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    高品質(zhì)5356 鋁焊絲生產(chǎn)技術(shù)探討

    2022-07-12 06:15:30熊落保
    有色冶金設(shè)計與研究 2022年3期
    關(guān)鍵詞:表面質(zhì)量高品質(zhì)焊絲

    熊落保

    (寧德福浦新合金有限公司,福建寧德 352000)

    鋁合金焊絲作為一種焊接材料應(yīng)用范圍廣泛,大批量應(yīng)用于諸如軌道交通、冷凍集裝箱、壓力容器等重要鋁合金結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域。 其中,5356 焊絲,鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%左右,具有較高的強(qiáng)度、良好的抗腐蝕性,經(jīng)陽極氧化后,具有良好的色澤匹配度,被廣泛應(yīng)用于焊接 5XXX 系、部分 6XXX 系、7XXX 系鋁合金。 目前,我國已有近百家實(shí)心焊絲生產(chǎn)廠,并能夠自行設(shè)計制造實(shí)心焊絲生產(chǎn)線, 但受限于裝備和工藝等因素, 國內(nèi)生產(chǎn)線仍不能滿足生產(chǎn)高性能焊線的要求,某些用途的鋁合金焊絲仍依賴進(jìn)口[1]。 國內(nèi)采用連鑄連軋工藝大規(guī)模生產(chǎn)鋁焊絲的廠家較少,絕大部分廠家依舊采用的是水平連鑄連拉工藝。 熔體處理只在爐內(nèi)熔劑精煉, 因此國產(chǎn)鋁焊絲在表面光潔度與質(zhì)量方面與進(jìn)口焊絲相比存在一定的差距。 近些年,通過國內(nèi)企業(yè)的不斷努力,國產(chǎn)焊絲在軌道交通、 軍工等領(lǐng)域已經(jīng)可以部分替代進(jìn)口的高品質(zhì)焊絲,且其應(yīng)用范圍正不斷擴(kuò)大。

    本文擬基于國產(chǎn)高端焊絲生產(chǎn)線, 以國內(nèi)某鋁廠生產(chǎn)的Φ2.7 mm 5356 線坯為原材料, 通過多道次拉拔與刮削調(diào)試, 制備高品質(zhì)5356 鋁合金焊絲,并總結(jié)高品質(zhì)5356 鋁合金焊絲的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù),分析現(xiàn)行設(shè)備技術(shù)水平的不足,以供同行參考。

    1 國內(nèi)5356 焊絲制備工藝現(xiàn)狀

    1.1 鋁焊絲線坯制備

    國內(nèi)已有學(xué)者分別針對采用半連續(xù)鑄造—擠壓法、 連鑄連軋—拉拔法、 水平連鑄法、 多次連續(xù)擠壓—水箱拉拔法、 水平抽絲工藝等工藝制備的鋁合金焊絲質(zhì)量進(jìn)行了對比研究[2-7]。研究發(fā)現(xiàn):1)采用半連續(xù)鑄造—擠壓法工藝制備的鋁合金焊絲SAL5356 在MIG 焊接時,其焊接接頭的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度均高于ER5356,但在低電流時其電弧穩(wěn)定性不佳,有待進(jìn)一步穩(wěn)定質(zhì)量。 2)與進(jìn)口焊絲相比,部分國產(chǎn)廠家ER5356 焊絲化學(xué)成分波動較大,對Si、Fe 等雜質(zhì)元素含量控制不夠嚴(yán)格,對表面質(zhì)量、線性、松弛直徑、翹距等要求不嚴(yán)格,質(zhì)量水平不高;但也有少數(shù)廠商制備的ER5356 焊絲質(zhì)量已經(jīng)接近或達(dá)到國外焊絲的質(zhì)量水平。3)與水平連鑄法、水平抽絲工藝相比,采用連鑄連軋法制備的5356 線坯質(zhì)量更好,焊絲表面質(zhì)量、焊接工藝性能、熔敷金屬強(qiáng)度、伸長率均更優(yōu)。4)采用多次連續(xù)擠壓—水箱拉拔法制備的ER5356 焊絲,在進(jìn)行MIG 焊接與檢測后,發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量完全達(dá)標(biāo), 符合船舶使用與實(shí)際焊接的要求。

