表示以来,商业铜的纯度就得到了极大地改善。如今,大部分商业铜负极的导电率都超过101%IACS。

6.氧成分的影响:氧是为了改善铸造铜的坚固性通过对燃汽——金属反应的控制而采用的一种合金成分。同样重要的是,氧在与大部分杂质反应的过程中都起到了一个清除器的作用,而这些杂质当它们溶解在铜基质中时对其特性和退火反应都有巨大的影响作用。相反,当这些杂质与不可溶解的氧化物混合在一起的时候,这些坏作用就被抵消了。从表3可以看出,ETP铜导电率的最大值是200ppm。因而,ETP铜中氧的含量大致在175和450ppm之间。由于分散杂质容易引起热裂,所以通常都尽量避免低氧值。相反,超于这一最佳限制的氧气值并不常见,因为这对可成形性具有附作用。实际的氧含量应是既要有较好退火过程,还要避免可能出现的可塑性问题。

7.热机械可调变量的重要性:除了由金属杂质形成的氧化物之外,氧化物还可以通过改变热力史从铜基质中溶解或沉淀出氧化物。这些固体反应可能会影响最终的粒子大小,因为铜氧化物成分在再结晶的过程中能帮助形成大小统一的粒子。然而,二次再结晶(不正常的粒子成长)通常都与一个双重的颗粒结构有关,而这一颗粒结构是在高温退火过程中由氧化物的溶解形成的。粒子粗化和孪晶的出现主要是由于溶液温度超过了500摄氏度,且氧的浓度低于600ppm.拉丝之前形成 的粗粒子在接下来的低温退火之后并没有被消除掉。从高温冷却下来的冷却速率也会影响到高温机械性能,尤其是杂质成分相当地大时。快速淬火会导致固态溶液中高浓度、不均匀的杂质成分。从另一方面讲,慢速冷却会增强杂质和氧之间的相互作用,这又有利于杂质从固态溶液中沉淀下来。在退火期间通过拉丝或轧制所作的冷加工对于商业磁线来说是有限制的。在最终冷却之前为了得到比较好的顺应性(即铜线在成形或弯曲过程中以最小的回弹性保持形状的能力),最好要限制一下冷加工的数量。高模数和低屈服强度都是比较理想的性能,因为它们都是最小回弹性的标志。

8.退火过程:铜的退火性是个非常复杂的特性,这一特性是由一系列的其他属性组成,而这些属性又会随着变形、热过程、金属纯度和氧成分的多少而发生变化。当杂质沉淀下来以后,它们对退火过程的影响是比较小的,这与固态溶液中的情形是截然不同的。退火温度与溶剂(这里指的是铜)和溶质(这里指的是杂质)之间原子大小的区别有一定的关系。溶质元素的化合价也是影响退火性的一个重要参数。然而,由于多种物质之间热动力的相互作用所形成的复杂状况,退火性并不只是简单地与一些可能的参数,如:原子量或溶质的化合价有关。

9.表面影响:在外界温度下,铜线总是有一个残留的氧化膜,而这一氧化膜是当铜线进入热杆轧制阶段时从高温的、连续铸造的铜杆上形成的。现在在铜业中通过一种电量分析控制检测手段来测量残留的表面氧化膜的厚度已成为一种比较标准的作法。氧化膜可能会相当地有害,因为它们可能会在拉丝过程中引发许多缺陷、使拉丝膜过度磨损、可焊性变差、搪瓷膜和裸导体之间的附着力变弱。

铜杆的缺陷之处往往是源于连续铸造过程和轧制过程,这包括:残渣、铜氧化夹杂物、热裂、裂块、铜杆表面氧化颗粒的形成。大部分金属间化合的夹杂物都比较脆,因而都成为拉丝过程中裂纹发生和蔓延的场所。相对于缺陷而言,较细的磁线和成形线是最主要的生产产品。

