冷壓焊是指在常溫下只靠外加壓力使金屬產(chǎn)生強烈塑性變形而形成接頭的焊接方法。
中文名稱 | 冷壓焊 | 外文名稱 | cold pressure welding |
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名詞類型 | 焊接方法 | 微觀機理 | 薄膜學說 |
方????法 | 金屬產(chǎn)生塑性變形而實現(xiàn)固態(tài)焊接 |
冷壓焊,英文為cold pressure welding
在室溫條件下,借助壓力使待焊金屬產(chǎn)生塑性變形而實現(xiàn)固態(tài)焊接的方法。
加壓變形時,工件接觸面的氧化膜被破壞并被擠出,使純潔金屬接觸達到晶間結(jié)合,能凈化焊接接頭。所加壓力一般要高于材料的屈服強度,以產(chǎn)生60~90%的變形量。加壓方式可以緩慢擠壓、滾壓或加沖擊力,也可以分幾次加壓達到所需的變形量。
目前國內(nèi)外關(guān)于冷壓焊界面結(jié)合機理研究很多。國內(nèi)存在的主要觀點是無擴散理論,認為冷壓焊中不存在原子的擴散,兩材料的結(jié)合屬晶間結(jié)合。國外關(guān)于冷壓焊結(jié)合機理有不少假說,具有代表性的有以下幾種:
而國內(nèi)部分看法是:不同組配的金屬其冷壓焊界面結(jié)合機理是不同的.,對于無限互溶的Cu-Ni 類、有限互溶的Ag-Cu 類與生成化合物的A-l Cu 類在冷壓焊過程中界面處存在淺層擴散, 實現(xiàn)冶金結(jié)合. 而液固態(tài)下幾乎不互溶的Ag-Ni 類, 即使在冷壓焊過程中界面產(chǎn)生固溶體, 但這種固溶體極不穩(wěn)定, 隨著過飽和固溶相的析出, 必然伴隨著接頭的斷裂. 因此真正使這類組合的金屬牢固結(jié)合在一起的是界面處的機械結(jié)合力和金屬鍵合力, 而不是冶金結(jié)合.
常見冷壓焊
搭接主要用于箔材、板材的連接。將工件分別夾緊在左右鉗口中,并伸出一定長度,施加足夠的頂鍛壓力,使伸出部分產(chǎn)生經(jīng)向塑性變形,將被焊界面上的雜質(zhì)擠出,形成金屬飛邊,緊密接觸的純潔金屬形成焊縫,完成焊接過程。一般需要2~4次才能使金屬邊界完全焊合。
鉗口分固定和活動兩組,各由兩個相互對稱的半模組成,各夾持一個工件,向中間擠壓結(jié)合。
還得看焊什么,鋼筋、鋼構(gòu)件還是什么,根據(jù)焊的分項工程決定套什么子目。定額沒有電氣焊的子目。電氣焊只屬于一道工序。
1、剪力墻結(jié)構(gòu)中暗柱采用直徑12的鋼筋,實際施工采用氣壓焊,在2008河南定額中可以套用4-188(電渣壓力焊 接頭)子目計算的。 2、如果直徑12的鋼筋,實際施工采用氣壓焊,定額中無此子目,甲方不...
壓焊是指利用焊接時施加一定壓力而完成焊接的方法,壓力焊又稱壓焊。鍛焊、接觸焊、摩擦焊、氣壓焊、冷壓焊、爆炸焊屬于壓焊范疇。
冷壓焊設(shè)備
不同焊接類型其模具各異,對接冷壓焊模具為鉗口;搭接冷壓焊點焊的模具為壓頭,縫焊的模具為壓輪等。
鉗口分固定和活動兩組,各由兩個相互對稱的半模組成,各夾持一個工件。鉗口作用除夾緊工件外,主 要是傳遞壓力,控制塑性變形大小和切掉飛邊。
鉗口端頭結(jié)構(gòu)有槽形鉗口、尖形鉗口、平形鉗口和復(fù)合鉗口等形式,其中尖形鉗口有利于金屬的流動,能擠掉飛邊,所需焊接壓力小等,但它易崩刃口。為此在刃口外設(shè)置護刃環(huán)和溢流槽(容納飛邊),圖7-4-3 為應(yīng)用最廣的復(fù)合鉗口。
為了防止頂鍛過程中工件在鉗口內(nèi)打滑,除有足夠夾緊力外,還需增加鉗口內(nèi)腔的摩擦系數(shù),通常是在內(nèi)腔表面加工深度不大的螺紋溝槽。內(nèi)腔的形狀尺寸與焊件相適應(yīng),焊件規(guī)格變化,則需更換鉗口。
刃口是關(guān)鍵部位,其厚度一般為2mm左右,楔角為50°~60°,該處須進行磨削加工以減小頂鍛時變形金屬流動的阻力,不至卡住飛邊,鉗口工作部位的硬度控制在HRC45~55.