    1.2 焊絲成分設(shè)計與品質(zhì)控制

    在焊絲成分設(shè)計與品質(zhì)控制方面, 已有研究表明:1)Mg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對ER5356 焊絲焊后接頭組織性能有很大的影響[8];2)熔敷金屬點(diǎn)蝕坑面積率隨著焊絲中Fe 元素含量的增加呈線性增加[9];3)從提高SAl5356 焊絲與焊縫性能方面考慮,Si 元素含量一般應(yīng)小于0.2%,最優(yōu)控制范圍應(yīng)小于0.12%[10];4)元素Mg 的微觀偏析可以通過均勻化處理消除[11];5)原材料的化學(xué)成分及內(nèi)在品質(zhì)是影響機(jī)械拋光法所制備5356 焊絲質(zhì)量的關(guān)鍵因素[12];6)成分配比、雜質(zhì)含量、 加工方法是影響焊絲表面質(zhì)量與力學(xué)性能的關(guān)鍵因素[13]。 另外,衛(wèi)晏華通過研究指出:以車輛用7020 大型鋁合金型材為焊接對象,采用立式半連續(xù)鑄造—擠壓法制備線坯,采用Cr、Mn、Ti 復(fù)合微合金化技術(shù), 先進(jìn)的焊絲加工工藝與表面刮削技術(shù)制備5356 焊絲,焊接接頭可以達(dá)到了歐洲標(biāo)準(zhǔn)的要求[14]。

    綜上所述,國內(nèi)5356 焊絲制備工藝與產(chǎn)品質(zhì)量水平部分已經(jīng)達(dá)到進(jìn)口焊絲水平。 無論是采用半連續(xù)鑄錠+擠壓法制線坯,還是采用連鑄連軋法制線坯通過機(jī)械拋光與多道次拉拔工藝,均可達(dá)到5356 高品質(zhì)焊絲制坯要求,但是采用水平連拉方式制線坯,所生產(chǎn)的焊絲品質(zhì)較前兩者低。

    2 拉拔與刮削工藝生產(chǎn)實(shí)踐

    依據(jù)對上述研究的梳理與總結(jié),本文擬定5356高品質(zhì)焊絲線桿坯制備工藝方案為: 采用連鑄連軋法制備Φ9.5 mm 線桿坯,經(jīng)過多道次拉拔與二次退火,制備出Φ2.7 mm 線坯。 在此基礎(chǔ)上,采用國產(chǎn)焊絲拉拔刮削生產(chǎn)線, 擬定高品質(zhì)Φ1.2 mm 5356 焊絲的生產(chǎn)流程為:進(jìn)線Φ2.7 mm,經(jīng)過粗刮削、多道次拉拔,再經(jīng)過精刮削、單道次拉拔、超聲波清洗、吹干等工序制備出5356 高品質(zhì)焊絲。

    經(jīng)確認(rèn),某鋁大廠Φ2.7 mm 線坯生產(chǎn)工藝與本文擬定的線坯制備工藝相符, 故線坯從該廠采購獲得。 Φ1.2 mm 焊絲制備工藝則基于某國產(chǎn)鋁焊絲拉拔刮削生產(chǎn)線實(shí)施。 通過批量生產(chǎn)Φ1.2 mm5356 焊絲,對本文設(shè)定工藝進(jìn)行驗(yàn)證。 本文所生產(chǎn)的5356焊絲表面光潔,見圖1。 通過實(shí)際焊接使用發(fā)現(xiàn),焊接過程飛濺少,焊縫清爽,效果良好,MIG 送絲順滑,焊接性能好,見圖2。