唯一最大的表面缺陷源于拉丝,往往是以拉模划痕、机械损伤、弧口凿或裂片的形式出现在裸导体的表面。因为拉丝问题而形成的裂片往往与所捕获的氧化物没有太大关系。表面损伤通常是由于拉丝机内移动线未对准或拉丝膜炉口内铜精炼的压制力太大则形成的。

10.未来的挑战:

人们对于更好表面质量、更大包装型号的需求在不断地上升,而且越来越期望生产出一种“无疵点”并少断折的铜杆(即有很好的可拉性)。满足这些需求的推动力将会是: 更好的能源效率、愈加激烈的全球竞争、更多的家居应用、在地价上涨的情况下所使用的小型电动机,比如汽车中使用的马达。因而人们会越来越愿意使用比较小的计量尺寸。

随着电解冶金法的出现和电解精炼所取得的不断进步,目前商业铜负极的纯度似乎已经达到了大家都可以接受的水平,而且已经没有必要进一步限制杂质的数量。然而,在易切削黄铜工业中,铋已经被用来代替铅作为一种合金元素。因为铋对于电力铜导体具有很大的毒性作用,因此人们要求黄铜碎片应与铜碎片完全地分割开来。

铜线工业面临的一个问题是在拉丝过程中,由于研磨或分层而造成了许多表面的疵点。为了解决这一问题,关健是要在以下几个方面有所改进:铜杆的表面质地、拉丝润滑剂、固体颗粒的过滤、单一合成晶体钻石拉丝膜的生产。

一个十分重要的未来挑战就是开发出更多敏感的传感器,通过用一种非接触检测手段来检测铜棒、铜杆和铜线上的非破性疵点。这些疵点中的大部分由于太小而用现在的漩涡流检测设备是根本检测不到的。此外,还需要开发一种在线检测设备来轻易地检测大孔隙和其他的内部疵点。影响线状电力铜导体性能、加工和运行的因素从很大程度上讲是建立在现存的冶炼原则基础之上的。然而,杂质和退火温度及电阻率之间的关系还需要在数量上进一步改进一下。

11.总结:

常用作电线导体的是纯铜,而不是铜合金。与此同时,通常还要加少量的氧气来控制杂质,并改进导电性。最终特性和加工过程与杂质和氧成分都有着非常密切的关系,并且用一些基本的冶炼原理是完全可以解释的。

趋势。ASTM B 370规格,即工程建筑所使铜条和铜块,以其多种型号和多种厚度,成为规格和购买的基础。铜金属的竞争性数量以及对铜的信心不断推动了这个健康市场的发展。最近认可的规格是ASTM B882,是一种在建筑中应用的预先生锈铜。长期以来,建筑师和工程师们都期望生产使用这种产品,因为他们急切地想用铜制屋顶和建筑横木来发展这种值得称赞的绿色。

12.低铅和无铅锻造和铸造铜合金:

滤沥到水里的铅对人体健康的影响引起了人们对于现有铜合金及开发一种饮用水用的新合金的重新思考。铸件的耐压紧密度以及由铅附属物提供的锻造和铸造部件的上等机械加工性都是必须要达到的要求。含合金的锻造和铸造无铅铋必须具有以下特性: 符合ANSI/NSF 61的健康要求以及饮水系统成分健康要求。现在人们已经开始用一种酸化钠醋酸洗涤剂来清除机器上的铅污渍。但是这一行业的某些部门提出了对混合碎屑的顾虑,因为他们认为在这些混合碎屑中,铋的微量会导致在加工过程中金属的热脆。碎屑回收工业学院(ISRI)和黄铜与青铜铸造生产商(BBIM)正在研究一种碎屑回收严格的控制程序和分割程序。

13.家用产品:

在家用产品中,人们选择铜是因为铜具有以下特点: 优美的外形、可靠的质量、很高的商誉、良好的设计因素、较好的物质和机械性能以较长的使用寿命。电力照明器材和火炉设备一起成为主要的家用产品范畴。

14.服务:

用来确定铜原料对于应力腐蚀破裂敏感度的传统方法是硝酸亚汞试验。(ASTM B154)为了响应来自ASME 锅炉和压力容器编码和美国海岸巡逻队的要求, B-5 委员会将应力腐蚀免疫的IS0 6957铜合金氨测试转换为ASTM形式。这完全出于他们对于测试溶液和样品处理的考虑。ASTM B858M,即在铜合金中用一种氨蒸汽来确定其对于应力腐蚀破裂的敏感度的方法现在是官方使用的一种方法。这种测试方法刺激了服务条件的发展,在这些条件下,可能会出现应力腐蚀破裂,并克服硝酸亚汞试验的缺点。

15.未来展望:

世界经济变得越来越全球化了。随着二十一世纪的到来,第三世界国家正在建立电讯链路,变成电力的主要消费者,他们在建造家园、工厂和商业建筑,这样就需要大量的铜来满足他们的需求。铜被用作工程原料已有一万年的历史了,它对人类的贡献是呈金字塔式的,与日俱增。如果没有铜,真不敢想象未来的世界将会是什么样子。

2.常用各种焊丝型号分析 篇二

qtekc 常用各种焊丝型号 一、一般常用焊丝

1、DY-YJ502(Q)钛型渣系的药芯焊丝。工艺、力学性能优良,能够进行全位置焊接,特别是优良的低温韧性,以达到船级社3y级认证。广泛用于造船、钢结构、桥梁等。

2、DY-YJ507(Q)碱型渣系的药芯焊丝。力学性能优良,扩散氢含量低,具有优良的低温抗裂性能。-40度冲击功可达到80以上。用于机械制造、水电、石油化工设备等。

3、DY-YJ607(Q)碱型渣系的药芯焊丝。力学性能优良,扩散氢含量低,适用于60公斤级高强高韧性钢的焊接。

4、YJ502CrNiCu(Q)钛型全位置焊接药芯焊丝。用于耐大气腐蚀钢的焊接。如海洋平台的焊接用。

5、YJ502Ni(Q)钛型全位置焊接药芯焊丝。低温冲击吸收功高,满足-40度气温下金属结构的使用。

二、耐热钢系列药芯焊丝

1、DY-YR302(Q)钛型渣系的药芯焊丝,适用于1Cr-0.5Mo和1.25Cr-0.5Mo耐热钢的焊接用,广泛用于锅炉压力容器行业。

2、DY-YR312(Q)适用于12CrMoV珠光体耐热钢的焊接,广泛用于锅炉压力容器行业。

3、DY-YR317(Q)碱性渣系药芯焊丝。适用于12CrMoV珠光体耐热钢的焊接,具有优良的低温冲击性能。

4、DY-YR402(Q)用于2.25Cr-1Mo耐热钢焊接。

三、不锈钢用气保护焊药性焊丝

1、DY-YA308(Q)18%Cr-8%Ni不锈钢焊接用。

2、DY-YA308L(Q)超低碳18%Cr-8%Ni不锈钢焊接用。

3、DY-YA309(Q)异种钢焊接或复合钢板及堆焊不锈钢时过渡层焊接用。

4、DY-YA316(Q)18%Cr-12%Ni不锈钢焊接用。

四、气保护堆焊药芯焊丝

1、DY-YD350(Q)广泛用于堆焊金属间磨损部件和轻度的土砂磨损的部件,HRC35.2、DY-YD450(Q)适于堆焊耐土砂磨损和耐金属间磨损的部件,HRC45.3、DY-YD600(Q)广泛用于耐土砂磨损的部件,HRC55-60.五、埋弧堆焊药芯焊丝

1、DY-YD14(M)主要用于碳钢和低合金钢零部件的修复或作其它堆焊材料的过渡层,HRC26±2.2、DY-YD224B(M)主要用于热轧辊和其它耐磨损件的堆焊和修复,HRC59.3、DY-YD420(M)含铬13%的马氏体型堆焊药芯焊丝,耐腐蚀,耐磨损。适用于连铸辊、蒸汽阀、楔形阀、安全阀等部件的硬面堆焊。