(1)搭接點焊壓頭
冷壓點焊分單點點焊和多點點焊,單點焊又分雙面點焊和單面點焊。點焊用的壓頭形狀有圓形(實心或空心)、矩形、菱形、或環(huán)形等。
壓頭尺寸按工件厚度t確定。圓形壓頭直徑d(見圖7-4-4,)和矩形壓頭的寬度b要適當,典型壓頭尺寸為d=(1~1.5)t,或b=(1~1.5)t.矩形壓頭的長邊取(5~6)b。如果屬不等厚點焊,則壓頭尺寸d=2t1或b=2t1,t1為薄件厚度。
冷壓點焊的壓縮率是由壓頭壓入深度來控制,通常是設(shè)計帶軸肩的壓頭,見圖7-4-4。從壓頭端頭至軸肩的長度即為壓入深度,以此控制準確的壓縮率,同時起到防止工件翹起的作用。圖7-4-2則是在軸肩外圓加設(shè)套環(huán)預(yù)壓裝置,又稱預(yù)壓模具套環(huán),通過彈簧對工件施加預(yù)壓力,該預(yù)壓力控制在20~40MPa左右。
為了防止壓頭切割被焊金屬,其工作面周邊應(yīng)加工成R=0.5mm的圓角。
(2)搭接縫焊模具
冷壓縫焊有冷滾壓焊、冷套壓焊和冷擠壓焊等形式,各使用著不同的模具。
1)冷滾壓焊壓輪
冷滾壓焊時,被焊的搭接件在一對滾動的壓輪間通過,并同時被加壓焊接,即形成一條密閉性焊縫,圖7-4-5為其焊接示意圖。從圖中看出,單面滾壓焊的兩壓輪中一個帶工作凸臺,另一個不帶工作凸臺;而雙面滾壓焊則兩個壓輪均帶凸臺。
壓輪的直徑D從減小焊接壓力考慮越小越好,但過小的壓輪工件不能自然送入焊機。工件能自然入機的條件是D≥175t?,式中t=(t1+t2)工件總厚度,?為最小壓縮率。
所以,選用壓輪直徑時,首先滿足工件自然入機條件,然后盡可能選用小的壓輪直徑。
壓輪工作凸臺的高與寬的作用與冷壓點焊壓頭作用相似,工作凸臺兩側(cè)設(shè)輪肩,起控制壓縮率和防止工件邊緣翅起的作用。
合理的凸臺高度h由下式確定:
式中C為主軸間彈性偏差量,通常C=0.1~0.2mm
合理的凸臺寬度B取:
式中H焊縫厚度,見圖7-4-2;
t工件總厚度(t1+t2)。
2)冷套壓焊模具
以鋁罐封蓋冷壓焊為例,見圖7-4-6。根據(jù)焊件的形狀和尺寸設(shè)計相應(yīng)尺寸的上模和下模,下模由模座承托。上模與壓力機的上夾頭連接,為活動模。上下模的工作臺設(shè)計與冷滾壓焊壓輪的工作凸臺相當。同樣也應(yīng)設(shè)計臺肩。由于焊接面積大,所需焊接壓力比滾壓焊大很多,故此種方法只適用于小件封焊。
3)冷擠壓焊模具
以鋁質(zhì)電容器封頭焊接為例,見圖7-4-7。按內(nèi)外帽形工件的形狀尺寸設(shè)計相應(yīng)的陰模(固定模)和陽模( 動模)。陽模與壓力機的上夾頭相連接,陰模的內(nèi)徑與陽模的外徑之差與工件總厚度t和變形程度?的關(guān)系為:
陰模與陽模的工作周邊需制成圓角,以免產(chǎn)生剪切。
冷壓焊冷壓接焊機
冷壓焊接設(shè)備主要分為3大類:手提式、臺式和動力式。
手提式冷壓焊機通常用在拉絲機的放線架、漆包線、束纜或絞線機上,它的最大優(yōu)點是能在有限的空間內(nèi)進行作業(yè),攜帶方便。
焊接范圍:銅ф0.10~1.20mm,鋁ф0.10~1.20mm
