冷焊技术的发展及应用.doc
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4、,涂层。在物理学中纳米尺寸下必须考虑的一种负效应。关键词:冷焊 修复 传统焊接 铸铁件焊接冷焊机的原理是利用充电电容,以10-310-1秒的周期,10-610-5的超短时间放电。电极材料与模具接触部位会被加热到800010000摄氏度,等离子化状态的熔融金属以冶金的方式过渡到工件的表面。由于与母材之间产生了合金化作用,向工件内部扩散,熔渗,形成了扩散层,得到了高强度的结合。实现冷焊的原理是放电时间与下一次放电间隔时间相比较短,机器有足够的相对停止时间,热量会通过模具基本体扩散到外界,因此模具的被加工部位不会有热量聚集。虽然模具的升温几乎停留在室温,可是由于瞬时融化的原因,电极尖端的温度可以到达
5、10000摄氏度左右。焊条瞬间产生金属熔融,过渡到母材金属的接触部位,同时由于等离子电弧的高温作用,表层深处开成像生了根一样的强固的扩散层,呈现出高结合性,不会脱落。由于冷焊区别于传统意义的焊接,冷焊剂的硬度、粘附力和强度特别高,几乎没有收缩率,能可靠的防止许多化学作用、物理应力和机械应力等,人们又称其为“液体金属”。采用合理的工艺,选择适当的化学粘合材料将同种材料或异种材料连接在一起,实现连接、密封、固持、功能涂层,是冷焊当前的主要应用之一。冷焊可以用来对一切金属以及几乎所有的其他各种原材料进行相互连接、固定焊接和密封,硬化后和金属一样能锉、刨、磨、铣、抛光、车、喷丸等,能用各种刀具进行加工
6、。对于修复旧设备,减少制造过程的废次品,具有重要意义。再者某些材料的连接用一般的焊接法时,由于焊接时温度高,不仅有损材料的强度,而且还容易变形,特别对薄型材料就更成问题。但这些问题对冷焊来说是不存在的,因为冷焊是在常温下进行,同时接头的应力能比较均匀地分布在全部胶面上,从而改善了金属由于焊、铆、螺栓连接所引起的上述部分问题,提高了疲劳寿命。现在随着冷焊技术应用的成熟,高分子复合材料类冷焊应用较为稳定广泛,其中较具权威的有美国美嘉华高分子复合材料冷焊技术。其可以很好避免热应力变形,同时材料良好的附着抗压、抗腐蚀等综合性能,可以最大限度地满足各种设备部件的使用,从而在最低成本的投入下有效保证生产。
7、冷焊技术最常用的一个方面,便是焊接铸铁件。在焊接工艺中,直接用碳钢焊条补焊铸铁件,其困难有三:一是母体金属碳质向焊缝扩散,在迅速冷却中成为白口铁或高碳钢;二是由于在冷却后母材与焊缝间残存巨大内应力。因此,若不采取特殊工艺措施,施焊中或焊后会随即开裂。即使侥幸成功,也难于作用下一步的切削加工。用冷焊技术便可解决上述问题。焊后工件焊缝强度高于母材,可切削加工。焊前首先要清理工件,去除油污,查明裂纹和破损形态。为此可用气焊枪或喷灯加热,再用钢丝刷清理,细微裂纹须用四氯化碳洗净后细心检查。在裂纹端头开孔止裂,再沿裂纹开孔。清理做好后,需要焊熔敷打底层。首先在焊槽坡口两侧分别熔敷第一层,这一层应薄而均匀
8、,完全覆盖坡口,使以后各层不再接触母体金属。为此,选用尽可能小的电流:交流6080安,直流略小一点,焊条直径2.5毫米。小于5毫米的薄件,用1.6毫米焊条。为了防止产生热应力,要掌握“继续、分散、低温起焊”的原则。每段以1525毫米为宜,每次起焊温度要低于60度,并及时撞击。清理渣、瘤之后,在打底层上面堆焊第二、三、四层。方法也如打底层一样,但应注意勿再触及母体金属。两侧坡口填充到只剩下34毫米缝隙,即可盖面合缝。整个焊缝由打底、充填、盖面三种层次组成,各起不同作用。打底层直接与母体金属接触,大量的碳素扩散到这一层,使得本来为低碳钢的焊条材料变成高碳钢,冷却后形成以网状渗碳体为主、夹有马氏体、
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