鋁及其合金在工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活中的應(yīng)用日益廣泛,由于比重小、導(dǎo)電(熱)性好、鑄造性和機(jī)械加工性優(yōu)良,鋁在現(xiàn)代工業(yè)材料中的重要作用不可替代。在航空、航天、通信、汽車、電子、家電、生活用品等方面,為了減輕重量、提高功效、增強(qiáng)美觀,以鋁代銅、以鋁代鋼取得了可喜的成就。這些成就的取得很大程度上依賴于焊接技術(shù)的發(fā)展,尤其是釬焊和氬弧焊,探討鋁的氬弧焊、釬焊以及釬焊、氬弧焊用鋁焊絲的制造技術(shù)有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
1 鋁焊料的制造工藝
目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的鋁焊料制造工藝主要有兩種:其一是鑄錠——擠壓——拉拔工藝,主要用于釬焊材料和部分氬弧焊絲生產(chǎn);其二是熔鑄——連鑄——拉拔,主要用于氬弧焊絲生產(chǎn)。
2.鋁焊料的鑄錠——擠壓——拉拔工藝
在鋁焊料的鑄錠——擠壓——拉拔工藝中。核心技術(shù)是擠壓,擠壓溫度、擠壓速度、擠壓變形指數(shù)是關(guān)鍵參數(shù);鑄錠預(yù)熱、模具預(yù)熱、模具設(shè)計(jì)也是重要環(huán)節(jié)。在鑄錠的獲取方式上,金屬模鑄錠和半連續(xù)鑄錠是主流。
2.1擠壓技術(shù)的特點(diǎn)
擠壓技術(shù)的許多優(yōu)越性中,以下兩方面對(duì)鋁焊料的生產(chǎn)是最有利的。
在擠壓過(guò)程中,被擠金屬在變形區(qū)中能獲得比軋制、鍛造更為強(qiáng)烈和均勻的三向壓縮應(yīng)力狀態(tài),這就可以充分發(fā)揮被加工金屬本身的塑性。因此,用擠壓法可加工那些用軋制法和鍛造法加工有困難、甚至無(wú)法加工的低塑性、難變形金屬。例如鋁硅共晶和鋁硅銅釬料經(jīng)熱擠壓后可以進(jìn)行拉拔。
擠壓加工的靈活性很大,只需要更換模具等擠壓工具,即可在一臺(tái)設(shè)備上生產(chǎn)形狀和品種不同的制品,更換擠壓工具的操作簡(jiǎn)便易行。這一特點(diǎn)對(duì)批量小、品種規(guī)格多的的釬焊材料尤其適宜。
擠壓技術(shù)還存在許多有待改進(jìn)的問(wèn)題。例如:幾何廢料損失較大、擠壓速度遠(yuǎn)低于水平連鑄速度、生產(chǎn)效率低、市場(chǎng)響應(yīng)慢、工模具消耗量大等。
2.2擠壓技術(shù)的現(xiàn)狀及前景
擠壓技術(shù)興起于上世紀(jì)初。20世紀(jì)20年代第一臺(tái)200噸擠壓機(jī)問(wèn)世,1941年德國(guó)的施洛曼(Sehloeman)公司制造了12000噸擠壓機(jī)。目前,應(yīng)用中的擠壓機(jī)是美國(guó)雷諾公司的27000噸擠壓機(jī)。
擠壓技術(shù)問(wèn)世以來(lái),擠壓工藝的完善和發(fā)展從未間斷過(guò)。冷擠壓、潤(rùn)滑擠壓、等溫?cái)D壓、水冷模擠壓、連續(xù)擠壓、快速擠壓、包套擠壓、靜液擠壓、脫皮積壓、復(fù)和擠壓、有效摩擦擠壓、舌型模擠壓、平面組合模擠壓、分流組合模擠壓、變斷面擠壓、扁擠壓、螺旋擠壓、寬展擠壓、輥擠、沖擠、淬火擠等擠壓技術(shù)層出不窮。
擠壓技術(shù)的發(fā)展日新月異,超塑性擠壓、液態(tài)擠壓、半固態(tài)擠壓等新工藝的研究已取得可喜進(jìn)展。
2.3工模具的設(shè)計(jì)與制造
隨著擠壓技術(shù)的發(fā)展,工模具的設(shè)計(jì)已發(fā)展成為一門新興的學(xué)科。
擠壓工模具包括模架、模套、擠壓筒、擠壓軸、擠壓墊、擠壓模、模支撐等。模具是保證產(chǎn)品形狀、尺寸和精度的基本工具,也是保證產(chǎn)品內(nèi)外質(zhì)量、影響擠壓速度、擠壓力的最重要因素之一。合理的模具結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸,在一定程度上可控制產(chǎn)品內(nèi)部組織和力學(xué)性能。
