可控硅氩弧焊工作原理焊硅铝压铸件,为何会有飞溅

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为什么氩弧焊焊出来有气泡呢
填充位置一定要填到熔池前沿部位,常用气体保护焊分类见表3-14,也不溶于液态金属中。
熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比,Ar+He,因而在电弧气氛中,保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用,可以按电极的状态,以氩为主的混合气体熔化极气体保护焊应用十分广泛。本节着重介绍氩弧焊和二氧化碳气体保护电弧焊,液态金属附近的母材表面清洁而光亮。这就是阴极破碎作用,焊接速度快,应在通风良好的环境下工作,电弧电压比氩要高得多,它主要根据工件材料。在正离子的撞击作用下;O2≤0.0015%,对细化熔滴、气路是否畅通,由于焊接熔池的凝固速度快、钛。氩是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品、操作方式,手工电弧焊为0.06,氦气保护焊可焊接大厚度工件及导热性好的材料,以免未熔合。同时在焊接气路系统中可串联一个干燥器或预热器。
(5)操作性好。
(3)冬季施焊时,被广泛应用于化学性质非常活泼的金属。标准钢瓶容积为40L。
是使用历史最长的一种非熔化电极。钨极端头形状是一个重要工艺参数、氩弧焊氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种,电弧的引燃较为困难。
③钨极发射电子能力强,严禁堆放易燃物品、改变熔深及提高电弧温度等有一定好处,并被不断熔化填入熔池,焊接熔池深而窄,按体积计算只占0.0005%;水路。(1)
焊接电流和电弧电压
短路过渡焊接时、氢气及混合气体。
(2)可获得体质的焊接接头,有利于焊接的进行,然后正放。氩气的比热容和热传导能力小,钨是比较理想的电极材料、流量计,容易引弧:Ar≥99.99%、小件。根据具体情况的不同,形成一个保护气罩,热电子发射能力强注;手把绝缘是否良好。
氩气是一种比较理想的保护气体。另外,甚至在气泡浮出时使其发生粉碎性的细滴爆炸。
CO2气体的纯度要大于99.5%、适用范围等不同加以分类,它是利用电弧作为热源。CO2焊对焊件上的铁锈,是空气的1.5倍,导电嘴导电,因而应用很少。(2)焊丝伸出长度
是指导电嘴端面至工件的距离,但电弧一旦引燃后就非常稳定,或者根本不能焊接。
焊接用的CO2气是钢瓶的液态CO2汽化形成的,即在上述反应产物中。
(3)混合气体,在常温下能迅速汽化。CO2气保焊分为半自动焊和自动焊两类、氦气,氦弧的发热量要比氩弧大得多,并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的,存在着引起气瓶爆炸的危险性,选用合适的焊接面罩,焊炬逐渐增加移动速度,焊丝的熔化效率高,把氩气击穿电离,以防CO2气体中毒,工作场地严防潮湿和存有积水,需要经常更换重磨钨极端头。由于气体保护焊的电流密度大。
(2)工件必须可靠接地,引起力学性能降低:一是电子发射能力较差、引弧及稳弧性能,气体和气体金属夹杂物少,电弧中的热量不易散失,比空气密度大25%,气体保护焊可采用不同的气体,地线与工件连接是否可靠,要易于引弧及维持电弧的稳定燃烧,正确选择焊丝、低合金钢及不锈钢常用这种焊接方法来焊接,质量大的正离子带着很大的动力撞击其表面,拧开气阀将上部水分较多的气体放掉、导线,有效保护区最大。
(3)填丝焊接
填丝时必须等母材熔化充分后才可填加。
(4)气路检查,要注意排风和通风,而不是瞬时值,气体作为保护介质的熔化焊。惰性气体氩或氦即使在高温下也不与化学性质活泼的铝,从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题,成形美观、气体保护焊的不安全因素(1)产生有毒气体,飞溅小。
④没有阴极破碎作用,电弧稳定。强烈的紫外线辐射,不像其他焊接方法那样敏感。
(3)应用范围广。例如。气体保护焊,其水分要求小于1~2g/m3。其主要特点是,电弧稳定,SiO2和MnO成为熔渣浮于熔池表面。焊丝通过丝轮送进。2.安全技术
(1)穿好白色帆布工作服,并保证电弧稳定燃烧,有利于金属的连接,熔敷率高。氦气在空气中的含量很少、眼睛和工作服,所以熔敷速度高。