    圖1 5356 鋁焊絲

    圖2 焊縫

    2.1 技術(shù)質(zhì)量要求

    高品質(zhì)5356 鋁焊絲的技術(shù)質(zhì)量要求參照國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金焊》(GB/T 10858—2008)和《軌道交通焊接用鋁合金線材》(GB/T 32181—2015)執(zhí)行。具體質(zhì)量要求如下:

    1)5256 鋁焊絲化學(xué)成分,見表 1。

    表1 5356 化學(xué)成分控制范圍及與國標(biāo)要求對比

    2)尺寸偏差。 Φ0.8 mm、Φ1.0 mm、Φ1.2 mm、Φ1.6 mm 等規(guī)格的盤裝線材,要求直徑允偏差在+0.01 mm~-0.02 mm 之間; 線盤直徑大于 100 mm的線材,松弛直徑應(yīng)不小于線盤直徑ΦD+20 mm,翹距不大于15 mm;線盤直徑小于100 mm 的線材,松弛直徑不小于100 mm,翹距不大于10 mm。

    3)焊接性能要求。 對試樣的焊縫進(jìn)行X 射線探傷,其裂紋、氣孔、氧化夾雜應(yīng)符合《軌道交通焊接用鋁合金線材》 表1 的B 級規(guī)定;5356 試樣室溫拉伸力學(xué)性能焊接母板5083H111,其接頭強(qiáng)度應(yīng)不小于275 MPa;焊接試樣經(jīng) 180°彎曲后,在任何方向上都不應(yīng)出現(xiàn)大于3 mm 的單條裂紋。

    4)熔敷金屬力學(xué)性能。在氬氣保護(hù)下,試樣焊態(tài)的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于250 MPa, 規(guī)定非比例延伸長度應(yīng)不小于120 MPa,伸長率應(yīng)不小于18%。

    5)外觀質(zhì)量與其他。焊材表面應(yīng)光滑,不應(yīng)有裂紋、毛刺、起皮、氣泡、凹陷、劃痕、油污及其他影響焊接性能的缺陷。 另外每根線材應(yīng)均無接頭。

    2.2 生產(chǎn)裝備與工藝流程

    本文所采用的某公司GLQX-50-30-3 鋁合金焊絲刮削精拉清洗生產(chǎn)線基本參數(shù)如下: 走線直徑為 3.0~0.8 mm; 走線速度為 0~10 m/s, 升速時間為 10 s,正常運(yùn)轉(zhuǎn)速度為6 m/s。 其技術(shù)特點(diǎn)是:1)采用先刮后拉的工藝,可以提高刮削操作性和生產(chǎn)效率,改善成品絲的表面質(zhì)量, 避免退火后的氧化皮被帶入拉絲機(jī)。刮削機(jī)刮削模架采用萬向機(jī)構(gòu),方便調(diào)整模具的對中性, 從而有效解決刮削過程中產(chǎn)生的刮不全、刮偏現(xiàn)象。2)水箱拉絲機(jī)采用塔輪式多模拉拔和油浸式潤滑,??趦粲蛧娮?,不僅潤滑充分,還能沖洗模口。對拉絲油進(jìn)行無紡布精密過濾,提高油品的干凈度;油池控溫系統(tǒng),加熱采用電加熱,冷卻采用散熱器循環(huán)冷卻,提高了拉絲油潤滑性,有效地延長了模具的使用壽命。3)拉拔之后,對成品進(jìn)行精密刮削, 有效去除焊絲表面硬化龜裂層, 并進(jìn)行整圓拋光。4)采用棉帶包覆方式進(jìn)行預(yù)清洗,去除表面的油污及鋁粉。 5)采用超聲波和熱水漂洗能進(jìn)一步達(dá)到潔凈表面的作用。6)最后一道采用棉帶涂覆,能更好地避免焊絲表面劃傷,從而得到色澤光亮、均勻的表面質(zhì)量。