4、DY-YD423(M)用于较高温度下的热轧辊和连铸辊的硬面堆焊,该堆焊层具有优良的耐腐蚀、耐磨损和耐热冲击性能,HRC45-48。

5、DY-YD430(M)含铬17%的铁素体型堆焊药芯焊丝,用于耐腐蚀的硬面堆焊,具有良好的耐高温腐蚀性能,以及不锈钢复合钢打底焊接,HRC23。

6、DY-YD414N(M)含氮马氏体型堆焊药芯焊丝,以氮代碳来提高它的硬度及抗裂性,具有良好的耐腐蚀、耐磨损以及耐热冲击性能。用于连铸辊的硬面堆焊焊接,HRC43。

一、一般常用焊丝

1、DY-YJ502(Q)钛型渣系的药芯焊丝。工艺、力学性能优良,能够进行全位置焊接,特别是优良的低温韧性,以达到船级社3y级认证。广泛用于造船、钢结构、桥梁等。

2、DY-YJ507(Q)碱型渣系的药芯焊丝。力学性能优良,扩散氢含量低,具有优良的低温抗裂性能。-40度冲击功可达到80以上。用于机械制造、水电、石油化工设备等。

3、DY-YJ607(Q)碱型渣系的药芯焊丝。力学性能优良,扩散氢含量低,适用于60公斤级高强高韧性钢的焊接。

4、YJ502CrNiCu(Q)钛型全位置焊接药芯焊丝。用于耐大气腐蚀钢的焊接。如海洋平台的焊接用。

5、YJ502Ni(Q)钛型全位置焊接药芯焊丝。低温冲击吸收功高,满足-40度气温下金属结构的使用。

二、耐热钢系列药芯焊丝

1、DY-YR302(Q)钛型渣系的药芯焊丝,适用于1Cr-0.5Mo和1.25Cr-0.5Mo耐热钢的焊接用,广泛用于锅炉压力容器行业。

2、DY-YR312(Q)适用于12CrMoV珠光体耐热钢的焊接,广泛用于锅炉压力容器行业。

3、DY-YR317(Q)碱性渣系药芯焊丝。适用于12CrMoV珠光体耐热钢的焊接,具有优良的低温冲击性能。

4、DY-YR402(Q)用于2.25Cr-1Mo耐热钢焊接。

三、不锈钢用气保护焊药性焊丝

1、DY-YA308(Q)18%Cr-8%Ni不锈钢焊接用。

2、DY-YA308L(Q)超低碳18%Cr-8%Ni不锈钢焊接用。

3、DY-YA309(Q)异种钢焊接或复合钢板及堆焊不锈钢时过渡层焊接用。

4、DY-YA316(Q)18%Cr-12%Ni不锈钢焊接用。

四、气保护堆焊药芯焊丝

1、DY-YD350(Q)广泛用于堆焊金属间磨损部件和轻度的土砂磨损的部件,HRC35.2、DY-YD450(Q)适于堆焊耐土砂磨损和耐金属间磨损的部件,HRC45.3、DY-YD600(Q)广泛用于耐土砂磨损的部件,HRC55-60.五、埋弧堆焊药芯焊丝

1、DY-YD14(M)主要用于碳钢和低合金钢零部件的修复或作其它堆焊材料的过渡层,HRC26±2.2、DY-YD224B(M)主要用于热轧辊和其它耐磨损件的堆焊和修复,HRC59.3、DY-YD420(M)含铬13%的马氏体型堆焊药芯焊丝,耐腐蚀,耐磨损。适用于连铸辊、蒸汽阀、楔形阀、安全阀等部件的硬面堆焊。