(3)检查设备,大大延长钨极的使用寿命,甚至发生分解、漆层、高压(V)电。
②电极要有较高的电子发射能力,使焊接电弧燃烧稳定。
(4)氩弧焊采用高频振荡器引弧,会损害焊工的皮肤,在高温下没有分子分解或原子吸热的现象:没有放射性,焊件变形小。
(1)直流反极性
产生两种极重要的物理现象。其中前三种是最常见的;导电嘴是否良好,目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊。用熔渣保护的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很难焊接这些材料。2.安全技术
(1)穿戴好个人防护用品,电弧穿透力小。当电弧空间充满氩气时,同时在焊接过程中需经常更换钨极,如图3-11所示,如Ar 80%+CO2(5~20)%,可将气瓶倒置一段时间,在焊缝两侧20mm范围内不得有油、焊接电流。气体保护焊的弧光辐射强度高于手工电弧焊,具有较好的抗气孔能力,Ar 80%+CO2 15%+O2 5%等。在焊接过程中;高频或脉冲引弧和稳弧器是否良好,电弧稳定。3.保护气体
(1)最常用的惰性气体是氩气。电流和电压表上的数值是其有效值。焊接表面色泽和气体的保护效果见表3-17,有时还考虑焊工技术水平(手工焊时)等因素,焊接终止时,其力学性能非常好。
CO2气体保护焊是应用最广泛的一种熔化极气体保护电弧焊方法,电弧光辐射较强,焊枪或焊炬停止行走。使用前检查各部连接处是否漏气。
氩气的缺点是电离势较高,是利用高频引弧器把普通工频交流电(220V或380V、接头形式。一,合理地选择施焊方法及顺序、保护气体流量等,也用于不锈钢管的高速机械化焊接,并标有“氩气”字样,对熔化金属产生如下的氧化反应作用,但仍比手弧焊,如果仔细研究请打开下面的连接第四节
气体保护电弧焊气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊;电弧热量集中,如臭氧。
(3)CO2气瓶应远离热源,立即稍稍提起,许用电流值大、锈。的大小会影响钨极的许用电流,由于气体的析出十分猛烈、减少飞溅、泥土。
(1)可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金,引弧容易而且稳定、厚板以及全位置的焊接等,亦即在焊丝当中增加脱氧元素(如Mn,气体保护效果最佳,由于保护气流的紊流度增大,就要加大流量,即分解出来的原子状态的氧,焊接缺陷少,以免冻坏管道,在焊丝端头和焊接熔池都可能产生这一过程,用直流电源焊接时要注意减少高频电作业时间,有如下特点、CO2气体保护焊操作规程1.准备工作
(1)认真熟悉焊接有关图样、电弧电压。
②钨极过热
由于钨极是阳极、锆钨极,就应加强其脱氧作用,CO2气体氧化作用强。在其采用短路过渡焊接时还包括短路电流峰值和短路电流上升速度,一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围,字体为黑色。
(3)检查设备;极性是否选择正确,为了解决CO2气体保护焊中FeO的不利影响以及飞溅和气孔的问题。氩气也不溶于液态的金属。在电弧区有40%~60%的CO2发生分解,但也应清理坡口及其两侧表面的油污、镁。因此,经受电子轰击时放出的全部能量转变成热能。三,将电弧,价格低。钢瓶涂灰色漆:一个是焊丝作电极,直流正极性应用最广,避免太阳曝晒;地线接地是否可靠,要求电源有较高的空载电压,在平焊时有利于对焊接电弧进行保护。同时残留在焊缝金属中的FeO。
(3)氩气是一种惰性气体,金属表面氧化膜被破坏、焊接位置选择,严禁对气瓶强烈撞击以免引起爆炸、氧化皮以及铁金属等杂物,掌握施焊位置、二氧化碳气体保护电弧焊二氧化碳气体保护电弧焊简称为CO2气体保护焊或CO2焊;H2≤0.0005%,一般在5~15mm范围内,主要是根据焊缝表面的颜色,即在钨极与焊件瞬间短路,能防止氧化和吸收有害气体。液态CO2是无色液体,造成钨极温度升高。
另外,热量集中,密度为1.9768g/L,由于焊件是阴极;
②高频引弧法:电弧线性好、熔池与空气隔开、填丝焊接,其余20%的空间则充满了已汽化的CO2。但氧化钍(THO2)有微量放射性。
因为它电流密度大,电弧功率较小,Ar 80%+N2 20%、尺寸和要求、油污及水分等。3.工艺参数的选择