    具體工藝流程如下:放線機(jī)→張力機(jī)→擦絲校直架→刮削機(jī)→張力機(jī)→水箱拉絲機(jī)→張力機(jī)→刮削機(jī)→張力機(jī)→單頭拉絲機(jī)→張力機(jī)→擦絲機(jī) (清洗)→超聲波清洗槽→開水洗槽→擦絲機(jī)(涂覆)→烘干裝置→牽引機(jī)→張力機(jī)→收線機(jī)。

    2.3 關(guān)鍵技術(shù)與工藝參數(shù)選擇

    2.3.1 坯料準(zhǔn)備

    采用國內(nèi)某鋁廠Φ2.7 mm5356 鋁線坯,O 態(tài),抗拉強(qiáng)度為300~340 MPa。 線坯采用連鑄連軋→高溫退火→多道次拉拔→退火工藝制配,其化學(xué)成分控制范圍見表1。

    另外,采購Φ2.7 mm 線坯時,要求生產(chǎn)商將氫含量控制在0.001 5 mL/g 內(nèi), 并指定鋁液鑄造的除渣過程采用深床過濾設(shè)備, 將5 μm 以上的夾渣除去,確保坯材質(zhì)純凈。

    2.3.2 刮削

    刮削設(shè)備包括刮削模套、定徑模套、切削液循環(huán)系統(tǒng)、斷屑裝置、牽引卷筒、傳動裝置、驅(qū)動電機(jī)、照明裝置等。

    刮削工藝由兩組刮削機(jī)完成, 第1 組放置在水箱拉絲機(jī)前,為粗刮機(jī)(圖3),第2 組放置在水箱拉絲機(jī)后,為精刮機(jī)(圖4)。

    圖3 粗刮機(jī)

    圖4 精刮機(jī)

    粗刮工藝方案根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定為:進(jìn)線Φ2.7 mm,定徑模壓縮為Φ2.47 mm, 第 1 個刮削模環(huán)刮為Φ2.43 mm,第 2 個刮削模環(huán)刮為 Φ2.40 mm。 經(jīng)刮削后,出線光潔,能夠完全去掉氧化皮、壓坑等缺陷,為水箱拉絲機(jī)做好光潔拉拔的準(zhǔn)備。

    精刮工藝根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定為: 進(jìn)線Φ1.37 mm,定徑模壓縮為Φ1.35 mm,第1 個刮削模刮削為Φ1.33 mm,第2 個刮削模刮削為Φ1.315 mm。 經(jīng)軋光模壓光后,出線Φ1.28 mm,生產(chǎn)調(diào)試好后,線桿表面光潔,無白斑、漏刮、跑偏等缺陷,達(dá)到了調(diào)整翹距與松弛直徑前的線桿質(zhì)量要求。

    刮削調(diào)試過程中應(yīng)注意以下問題:1)刮削工藝所有模具的對中性。試生產(chǎn)前應(yīng)采用驗(yàn)棒檢驗(yàn),誤差控制在0.02 mm。 對中性好,則焊絲線桿不易跑偏,不會漏刮。刮削模套與出口模套可采用雙螺母調(diào)整、球碗萬向調(diào)節(jié)形式,前后均加裝定位模,后定位模也為球碗萬向調(diào)節(jié)形式,調(diào)整方便。2)定徑模、刮削模、軋光模之間的間隙。 調(diào)整模具之間的間隙可以使刮削時排屑順利,清理方便。依據(jù)經(jīng)驗(yàn),間隙控制在30~60 mm,可以獲得良好的刮削質(zhì)量。 另外,在刮削生產(chǎn)實(shí)踐時,還應(yīng)合理地設(shè)立皮夾,防止焊絲抖動。 一旦出現(xiàn)焊絲抖動,應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整,防止產(chǎn)生廢線。