臺式冷焊機是固定在有兩個輪子的小車上,移動方便。
焊接范圍:銅ф0.30~3.25mm,鋁ф0.30~4.70mm
對于焊接線徑較大的冷焊機,靠手動來操作是不可能的。因此設(shè)計了由氣動、電動或液壓傳動的冷焊機。設(shè)備的底部安裝有輪子,可以移動。
焊接范圍:銅ф1.00~13.00mm,鋁ф1.00~20.00mm
1焊接在允許的形變速度之下不會引起接頭升溫,也不存在界面原子的擴散,固沒有軟化區(qū)、熱影響區(qū)和脆性金屬中間相。
2結(jié)合面呈現(xiàn)復(fù)雜的峰谷和犬牙交錯的空間形態(tài),接觸面大,同種金屬接頭強度不低于母材。異種金屬接頭強度不低于金屬強度
3結(jié)合界面大,又無中間相,所以接頭的導(dǎo)電性、抗腐蝕性能優(yōu)良。
4壓力是唯一的外加能量。單位壓力通常要比被焊材料的屈服強度大許多倍。
5不需加熱、填料,設(shè)備簡單,節(jié)省能源。
6易于操作和自動化,焊接質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)率高,成本低。
7在大截面工件的焊接時設(shè)備較龐大,搭接焊后工件表面有較深的壓坑
8不用焊劑,無污染
9焊接頭不會腐蝕,溫度不升高,材料結(jié)晶狀態(tài)不變
10通過冷焊機飛邊后,容易去除,表面光潔
11金屬組織部發(fā)生再結(jié)晶和軟化、退火現(xiàn)象,機械強度不會降低
12對焊接材料的性能、厚度以及焊接壓力、以及對焊時的頂鍛壓力都有個比較嚴格的約束
13焊接質(zhì)量穩(wěn)定,不受電壓波動影響
14適合不允許升溫的產(chǎn)品,有些金屬焊接時會因升溫而母相軟化,冷壓焊是不錯的選擇
冷壓焊?影響因素
油膜、水膜和其他雜質(zhì)會嚴重影響冷壓焊的質(zhì)量,。金屬氧化膜也會影響冷壓焊的質(zhì)量。對接冷壓焊時,結(jié)合面處的的氧化物等有害雜質(zhì)可在多次頂鍛過程中被作為飛邊擠出,因此對接冷壓焊時待焊部位的表面清理只需清除油污、水等有害雜質(zhì)【2】即可。
總壓縮量是影響對接冷壓焊接頭性能的重要因素。對接冷壓焊的塑性變形程度用總壓縮量L表示,它等于工件伸出長度與頂鍛次數(shù)的乘積??偪s進量有一個最佳值,過高和過低都會使拉壓強度降低,比如用φ8mm的鋅合金棒材進行對接冷壓焊。當總壓縮量為20mm時,鋅合金對接冷壓焊接頭抗拉強度465MPa,達到最大值,增加總壓縮量,接頭抗拉強度反而降低了;當總壓縮量過小時,接頭強度明顯降低,并可能出現(xiàn)焊接失敗。一般要使金屬間距離達到
焊接壓力既與被焊材料的強度和工件斷面有關(guān),又與焊接模具的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。冷壓焊過程中。由于塑性變形產(chǎn)生硬化和模具對金屬的約束力,工件上單位壓力增大。對接冷壓焊時,工件隨變形的進行而被墩粗,工件的名義斷面積不斷增大。結(jié)果使得焊接末期所需的焊接壓力比焊接初始時的焊接壓力要大的多。因此選擇焊接壓力應(yīng)該以焊接末期時最大的焊接壓力為準。一般鋅合金冷壓對接焊時,單位面積的焊接壓力大于2100MPa。