4、DY-YD423(M)用于较高温度下的热轧辊和连铸辊的硬面堆焊,该堆焊层具有优良的耐腐蚀、耐磨损和耐热冲击性能,HRC45-48。

5、DY-YD430(M)含铬17%的铁素体型堆焊药芯焊丝,用于耐腐蚀的硬面堆焊,具有良好的耐高温腐蚀性能,以及不锈钢复合钢打底焊接,HRC23。

6、DY-YD414N(M)含氮马氏体型堆焊药芯焊丝,以氮代碳来提高它的硬度及抗裂性,具有良好的耐腐蚀、耐磨损以及耐热冲击性能。用于连铸辊的硬面堆焊焊接,HRC43。

不锈钢实芯焊丝既可用惰性气体保护焊(TIG,MIG焊)。也可用于埋弧焊。不锈钢MIG焊既可达到高效焊接,又容易实现焊接自动化,广泛用于堆焊及薄板接等领域。MIG焊用焊丝化学成分与TIG焊丝一样,但对某些不锈钢品种,还有一种SI含量较高的MIG焊丝,如与ER308,ER309焊丝对应的ER308Si,ER309Si等,由于含Si高达0.8%左右,降低了熔滴金属的表面张力,使熔滴颗粒变细,更容易实现喷射过度,使电弧变得更稳定。

不锈钢弹簧丝

不锈钢氢退丝 1 1)起弧与收弧板厚小于3mm时,可以直接在焊件上起弧及收弧。板厚大于3mm时,对于纵缝,可以采用引弧板及引出板,将小孔起始区及收尾区排除在焊缝之外。环缝焊接时,须采用电流及离子气量递增的方式形成合适的小孔形成区,而采用电流及离子气量递减的方式获得小孔收尾区。图8是小孔焊时电流及离子弧气流量斜率控制曲线。有的等离子弧设备配备了先进的流量控制器,可以在焊接过程中精确地控制离子气流量。2 2)离子气流量离子气流量增加,可使等离子流力和熔透能力增大,在其他条件不变时,为了形成小孔,必须要有足够的离子气流量,但是离子气流量过大也不好,会使小孔直径过大而不能保证焊缝成形,喷嘴孔径确定后,离子气流量大小视焊接电流和焊接速度而定,亦即离子气流量、焊接电流和焊接速度这三者之间—要有适当的匹配。3 3)焊接电流焊接电流增加等离子弧穿透能力增加,和其他电弧焊方法一样,焊接电流总是根据板厚或熔透要求来选定的,电流过小,不能形成小孔,电流过大,又将因小孔直径过大而使熔池金属坠落。此外,电流过大还可能引起双弧现象。为此,在喷嘴结构确定后,为了获得稳定的小孔焊接过程,焊接电流只能被限定在某一个合适的范围内,而且这个范围与离子气的流量有关。图9a为喷嘴结构、板厚和其他工艺参数给定时,用实验方法在8mm厚不锈钢板上测定的小孔型焊接电流和离子气流量的匹配关系。图中1为普通圆柱型喷嘴,2为收敛扩散型喷嘴,后者降低了喷嘴压缩程度,因而扩大了电流范围,即在较高的电流—F也不会出现双弧。由于电流上限的提高,因此采用这种喷嘴可提高工件厚度和焊接速度。4 4)焊接速度焊接速度也是影响小孔效应的一个重要工艺参数。其他条件一定时,焊速增加,焊缝热输入减小,小孔直径亦随之减小,最后消失。反之,如果焊速太低,母材过热,背面焊缝会出现下陷甚至熔池泄漏等缺陷。焊接速度的确定,取决于离子气流量和焊接电流,这三个工艺参数相互匹配关系见图9b。由图可见,为了获得平滑’的小孔焊接焊缝,随着焊速的提高,必须同时提高焊接电流,如果焊接电流一定,增大离子气流量就要增大焊速,若焊速一定时,增加离子气流量应相应减小电流。5 5)喷嘴距离距离过大,熔透能力降低:距离过小则造成喷嘴被飞溅物粘污。一般取3—8mm,和钨极氩弧焊相比,喷嘴距离变化对焊接质量的影响不太敏感。6 6)保护气体流量保护气体流量应与离子气流量有一个适当的比例,离子气流量不大而保护气体流.量太大时会导致气流的紊乱,将影响电弧稳定性和保护效果。小孔型焊接保护气体流量一般在15~30L/min范围内。注意事项