    2.3.3 拉拔

    拉拔工藝主要由三軸水箱拉絲機(jī)與成品單模拉絲機(jī)完成。 三軸水箱拉絲機(jī)核心部件(圖5),包括2個主動軸、1 個被動輪與牽引卷筒,采用11 模+三塔輪結(jié)構(gòu),繞線方式特殊,間距大,跨槽角度小,不蹭線。塔輪表面噴涂碳化鎢,鏡面拋光,槽寬為30 mm,大徑為400 mm,小徑為109 mm。牽引卷筒表面噴涂碳化鎢,鏡面拋光,軸心水冷,最后在定徑模處,設(shè)置一托一壓配重式防震輪,防止竹節(jié)絲產(chǎn)生。卷筒冷卻配置制冷機(jī)組,在拉拔過程中降低卷筒溫度,防止過溫現(xiàn)象發(fā)生。

    圖5 三軸拉絲塔輪與模架

    針對Φ1.2 mm 規(guī)格焊絲生產(chǎn),水箱拉絲機(jī)進(jìn)線直徑為2.4 mm,出線直徑為1.37 mm。 根據(jù)5356 鋁合金性能特點(diǎn),通過配模計算,在水箱拉絲機(jī)中采用7個拉伸模進(jìn)行拉拔。 三軸水箱拉絲機(jī)配模表見表2。

    表2 三軸水箱拉絲機(jī)配模 mm

    經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證,該配模方案在生產(chǎn)過程中不斷絲,拉拔質(zhì)量穩(wěn)定。

    定徑拉絲機(jī)為框架焊接式結(jié)構(gòu),成品機(jī)臺,卷筒直徑為350 mm, 見圖6。 該機(jī)臺最大進(jìn)線直徑為2.0 mm,最大出線線速度為600 m/min。 焊絲在出水箱拉絲機(jī)后,進(jìn)行翹距調(diào)整;在成品定徑拉拔時,選擇進(jìn)線為Φ1.280 mm,成品出線為Φ1.185 mm,并在出線時,對松弛直徑進(jìn)行調(diào)整,使之達(dá)到上述高品質(zhì)焊絲國標(biāo)要求。

    圖6 定徑拉絲機(jī)

    2.3.4 拉絲油精密過濾

    采用精密板式過濾機(jī)對拉絲油進(jìn)行過濾,是生產(chǎn)高光潔表面鋁焊絲最為重要的工藝內(nèi)容。 精密板式過濾機(jī)為立式結(jié)構(gòu),將濾網(wǎng)、無紡布濾網(wǎng)、助濾劑集中為一體,其過濾過程是在多層方形平板式過濾箱中并聯(lián)進(jìn)行的,過濾箱的層數(shù)與垛數(shù)可根據(jù)過濾流量的要求進(jìn)行增減,過濾箱系列產(chǎn)品的過濾量在500 L/min 至10 000 L/min 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

    過濾機(jī)的預(yù)沉淀、過濾和吹掃工序均由PLC 全自動控制。確定好過濾流量后,定期按比例添加助濾劑,保證過濾效果。 過濾機(jī)組能除去雜質(zhì)、碳黑與鋁粉,同時對拉絲油進(jìn)行加熱與冷卻,使油溫控制在20~40 ℃之內(nèi)。 開啟水箱拉絲機(jī)時,讓凈油再次回流,沖洗拉絲模具,可以達(dá)到潤滑拉絲的良好要求。

    2.3.5 擦絲

    擦絲機(jī)對布帶實(shí)行微張力控制,力矩可調(diào),從而實(shí)現(xiàn)對布帶與鋁絲之間摩擦力大小的調(diào)整。 擦絲機(jī)結(jié)構(gòu)見圖7。

    圖7 擦絲機(jī)

    整條焊絲生產(chǎn)線采用2 臺擦絲機(jī),1 臺放置在成品拉絲機(jī)后,1 條放置在超聲波清洗之后,分別對出線進(jìn)行表面拋光處理,同時除去油污、碳黑、鋁粉等臟物。在擦絲機(jī)上移動的棉帶經(jīng)過纏繞,作為介質(zhì)包覆在鋁絲上,反向以合適的速度行走,能有效避免臟物被帶入下道工序,造成鋁線的二次污染。