冷壓焊結(jié)合過程一般對工件待連接表面的粗糙度沒有很高的要求,經(jīng)過軋制、剪切或車削的表面都可以應(yīng)用。只有當塑性變形量小于20%時,才要求表面有較低的粗糙度。對于帶有微小溝槽的凹凸不平的表面,在強烈的塑性變形過程中有利于整個界面的切向位移,使兩金屬的接觸面積增大,當塑性變形達到一定程度時,兩金屬的結(jié)合面積不再增大,而不能使所有的金屬接觸面都能達到原子間力的作用范圍而形成結(jié)合力。此時所表現(xiàn)的變形為基體金屬的變形。因此,金屬表面的粗糙度對冷壓焊結(jié)合強度也有一定的影響。
對接冷壓焊時,獲得合格接頭的關(guān)鍵因素是要有足夠的壓縮量,對于塑性好,變形硬化不強烈的金屬工件的壓縮量通常小于或等于直徑或厚度,焊接時使構(gòu)建的伸出長度等于壓縮長度可一次頂鍛焊成,對于硬度較大形變較強的金屬,壓縮量通常大于或等于焊件的直徑或厚度,需要多次頂鍛才能焊成,對于大多數(shù)材料頂鍛數(shù)一般不能大于三次。
冷壓焊由于不需加熱、不需填料,設(shè)備簡單;焊接的主要工藝參數(shù)已由模具尺寸確定,故易于操作和自動化,焊接質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)率高,成本低;不用焊劑,接頭不會引起腐蝕;焊接時接頭溫度不升高,材料結(jié)晶狀態(tài)不變,特別適于異種金屬和熱焊法無法實現(xiàn)的一些金屬材料和產(chǎn)品的焊接。冷壓焊已成為電氣行業(yè)、鋁制品業(yè)和太空焊接領(lǐng)域中最重要的有限幾種焊接方法之一。
冷壓焊機及其模具的工作表面可能會積聚金屬碎屑,必須定期清除。如有壓縮空氣,可用壓縮空氣把碎屑吹掉。如果要徹底的清除碎屑,可將模具從焊機中取出,把模具的四塊模塊拆開,用放大鏡仔細每塊模塊,確保所有模塊表面的微量碎屑都被清除。拆模時必須小心,尤其小彈簧容易丟失。模具的表面不干凈將會導(dǎo)致接線時線容易在模具中打滑,以至于焊接失敗。注意維修后的模具工作表面決不允許有任何油脂。
在模具強度允許的前提下,很多不會產(chǎn)生快速加工硬化或未經(jīng)嚴懲硬化的延性金屬如Cu、Al、Ag、Au、Ni、Zn、Cd、Ti、Su、Pb及其合金均適于冷壓焊;它們之間的任意組合,包括液相、固相不相溶的非共格金屬如Al與Pb、Zn與Pb等的組合,也可進行冷壓焊。鋁與鋁對接可焊截面達1500毫米2,鋁與銅對接可焊截面達1000毫米2。但是對于某些異種金屬,如Cu與Al,形成的焊縫,在高溫下會因擴散作用而產(chǎn)生脆性的化合物,使其延性明顯下降。這類組合的冷壓焊接頭只宜在較低溫度下工作。
冷壓焊的搭接厚度或?qū)訑嗝媸芎笝C噸位的限制而不能過大;工件硬度受模具材質(zhì)的限制而不能過高。因此,冷壓焊主要適用于硬度不高、延性好的金屬薄板、線材、棒材和管材的連接。特別適宜于焊接中不允許接頭升溫的產(chǎn)品。
