目前市面上的工業(yè)大風扇葉片都是以鋁合金為主,這是因為鋁合金材料的密度低且強度高,熱電導率高,耐腐蝕的能力強,擁有較好的物理特性及力學方面性能。
但是因為焊接方法和焊接工藝參數(shù)選取不當,會導致葉片焊接以后因力過于集中化而產(chǎn)生嚴重的機械變形,或者因焊縫氣孔、夾渣和未焊透等等不足,致使焊縫金屬裂紋或者材質(zhì)疏松,從而嚴重的影響產(chǎn)品質(zhì)量與性能。
所以本文通過分析鋁合金材料的特點與焊接難度,來為大家講解一下,該如何保證焊接后不會出現(xiàn)工業(yè)
大風扇葉片的變形。
鋁為銀白色輕金屬,有良好的可塑性,比較高的導電性、導熱性,還具有抗氧化及抗腐蝕性能。鋁極易氧化產(chǎn)出三氧化二鋁薄膜,在焊縫中生出夾雜物,而破壞金屬的連續(xù)性及其均勻性能,降低它的機械性能及耐腐蝕的性能。
這是在焊接鋁合金是很難避免的事,所以我們需要了解鋁合金焊接時應(yīng)該注意的地方。
1易被氧化??諝庵?,鋁易和氧化合,產(chǎn)生致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2mm),熔點很高(約2050°C),大大地超過鋁及鋁合金的熔點(約600°C左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,大概是鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表層容易吸水分,焊接的時候,它會阻礙基本金屬熔合,易形成氣孔和夾渣及未熔合等等不足,導致性能降低。
2容易產(chǎn)生氣孔。鋁及鋁合金焊在接時生出氣孔主要因素是氫,由于液態(tài)鋁可溶解大量氫,但固態(tài)的鋁基本不會溶解氫,所以當熔池溫度快速冷卻與凝固的時候,氫來不及逸出,易在焊縫里面形成氣孔。氫氣孔當前難完全免除,氫的來源有很多,如電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面吸附空氣里水分等等。
3焊縫時候變形及形成裂紋的傾向較大。鋁線膨脹系數(shù)及結(jié)晶收縮率都約比鋼要大出兩倍,易生成比較大的焊接變形內(nèi)應(yīng)力,剛性較大的結(jié)構(gòu)將會加速熱裂紋的生成。
4合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發(fā)燒損,從而改變焊縫金屬的化學成分,使焊縫性能下降。
5溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
當然這只是焊接時應(yīng)該注意的問題,這些了解后,我們需要明白工業(yè)
大風扇葉片焊接工藝方法。
焊前的準備
運用化學和機械的方法,嚴格的清理焊縫坡口兩側(cè)的表面氧化性膜。
化學清洗是使用堿或酸清洗工件表面,該法既可去除氧化膜,還可除油污。機械清理可采用風動和電動銑刀,也可采用刮刀,銼刀等的工具,對較薄的氧化膜可用0.25mm的銅絲刷去打磨清除其氧化性膜。清理好后馬上施焊,若放置時間超過了4h,就要重新去清理。
確定裝配間隙和定位焊間距
施焊的過程中,鋁板受熱膨脹,使焊縫坡口間隙減小,焊前裝配間隙若留得太小,焊接過程中便會引起兩板坡口的重疊,增加焊后板面不平度及變形量裝。配間隙若過大,施焊困難,并有燒穿的可能性。一定的定位焊間距可保證所需要的定位焊間隙,選擇合適的裝配間隙和定位焊間距,為減少變形的有效措施。
選擇焊接的設(shè)備
當前市場上焊接產(chǎn)品種類較多,通常*好用交流鎢極氬弧焊(即TIG焊)。它為在氬氣保護作用下,利用鎢電極及工件問產(chǎn)生的電弧熱熔化母材及填充焊絲的一種焊接方法。此焊機工作的時候,因交流電流極性在周期性變換,在每周期里半波是直流正接,半波是直流反接。
選擇焊絲通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。
選取焊接方法參數(shù)通常以左焊法進行,焊炬和工件會成60°角。焊接厚度15mm時,用右焊法進行,焊炬與工件會成90°角。焊接的壁厚在3mm以上的時候,開V形坡口,夾角是60°~70°,間隙不可大于1mm,用多層焊的方法去完成。壁厚在1.5mm以下的時候,不開坡口,也不留間隙,也不會加填充絲。焊固定管子對接接頭的時候,若管徑為200mm,壁厚為6mm的時候,宜采用直徑為3~4mm的鎢極,用220~240A的焊接電流,直徑為4mm的填充焊絲,用1~2層焊完。
當然這只是工業(yè)大風扇葉片在焊接時所需要注意的事項,為了防止后期葉片的變形,
工業(yè)大風扇葉片形狀也需要符合空力學。
金凡斯
工業(yè)大風扇葉片是從葉根到葉尖逐漸變窄、變薄至尾部加寬,型同飛機翼,更符合空氣動力學等弦長理論。風阻小、風量更均勻、中部無空洞;以及獨有的榫卯連接,保證風扇整體安全。葉柄的“凸”型與緩沖裝置的“凹”形結(jié)構(gòu)用螺栓鎖死,葉片、葉柄、底盤輪轂形成一體,避免葉片承受切割力,防止葉片上翹、下墜和左右搖擺,通過凹凸榫卯連接,葉片轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力、阻力、浮力轉(zhuǎn)遞給葉柄底盤,避免葉片承受切割力而斷裂。