模具設(shè)計(jì)和制造必須滿足擠壓工藝要求,同時(shí),擠壓模具的使用壽命是最需關(guān)注的問(wèn)題。模具材料的選取、熱處理及表面處理工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)加工及電加工、使用維護(hù)等是影響模具壽命的主要因素。
2.4鋁焊料的擠壓
有色金屬焊接用焊絲的絲坯通常由鑄錠——擠壓獲得,其中,銅焊絲(帶)、部分鋁焊絲(帶)常由大型有色金屬加工廠生產(chǎn),由于焊接材料生產(chǎn)批量小,生產(chǎn)質(zhì)量波動(dòng)大,給生產(chǎn)組織帶來(lái)諸多不便;而銅磷焊料、銀基焊料、部分鋁基焊料由焊料專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn),生產(chǎn)中常用100--800噸油壓機(jī)擠壓。
鋁鎂、鋁錳焊絲是擠壓的兩類焊絲,鋁硅氬弧焊絲的擠壓性尚可,鋁硅釬料的擠壓速度較低、效率也低,鋁硅銅和鋁硅銅鋅是最難擠壓的兩類釬料。
在鋁焊料的生產(chǎn)中,生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、回爐料比例高是影響經(jīng)濟(jì)效益的主要原因。
2.5焊料生產(chǎn)中擠壓的應(yīng)用
擠壓加工在釬焊材料的生產(chǎn)中占有特殊地位,這是因?yàn)閿D壓技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)內(nèi)外釬料制造者廣泛采用。采用擠壓加工技術(shù)生產(chǎn)釬料比其他壓力加工方法更適宜于多品種小批量的特點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們總在不斷的研究和開(kāi)發(fā)各種釬料成型技術(shù),這些技術(shù)具備良好的應(yīng)用前景,但是目前還不可能取代擠壓成型。有兩方面的原因使擠壓成型在釬料成型中占主導(dǎo)地位,一是長(zhǎng)期的思維習(xí)慣——釬料生產(chǎn)一直采用擠壓成型;二是擠壓加工在技術(shù)上的可靠性、穩(wěn)定性和成熟性。
1 鋁焊料的制造工藝
目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的鋁焊料制造工藝主要有兩種:其一是鑄錠——擠壓——拉拔工藝,主要用于釬焊材料和部分氬弧焊絲生產(chǎn);其二是熔鑄——連鑄——拉拔,主要用于氬弧焊絲生產(chǎn)。
2.鋁焊料的鑄錠——擠壓——拉拔工藝
在鋁焊料的鑄錠——擠壓——拉拔工藝中。核心技術(shù)是擠壓,擠壓溫度、擠壓速度、擠壓變形指數(shù)是關(guān)鍵參數(shù);鑄錠預(yù)熱、模具預(yù)熱、模具設(shè)計(jì)也是重要環(huán)節(jié)。在鑄錠的獲取方式上,金屬模鑄錠和半連續(xù)鑄錠是主流。
2.1擠壓技術(shù)的特點(diǎn)
擠壓技術(shù)的許多優(yōu)越性中,以下兩方面對(duì)鋁焊料的生產(chǎn)是最有利的。
在擠壓過(guò)程中,被擠金屬在變形區(qū)中能獲得比軋制、鍛造更為強(qiáng)烈和均勻的三向壓縮應(yīng)力狀態(tài),這就可以充分發(fā)揮被加工金屬本身的塑性。因此,用擠壓法可加工那些用軋制法和鍛造法加工有困難、甚至無(wú)法加工的低塑性、難變形金屬。例如鋁硅共晶和鋁硅銅釬料經(jīng)熱擠壓后可以進(jìn)行拉拔。
擠壓加工的靈活性很大,只需要更換模具等擠壓工具,即可在一臺(tái)設(shè)備上生產(chǎn)形狀和品種不同的制品,更換擠壓工具的操作簡(jiǎn)便易行。這一特點(diǎn)對(duì)批量小、品種規(guī)格多的的釬焊材料尤其適宜。