冷壓焊所需設(shè)備簡單,工藝簡便,勞動條件好。但冷壓焊所需擠壓力較大,在大截面工件的焊接時設(shè)備較龐大,搭接焊后工件表面有較深的壓坑,因而在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。
拆模時必須小心,尤其小彈簧容易丟失。
模具的表面不干凈將會導(dǎo)致接線時線容易在模具中打滑,以至于焊接失敗。注意維修后的模具工作表面決不允許有任何油脂。
冷壓焊適合延展性較好的金屬,容易產(chǎn)生加工硬化的金屬和脆性金屬不適合
冷壓焊的搭接厚度或?qū)訑嗝媸芎笝C噸位的限制而不能過大
工件硬度受模具材質(zhì)的限制而不能過高。
以鋅鋁焊接為例分析:
高強度鋅合金的熔點為419.5 ℃,比較低,而Zn 的沸點只有906 ℃,熔化焊的熱源溫度都比較高,焊接鋅合金時容易發(fā)生氧化和鋅的蒸發(fā), 從而造成焊縫和熔合區(qū)的成分、組織和性能的變化。
釬焊鋅合金時,由于采用的是軟釬焊,焊接溫度較低,母材不會熔化,減少了鋅的氧化和蒸發(fā), 可以有效防止由于過熱對母材的組織和性能的影響, 因此在鋅合金連接和修復(fù)方面應(yīng)用較多,但其焊接強度較低,限制了在某些對強度要求較高的場合的應(yīng)用。
鋅合金的冷壓焊屬于固態(tài)焊接方式,焊接時母材不會發(fā)生熔化,且接頭強度較高
變壓器箔繞工藝在國內(nèi)已比較成熟,由于銅鋁價格差異較大,考慮制造成本因素,目前國內(nèi)大部分廠家采用鋁箔繞制,雖然用鋁箔繞制線圈與銅箔繞制線圈性能沒有大的差異,由于與變壓器連接母線排多為銅排及客戶要求銅質(zhì)線圈,所以絕大部分變壓器廠家的變壓器以銅端子引出.目前大致有三種方案:
一,以銅鋁過渡排引出,氬弧焊焊接,缺點:1需單獨訂做,生產(chǎn)周期較長2以閃光焊或摩擦焊制作的端子可靠性不太穩(wěn)定,已有不少廠家反映在生產(chǎn)完成后發(fā)現(xiàn)焊接部位斷裂,造成較大損失,3,氬弧焊接對操作工有較高技術(shù)要求,要熟練掌握焊接電流,速度,角度等否則容易虛焊不可靠4,焊接過程消耗氬氣不環(huán)保,氬氣及焊接弧光對人體有一定傷害.5焊接過程由于產(chǎn)生較大熱量,需冷卻,也影響了生產(chǎn)效率及自動化的實現(xiàn).
二,以銅排引出,以專用焊劑焊接,如三合焊絲,缺點:1焊劑比較昂貴,2用氧氣乙炔把銅排加熱,用熔化的焊劑把銅鋁粘在一起,此辦法產(chǎn)生熱量較大生產(chǎn)效率低只能手工施焊,不能實現(xiàn)自動生產(chǎn).
三,冷壓焊接,此焊接工藝在法國BR公司及瑞士TUBOYAG公司生產(chǎn)的箔繞機上得到了完美實現(xiàn),此焊接方法生產(chǎn)效率高,可銅銅焊接,鋁鋁焊接,銅鋁焊接,生產(chǎn)成本低,不用焊劑,無污染,只需更換與材料對應(yīng)的冷壓模具既可,可實現(xiàn)自動焊接,對剪切切口也沒有氬弧焊接要求嚴格.缺點是整機引進價格高昂,BRJ-300約250萬元,BRJ-700約350萬元BRJ-1400*2約500萬元,這樣高昂的價格也是此技術(shù)沒有遲遲進入中國的一個重要原因.