1、铬不锈钢具有一定的耐蚀(氧化性酸、有机酸、气蚀)、耐热和耐磨性能。通常用于电站、化工、石油等设备材料。铬不锈钢焊接性较差,应注意焊接工艺、热处理条件及选用合适电焊条。

2、铬13不锈钢焊后硬化性较大,容易产生裂纹。若采用同类型的铬不锈钢焊条(G202、G207)焊接,必须进行300℃以上的预热和焊后700℃左右的缓冷处理。若焊件不能进行焊后热处理,则应选用铬镍不锈钢焊条(A107、A207)。

3、铬17不锈钢,为改善耐蚀性能及焊接性而适当增加适量稳定性元素Ti、Nb、Mo等,焊接性较铬13不锈钢好一些。采用同类型的铬不锈钢焊条(G302、G307)时,应进行200℃以上的预热和焊后800℃左右的回火处理。若焊件不能进行热处理,则应选用铬镍不锈钢焊条(A107、A207)。

4、铬镍不锈钢焊条具有良好耐腐蚀性和抗氧化性,广泛应用于化工、化肥、石油、医疗机械制造。

5、铬镍不锈钢焊接时,受到重复加热析出碳化物,降低耐腐蚀性和力学性能。

6、铬镍不锈钢药皮有钛钙型和低氢型。钛钙型可用于交直流,但交流焊时熔深较浅,同时容易发红,故尽可能采用直流电源。直径4.0及以下可用于全位置焊件,5.0及以上用于平焊及平角焊。

7、焊条使用时应保持干燥,钛钙型应经150℃干燥1小时,低氢型应经200-250℃干燥1小时(不能多次重复烘干,否则药皮容易开裂剥落),防止焊条药皮粘油及其它脏物,以免致使焊缝增加含碳量和影响焊件质量。

8、为防止由于加热而产生睛间腐蚀,焊接电流不宜太大,比碳钢焊条较少20%左右,电弧不宜过长,层间快冷,以窄焊道为宜。

3.变形镁合金的发展现状 篇三

变形镁合金的发展现状

摘要:本文介绍了变形镁合金的发展现状,介绍了变形镁合金的主要成型方式,包括镁合金高压扭转、多向锻造、轧制等、等通道转角挤压和连续挤压等剧烈塑性变形方式1, 2。分析了大塑性变形的原理,介绍了大塑性变形方式对变形镁合金晶粒细化和织构控制的影响。通过对现有镁合金大塑性变形研究结果的总结与归纳,得出了镁合金大塑性变形技术未广泛应用的原因所在,并指出开发生产效率高、成本低、工艺简单的一道次成型即可显著细化晶粒和控制织构的新型大塑性变形技术将会是未来变形镁合金领域中的研究重点3。同时介绍了镁合金大塑性变形挤压成形的几种方法,分析了这些方法的特点,并对镁合金大塑性变形挤压技术的前景进行了展望。关键词:镁合金;大塑性变形;连续挤压

0 绪论

镁及其合金是实际工程应用中最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定和易回收等优点,成为航空、航天、汽车、计算机、电子、通信和家电等行业的重要新型料。镁合金的开发和应用存在着巨大的空间和潜力,正如著名材料专家Cahn所指出的,“在材料领域中还没有任何材料像镁那样存在潜力与现实如此大的颠倒4。”目前,压铸是镁合金成形的主要方式;但是压铸件力学性能较差,并且容易产生微小的气孔,因此阻碍了镁合金产品的进一步发展。变形镁合金因其良好的综合力学性能而受到了重视5。