    2.3.6 超聲波清洗

    超聲波主槽體(圖 8),由 PP 板、PP 蓋板、304 不銹鋼框架結(jié)構(gòu)組成。該設(shè)備采用1.5 kW 耐腐蝕液下泵循環(huán)工作, 并設(shè)有4 根6 kW 加熱管對水進(jìn)行加熱;采用高分子聚乙烯導(dǎo)線輪,軸承座外置,共有5道溝槽,清洗總長達(dá)18 m。

    圖8 超聲波清洗機(jī)

    焊絲在超聲波清洗機(jī)中采用往復(fù)式繞線。 超聲波清洗工藝為:在槽中加入去離子水,并加入適量的低泡超聲波清洗劑,對水進(jìn)行加熱,水溫控制在50~60 ℃。開啟超聲波設(shè)備,焊絲穿過水槽進(jìn)行清洗。

    3 理論分析與討論

    3.1 線坯合金成分設(shè)計與品質(zhì)控制

    5356 是一種鋁鎂合金,不可熱處理強(qiáng)化[15]。制造高品質(zhì)5356 焊絲,應(yīng)關(guān)注線坯合金成分優(yōu)化與質(zhì)量的控制。

    3.1.1 主合金成分設(shè)計

    鎂作為主合金化元素與鋁形成α 固溶相基體,是合金強(qiáng)度的重要貢獻(xiàn)者。 鎂在晶界呈連續(xù)網(wǎng)格狀分布,在晶內(nèi)為點(diǎn)狀分布,經(jīng)均勻化處理后可以完全溶入基體。在成分設(shè)計時,重點(diǎn)考慮將鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在4.5%~5.0%的范圍內(nèi), 在保證焊絲力學(xué)性能的同時,減弱其脆性。 在壓力加工工藝較好的情況下,批次之間的力學(xué)性能均一。 當(dāng)鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過5%時,焊絲桿變脆,加工性能也會隨之下降。

    3.1.2 微合金化成分設(shè)計

    鉻與錳為微合金化元素。 本文選擇將鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.10%~0.12%的范圍內(nèi), 錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.12%~0.15%的范圍內(nèi),微量的鉻與錳能起到提高合金強(qiáng)度的作用。 鈦也是微合金化元素, 主要起細(xì)化晶粒作用[16]。 本文將鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.09%~0.12%范圍內(nèi)。 從焊絲刮削后的表面可以驗(yàn)證:控制好這幾種元素,焊絲的品質(zhì)得到了明顯提高。

    3.1.3 雜質(zhì)元素控制

    鐵與硅作為雜質(zhì)元素, 在成分設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制,其中硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能超過0.07%,鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能超過0.2%,最佳控制宜在0.12%以內(nèi)。 嚴(yán)格控制鐵與硅的含量, 能有效消除這二者對焊絲表面質(zhì)量與力學(xué)性能的不良影響。

    3.1.4 氫與夾渣物含量控制

    通過指定工藝與生產(chǎn)裝備對氫與夾渣物的含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。 工廠驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為:氫含量不超過0.001 5 mL/g。 通過對氫含量的控制,焊絲線坯的冶金品質(zhì)得到了很好地保證,這有利于高品質(zhì)5356 焊絲后續(xù)的工藝控制與表面質(zhì)量的提高。

    3.2 刮削品質(zhì)控制

    一般而言,焊絲化學(xué)成分、質(zhì)量、拉絲潤滑效果、線桿坯的表面狀況, 與刮削后焊絲的表面質(zhì)量有很強(qiáng)的相關(guān)性。 拉絲油黏度高、品質(zhì)好,潤滑效果也較好,焊絲表面光潔度較高;焊絲桿坯質(zhì)量差,鐵、硅雜質(zhì)相顆粒硬,在拉拔過程中易造成劃痕、微裂紋等,導(dǎo)致焊絲表面粗糙。