1.冷壓焊在架空線生產(chǎn)行業(yè)的運用我國自改革開放以來,各個領(lǐng)域都在追趕世界先進水平,導(dǎo)線焊接接頭也列人電纜行業(yè)要解決的重要項目之一。以往國家標準,如GB1178 - 83鋁絞線及鋼芯鋁紋線》和鋁合金絞線及鋼芯鋁合金絞線》等標準中,對導(dǎo)線的接頭強度要求不高。由于有經(jīng)驗的工人精細操作后尚能達到。因此大部分的廠家仍采用電阻焊。
但是,為了使國產(chǎn)品與國際接軌,我國線纜標準將逐漸向IEC徐準靠攏,采用等效于一1987《架空絞線用硬鋁線h及圓線同心絞架空導(dǎo)線It的新的國家標準'將要頒布)提出接頭強度)130MPa。因此采用電阻焊接是無法達到,而采用冷壓焊是較易達到。我們對導(dǎo)線接頭的抗拉蠅度做了一系列的試驗。大量的數(shù)據(jù)表明,冷焊機冷壓焊接后接頭的抗拉強度都超過母線的強度。由于冷焊機能自動對中及方便操作,無需對操作工過高的要求,因此,將其比喻為焊機中"傻瓜機"并不過分。
2.冷壓焊在通信電纜生產(chǎn)中的運用眾所周知,郵電部要求所有市話電纜生產(chǎn)廠獲得人網(wǎng)證書才允許生產(chǎn)。在人網(wǎng)標準中。對裸線生產(chǎn)過程的接頭有明確的規(guī)定。
市話電纜的導(dǎo)線電阻焊很難實現(xiàn)。傳統(tǒng)的焊接方法是用銀合金焊料和無酸性溶劑釬焊,但是,自從冷焊機冷壓焊機推向市場后,越來越多的用戶都傾向用冷焊機來接線,這是因為BWE公司的手提式冷焊機非常適合這種線徑的焊接,而且冷壓焊接比銀焊具有更大的優(yōu)越性:
(1)冷壓焊接線操作方便、簡單,
(2)冷壓焊能自動時中;而銀焊即很難對中,線受力時容易斷;
(3)銀焊接頭有氧化皮,不牢固。而且存在假焊。焊接成功率低;
(4)冷壓焊不影響導(dǎo)線的電氣性能;而銀焊會降低電導(dǎo)率;
(5)通過冷焊機飛邊后,容易去除,表面光潔;而銀焊接頭較粗,不易修平;
(6)冷壓焊只需一次投資。使用壽命長,大大降低生產(chǎn)成本。
目前,國內(nèi)外干式空心電抗器的線圈繞組廣泛使用鋁電磁線來制造。由于受每盤電磁線質(zhì)(重)量的限制,在線圈繞制過程中,需要將不同線盤的鋁電磁線對焊起來。由于干式空心電抗器用在高壓電力系統(tǒng)中,所以它的線圈繞組要能夠承受短路電流的沖擊,因此要求鋁電磁線對焊接頭焊接牢固,抗拉強度不低于母材,同時要求接頭的電阻要小,導(dǎo)電性能優(yōu)良?,F(xiàn)在,國內(nèi)干式空心電抗器生產(chǎn)廠家和鋁電磁線生產(chǎn)廠家大多采用電阻焊焊接鋁電磁線(L4)。采用電阻焊焊接鋁電磁線時,存在以下問題:首先,焊接電流通電時間的控制。由于鋁電磁線直徑較小(2.5~5.0mm),所以焊接電流通電時間很短,一般不到1s。電阻焊機的焊接電流通電時間依靠手工控制。當焊接電流通電時間過長時,焊接能量輸入過剩,使接頭被燒斷;當焊接電流通電時間過短時,焊接能量輸入不夠,使接頭不能完全熔合,導(dǎo)致焊接失敗。其次,焊接質(zhì)量和鋁電磁線伸出長度、電磁線和電極表面接觸狀態(tài)等,也有很大關(guān)系。隨著鋁電磁線直徑的變化,操作工人需不斷調(diào)整電磁線伸出長度。電極使用一段時間后,會出現(xiàn)下凹,要求工人及時修磨電極。因此,采用電阻焊焊接鋁電磁線時,要靠工人的焊接經(jīng)驗和工作狀態(tài)保證焊接質(zhì)量,因而焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。采用冷壓焊焊接鋁電磁線有很多優(yōu)點。
首先,焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠,焊接質(zhì)量主要由焊接模具保證。
第二,焊接操作簡單,對操作工人的操作技能和經(jīng)驗要求不高。
第三,冷壓焊焊接接頭電氣性能好,接頭電阻與母材相比變化很小。