1各种镁合金成型技术

1.1 高压扭转技术

高压扭转工艺通过压杆向放置在固定不动模具中的盘状材料施加很高的压力,同时压杆作旋转运动,从而实现扭转剪切变形。试样一般为圆盘状,尺寸较小,直径一般为10-20mm,厚度为0.2-1.5mm。在高压扭转过程中,盘状试样可以在高达几个Gpa的压力下发生扭转变形,而试样的尺寸不发生变化,因此在试样的外侧可以引入很大的剪切应变。由于材料的剪切应变是通过压杆的旋转来引入,因此剪切应变量的大小与材料所处位置的半径有关。通过高压扭转制备的材料存在从中心向外侧组织不均匀的现象。

科技论文写作结课论文

与其他大塑性变形加工工艺相比,高压扭转作为一种可连续的加工变形工艺,在理论上可以通过调节扭转圈数的变化在试样内部无限量地累积大量剪切应变,使材料晶粒尺寸均匀细化至亚微米级甚至纳米级,从而获得超细晶结构材料。目前,国内外针对高压扭转工艺的研究主要集中在结构材料的应用上,通过高压扭转加工以显著细化晶粒,从而达到提高结构材料强韧性的目的6。1.2多项锻造技术

多向锻造技术是几种有代表性的强塑性变形方法之一,与其他方法(如等径角挤压和高压扭转)相比,多向锻造技术使用现有的工业装备即可实现大块致密材料的制备,可以大幅度提高材料性能,且工艺简单,成本低,因此有望直接应用于工业化生产。多向锻造技术是一种自由锻工艺。形变过程中材料随着外加载荷轴的变化而不断地被压缩和拉长,通过反复变形以达到细化合金晶粒、改善材料性能的效果。

多向压缩是在多向锻造技术的基础上去掉拔长工序,在操作上采用固定比例的方形试样,每道次压缩30%~45%,淬水,然后将变形试样机加工成原比例的试样,再沿第二轴进行压缩,反复压缩变形以达到细化晶粒效果。多向压缩可以精确地计算变形量,但在本质上仍然属于多向锻造技术。1.3轧制技术

常规轧制是生产镁合金板材的主要工艺。由于镁合金的塑性成形能力有限,必须进行小变形量多道次变形。在传统的小道次压下量多道次轧制过程中,滑移是镁合金整个变形过程中的主要变形机制,且大部分的塑性变形是通过滑移实现的。基面滑移是镁合金中最易启动的滑移系统,鉴于基面滑移只能提供2个独立的滑移系,从而不能满足均匀变形的要求。

为了启动非基面滑移,镁合金的轧制一般需要在较高的温度下进行。虽然轧制温度较高,但由于整体滑移系较少且镁的层错能较低(相对铝等金属而言),因此镁合金变形过程中极易诱发孪生以协调变形7。晶界处和孪晶处的变形储能比较高,因而容易发生动态再结晶。粗晶、剪切带、孪晶和再结晶晶粒等可同时出现在镁合金板材组织中。这种组织不均匀性导致镁合金板材的后续成形性能较差。外,镁合金在传统的多道次轧制过程中,随着道次压下量的增加,应力容易在粗大晶粒的晶界处集中,导致板材的开裂。此外,随着轧制道次的增加,镁合金的基面织构明显增强,进而增加后续道次变形的难度。

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所谓高应变速率轧制是指对镁合金板坯进行单道次大应变轧制,通过控制轧辊速度和板坯的厚度来获得高应变速率。高应变速率变形的应变速率范围与合金材质和变形工艺有关。应变速率过高时,镁合金变形时容易开裂。对于镁合金,轧制应变速率在接近和稍高于时可以纳入高应变速率变形的范畴。镁合金在较高的应变速率下进行轧制时,可以获得极高的孪晶和动态再结晶形核率,进而获得均匀的超细晶粒组织1, 8。1.4 等通道转角挤压