    在粗刮工藝中,先對線桿坯進(jìn)行校直與減徑,將線桿拉長壓縮,使其表面缺陷也呈線性拉長狀態(tài),缺陷沿徑向深度減小。這樣,粗刮量小,且方便排屑,同時焊絲成品率也會相對提高。 這一道拉絲模壓縮率一般選擇在3%~5%。

    第一道粗刮削時,線桿被環(huán)刮,去掉表皮的退火氧化物、油斑、碰傷、壓痕等,刮削量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,一般第一道將刮削量選擇0.04 mm。 第二道粗刮削時,可以根據(jù)前道刮削表面情況,進(jìn)一步選擇合適的刮削量(約0.03 mm),保證粗刮質(zhì)量。

    焊絲線桿經(jīng)過水箱多模拉伸后,在表面形成劃痕、拉伸坑等缺陷,因此需進(jìn)行精刮削處理。 與粗刮削同理,精刮前應(yīng)先對焊絲桿校直與表面壓光,以減少刮削量,防止走偏、漏刮與多刮。 第一精刮削量選擇為0.02 mm,第二道精刮削量選擇在0.015 mm 以下。

    綜上所述, 雖然刮削工藝已替代了化學(xué)拋光工藝,但是還依賴于人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整,缺乏先進(jìn)儀器對刮削模的對中性、刮削效果進(jìn)行在線檢測。刮削后的焊絲表面質(zhì)量采用顯微鏡或放大鏡進(jìn)行離線檢測,達(dá)到表面光潔、無刮痕、無白點(diǎn)、無裂紋、劃傷等即為合格。由于需要人工經(jīng)驗(yàn),刮削工藝質(zhì)量難免出現(xiàn)波動,影響焊絲表面質(zhì)量的穩(wěn)定性。 另外,刮削排屑困難,需要工人及時處理,導(dǎo)致焊絲生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行走線速度慢,產(chǎn)量低。

    3.3 多模拉絲模的配模

    針對多模拉絲模的基本配模原則為: 按照拉伸工藝的要求來設(shè)計制造拉絲機(jī), 保證絲材在運(yùn)行過程中保持適度的拉力與反拉力,絲材同時運(yùn)行平直、穩(wěn)定,無跳動松散現(xiàn)象,也不斷絲。 本文通過批量生產(chǎn), 驗(yàn)證了表2 中拉絲模??字睆皆O(shè)計參數(shù)的合理性,多道次拉拔穩(wěn)定。

    4 結(jié)論

    1)經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證,采用連鑄連軋→退火→多道次拉→中間退火工藝制備的Φ2.7 mm5356 線坯品質(zhì)好,氫、夾渣、化學(xué)成分等指標(biāo)范圍控制合理。

    2)基于國內(nèi)高端鋁焊絲拉拔刮削生產(chǎn)線,線坯經(jīng)過二次刮削、多道次拉拔,可以生產(chǎn)出高品質(zhì)5356 焊絲。

    3)經(jīng)過客戶驗(yàn)證,采用本文所擬制方案生產(chǎn)的高品質(zhì)5356 焊絲表面光潔, 在焊接過程中送絲順滑,焊縫良好,能達(dá)到《鋁及鋁合金焊》(GB/T 10858—2008)和《軌道交通焊接用鋁合金線材》(GB/T 32181—2015)的技術(shù)質(zhì)量要求。

    4)不足之處。因?yàn)樾枰斯そ?jīng)驗(yàn)進(jìn)行刮削調(diào)試,不可避免地影響焊絲表面質(zhì)量的穩(wěn)定性;同時,由于刮削排屑困難, 導(dǎo)致刮削機(jī)效率不高, 影響單機(jī)產(chǎn)量,有待進(jìn)一步改進(jìn)。

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