其他方面冷壓焊已應(yīng)用于電容器外殼的封裝、電氣工業(yè)中鋁銅過渡接頭、導(dǎo)電母線、引出線、鋁制日用品和包裝帶的焊接等。鋁與鋁對接可焊截面達1500毫米2,鋁與銅對接可焊截面達1000毫米2 等等。
冷壓焊機的未來在以下方面有待提高:
1)數(shù)控冷壓焊機將替代手動機械式冷壓焊機。手動機械式冷壓焊機在壓力的控制上不能數(shù)量化,而是經(jīng)驗化。通過數(shù)控冷壓焊機施加壓力得到數(shù)量準確的焊接參數(shù),確保焊透。
2)冷壓焊機可以進行修補金屬材料。冷壓焊機修補材料替代了熱焊機修補材料,以免在修補的過程中改變金屬的晶格屬性。
3)便攜式冷壓焊機可以應(yīng)用到不易拆卸修補的設(shè)備中,實現(xiàn)現(xiàn)場修補。適用大型設(shè)備尤其是軍用設(shè)備、航空航天材料的焊接與修補。
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鋁銅異種金屬冷壓焊及其焊縫接頭顯微組織和性能_溫立民
冷壓焊是在沒有外加熱源的條件下,僅施加很大壓力使焊件金屬局部產(chǎn)生相當大的塑性變形,把接頭問的氧化膜和其他雜質(zhì)擠出,使接觸處的金屬產(chǎn)生原子結(jié)合,形成牢固的接頭,見圖12。
加壓變形時,工件接觸面的氧化膜被破壞并被擠出,能凈化焊接接頭。所加壓力一般要高于材料的屈服強度。以產(chǎn)生60%~90%的變形量。加壓方式可以緩慢擠壓、滾壓或加沖擊力,也可以分幾次加壓達到所需的變形量。
冷壓焊無熱影響區(qū),金屬的性能均勻一致,焊接質(zhì)量穩(wěn)定,設(shè)備簡單,便于操作,生產(chǎn)率高,容易實現(xiàn)自動化。其缺點是:焊件的局部變形量大,焊接大截面焊件時所需焊機的噸位較大。
冷壓焊的工件一般是塑性金屬,如鋁、銅、鎘、鎳和銀等。冷壓焊有搭接點焊和對接焊兩種。搭接點焊前_丁件表面須經(jīng)機械加工,或用鋼絲刷(輪)或溶劑仔細清理,對接焊時表面清理要求不太嚴格。
冷壓焊設(shè)備只需一臺擠壓機,包括壓膜和夾持鉗口,也可用手動夾具焊接小工件。冷壓焊時工件不必加熱,因而適于焊接不允許有溫升的工件和加熱時會引起軟化的材料,也適用于易產(chǎn)生脆性化合物的異種金屬連接。冷壓焊所需設(shè)備簡單,工藝簡便,勞動條件好。但冷壓焊所需擠壓力較大,搭接焊后工件表面有較深的壓坑,因而在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。
冷壓焊已應(yīng)用于電容器外殼的封裝、電氣工業(yè)中鋁銅過渡接頭、導(dǎo)電母線、引出線、鋁制日用品和包裝帶的焊接等。鋁與鋁對接可焊截面達1500mm2,鋁與銅對接可焊截面達1000mm2。可焊接同種材料,也可以焊接異種材料,銅、鋁、鉛、錫、鋅、鎳、鈦等金屬均可冷壓焊。與閃光對焊、摩擦焊相比,冷壓焊更適合于電氣安裝焊接,廣泛用于鋁與鋁、銅與銅、鋁與銅的焊接。
而在國外的一些發(fā)達國家已非常普及。雖然國內(nèi)一些企業(yè)公司已經(jīng)開始熟悉和使用冷焊機,但還未達到普及的程度.相信隨著冷壓焊技術(shù)難題逐一被攻破,空白被填補,國內(nèi)市場越發(fā)成熟,冷壓焊會被越來越多的領(lǐng)域所接受。
冷焊機工作原理是在集中壓力負荷作用下,使需要連接的兩接觸表面積擴大, 從而使得焊接表面上的原始的阻礙焊接的氧化保護膜破裂 , 高壓負載又使暴露的純凈金屬物質(zhì)緊密接觸,產(chǎn)生原子之間的結(jié)合。 經(jīng)過焊接時嚴重變形的冷壓焊接頭,其結(jié)合界面均呈現(xiàn)復(fù)雜的峰谷和犬牙交錯的空間形貌,其結(jié)合面面積比簡單的幾何截面大。在正常情況下,同各金屬的冷壓焊接頭強度不低于母材; 異種金屬的冷壓焊接頭強度不底于兩邊母線強度。 很多金屬材料在傳統(tǒng)的高溫焊接下會導(dǎo)致接頭變形變粗、異物摻入、電阻變大導(dǎo)電性能變?nèi)醯热毕荨?/p>