擠壓技術(shù)還存在許多有待改進(jìn)的問(wèn)題。例如:幾何廢料損失較大、擠壓速度遠(yuǎn)低于水平連鑄速度、生產(chǎn)效率低、市場(chǎng)響應(yīng)慢、工模具消耗量大等。
2.2擠壓技術(shù)的現(xiàn)狀及前景
擠壓技術(shù)興起于上世紀(jì)初。20世紀(jì)20年代第一臺(tái)200噸擠壓機(jī)問(wèn)世,1941年德國(guó)的施洛曼(Sehloeman)公司制造了12000噸擠壓機(jī)。目前,應(yīng)用中的擠壓機(jī)是美國(guó)雷諾公司的27000噸擠壓機(jī)。
擠壓技術(shù)問(wèn)世以來(lái),擠壓工藝的完善和發(fā)展從未間斷過(guò)。冷擠壓、潤(rùn)滑擠壓、等溫?cái)D壓、水冷模擠壓、連續(xù)擠壓、快速擠壓、包套擠壓、靜液擠壓、脫皮積壓、復(fù)和擠壓、有效摩擦擠壓、舌型模擠壓、平面組合模擠壓、分流組合模擠壓、變斷面擠壓、扁擠壓、螺旋擠壓、寬展擠壓、輥擠、沖擠、淬火擠等擠壓技術(shù)層出不窮。
擠壓技術(shù)的發(fā)展日新月異,超塑性擠壓、液態(tài)擠壓、半固態(tài)擠壓等新工藝的研究已取得可喜進(jìn)展。
2.3工模具的設(shè)計(jì)與制造
隨著擠壓技術(shù)的發(fā)展,工模具的設(shè)計(jì)已發(fā)展成為一門新興的學(xué)科。
擠壓工模具包括模架、模套、擠壓筒、擠壓軸、擠壓墊、擠壓模、模支撐等。模具是保證產(chǎn)品形狀、尺寸和精度的基本工具,也是保證產(chǎn)品內(nèi)外質(zhì)量、影響擠壓速度、擠壓力的最重要因素之一。合理的模具結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸,在一定程度上可控制產(chǎn)品內(nèi)部組織和力學(xué)性能。
模具設(shè)計(jì)和制造必須滿足擠壓工藝要求,同時(shí),擠壓模具的使用壽命是最需關(guān)注的問(wèn)題。模具材料的選取、熱處理及表面處理工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)加工及電加工、使用維護(hù)等是影響模具壽命的主要因素。
2.4鋁焊料的擠壓
有色金屬焊接用焊絲的絲坯通常由鑄錠——擠壓獲得,其中,銅焊絲(帶)、部分鋁焊絲(帶)常由大型有色金屬加工廠生產(chǎn),由于焊接材料生產(chǎn)批量小,生產(chǎn)質(zhì)量波動(dòng)大,給生產(chǎn)組織帶來(lái)諸多不便;而銅磷焊料、銀基焊料、部分鋁基焊料由焊料專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn),生產(chǎn)中常用100--800噸油壓機(jī)擠壓。
鋁鎂、鋁錳焊絲是擠壓的兩類焊絲,鋁硅氬弧焊絲的擠壓性尚可,鋁硅釬料的擠壓速度較低、效率也低,鋁硅銅和鋁硅銅鋅是最難擠壓的兩類釬料。
在鋁焊料的生產(chǎn)中,生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、回爐料比例高是影響經(jīng)濟(jì)效益的主要原因。
2.5焊料生產(chǎn)中擠壓的應(yīng)用
擠壓加工在釬焊材料的生產(chǎn)中占有特殊地位,這是因?yàn)閿D壓技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)內(nèi)外釬料制造者廣泛采用。采用擠壓加工技術(shù)生產(chǎn)釬料比其他壓力加工方法更適宜于多品種小批量的特點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們總在不斷的研究和開(kāi)發(fā)各種釬料成型技術(shù),這些技術(shù)具備良好的應(yīng)用前景,但是目前還不可能取代擠壓成型。有兩方面的原因使擠壓成型在釬料成型中占主導(dǎo)地位,一是長(zhǎng)期的思維習(xí)慣——釬料生產(chǎn)一直采用擠壓成型;二是擠壓加工在技術(shù)上的可靠性、穩(wěn)定性和成熟性。