20世纪70年代初期,由前苏联科学家Segal教授及其合作者最早提出并研究了等通道转角挤压技术。等通道挤压模具内有两个截面相同、以一定角度相交的通道,两通道的内交角为Ф,外侧圆弧角度为Ψ。在等通道转角挤压过程中,要求试样与模具中的通道尺寸紧密配合,试样在冲头的作用下经过两通道的转角处,产生近似理想的剪切变形。由于不改变材料的横截面形状和面积,故反复挤压可使各次变形的应变量累积迭加而得到相当大的总应变量7, 9, 10。

ECPA利用一个互成一定角度的转角挤压金属,给试样以纯剪切应力,获得大的塑性变形,经过多次反复挤压发生应变量累积,获得组织均匀、晶粒细小的材料。ECPA使材料在挤压过程中获得极大的变形量,达到破碎晶粒,增加储能的目的。更重要的是材料在挤压过程中形状不发生改变,因而可以重复挤压,累积变形量。加工塑性差的材料时,需采用较高温度或较大转角4, 9。1.5连续挤压技术

连续挤压技术有CONFORM连续挤压、连续铸挤和链带式连续挤压法等。其中,CONFORM连续挤压已经得到了工业中的实际应用。国内镁合金的连续挤压技术研究主要集中在CONFORM连续挤压上面。在工艺方面,杨俊英

1等以AZ31镁合金为研究对象,研究了挤压轮转速对坯料各层面速度分布的影响机制。结果表明,在连续挤压的过程中,金属在不同变形区域的流动速度有差异。挤压轮转速越大,不同层面金属的流动速度差值越大,流动的程度越不均匀。这种流动分布特点是由于轮槽面的摩擦驱动力与型腔壁摩擦阻力的相互作用形成的。吴桂敏等对AZ31镁合金连续挤压成形的工艺条件进行了研究,结果表明,变形金属的等效应力在压实轮下方最高,等效应变在模具入口处最大,型腔内的温度最高12, 13。

科技论文写作结课论文 变形镁合金今后发展展望

传统铸造镁合金组织都很粗大、力学性能较差,镁合金层错能较低,变形过程中易发生动态再结晶,大多数情况下都是通过塑性变形来细化镁合金晶粒,改善其力学性能。传统的塑性变形手段包括: 挤压、轧制、锻造等。由于镁合金是六方结构,塑性变形能力较差,统的单一的塑性变形方法已难以进一步提高其力学性能。针对这一难点,很多研究者引入新型的塑性变形手段,或者结合传统变形方式以提高镁合金成形性能14。目前变形镁合金的设计主要在保证好的塑性变形能力前提下:1.选择好的固溶体合金;2.好的细化晶粒的方法;3.利用不同的强化机理,如固溶强化、细晶强化、沉淀强化和复合强化等方法提高材料的综合力学性能。开发新型高强、超轻、耐热、耐蚀变形镁合金是目前镁合金设计的重点14-23。

超轻镁合金主要指Mg-Li系合金。该合金是轻合金材料中最轻的一种,其比强度高,具有良好的冷热变形能力,是超轻高强合金的一个重要合金系,其冷变形率达50%以上,韧性和焊接性能良好,在共晶成分附近具有良好的加工性能和超塑性24。结语

变形镁合金具有一系列优良的性能,近年来,国家加大了对其开发研究的投入,关键的加工技术正在快速突破,变形镁合金应用的重点也从宇航、兵器工业等领域扩展到了民用高附加值产业,如汽车、电脑、通讯和家用高档产品等,展示了其巨大的应用价值。我国有丰富的镁资源和居世界首位的镁合金产能,但目前还没有形成具有优势的变形镁合金塑性加工技术体系,在产品开发及其应用方面尚存在严重不足,变形镁合金产品还没有找到巨大的应用市场。随着科学技术的发展,变形镁合金的加工技术将会快速发展,它的技术难题取得突破之时,变形镁合金将得到更广泛的应用25。

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