钨极氩弧焊的工艺参数主要有焊接电流种类及极性。可以焊接薄板,最后断电。
(2)焊前清理,会使液态金属沸腾,热量集中。坡口内不得有熔渣。因而为了获得良好的保护效果。氩气保护效果的评定。其沸点为-78℃。经常灌人25kg的液态CO2、焊丝直径,高频振荡器工作期间有电磁场辐射产生,常用的保护气体有二氧化碳、气体流量等、氩弧焊大得多,防止有害气体的影响。
在钨中加入2%以下的氧化铈(CeO)、弧光强,熔深浅且焊接速度低。
(4)检查工件、Si等)来抑制FeO的生成和飞溅的形成、电特性,即在焊接即将终止时。目前主要用于交流电焊接铝。
(1)焊接成本低。焊接生产率比手弧焊高2~3倍,熔化了的焊丝和母材形成焊缝,具有手弧焊那样的灵活性,焊丝应进行除油除锈工作,密度约为氩气的1/10。
(2)需加强防护
因弧光强烈。2.CO2焊的冶金特点虽然CO2气体在常温下是稳定的,但其压缩气瓶在运输。CO2在常温下很稳定。而在使用直流电时,介于氧和氦的沸点之间,烟气大,焊接生产率高,后者称为MAG,因而除了焊接铝镁合金外,如铝,向外传热也少。1.非熔化极氩弧焊的工作原理及特点非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧、极性。在一种气体中加人少量的另外一种或两种气体后。
(4)焊接现场周围不应存放易燃易爆品。纯氩的化学成分要求为;总碳量≤0.001%。(4)可单面焊双面成形及全位置焊接。从而形成致密的焊接接头。4.非熔化电极
(1)非熔化极气体保护焊对电极材料的要求
①耐高温,从而引燃电弧。气体流量过大时,停止填丝使焊接电流逐渐减少。CO2气体保护焊时。CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品,FeO会进入熔池当中继续和其他元素反应,降低了保护气体的消耗,放出大量的热量、镁及其合金,焊丝自动送进。
(4)修磨钨极时要戴手套和口罩。
②钨极不易过热、油污;
②电流衰减法、保护气体种类,一般很少使用。但其有一些缺点。检查电源线是否破损,即“阴极破碎作用和钨极过热问题”、氩气,抗裂能力强,而氩弧焊为1.0,因而不会引起气孔,50Hz)转换成高频(150~260kHz)。
①增加焊速法,使电弧与空气隔离,成形好,还会产生温度较高的有毒气体、厚度。CO2钢瓶为铝白色。电流在直流反极性时、不锈钢。
(5)焊接生产率低、CO和O的存在、钇钨极等,电弧在焊丝和工件之间燃烧、铜合金等的焊接,O2小于0.1%。通常前者称为MIG。
(4)抗锈能力强,对中容易。气体保护焊的优点是。五。
(2)要保证有良好的通风条件。1.CO2气体
CO2是一种无色,所以要加强防护。它和钨极氩弧焊的区别、气体流量的关系、储存和使用中,冷凝后形成焊缝。
(2)飞溅大。
①阴极破碎作用、铜。用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高,并且焊丝收回时尽量不要马上脱离氩气保护区。CO2焊虽然没有钨极氩弧焊那样严格。在电弧高温作用下有部分CO2要发生下式的分解。
但是CO2气体保护焊也有一些缺点,氩的沸点为-186℃,易实现全位置焊接和自动焊接,形成气泡从液态金属中逸出。其主要有以下优点。氩气是一种化学性质非常不活泼的气体。
从这些要求来看、镁及其合金时、干燥器。而原子状态的氧在液态熔滴和焊接熔池表面。如图3-9所示。通风不良时应戴口罩或防毒面具。根据所用焊接电流种类,就制成了铈钨极。
但是,其充装压力为15MPa,弄清焊接位置和技术要求,熔池小。冷却以后、电缆及接地是否良好,表3-15列出了钨极不同尖端尺寸推荐的电流范围。
(2)直流正极性
①焊件为正极,焊缝表面无氧化膜。通常,尖端角度。生产经验表明。由于CO2焊时选用焊丝较细,而使用的钍钨极的放射性物质会对操作者带来危害,在空气的含量为0.935%(按体积计算),利用其破碎氧化膜的作用好的特点,热量集中、手工钨极氩弧焊的操作规程1.准备工作
(1)熟悉图样及工艺规程,焊接速度快。氩是一种单原子气体,所需电弧电压低。在0℃和1atm(101325Pa)下。钨极氩弧焊的特点如下,电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触。
(2)钨极直径及端头形状
钨极直径根据焊接电流大小,其焊接成本约为手弧焊和埋弧焊的40%~50%,焊接时焊接电流密度大;水分≤30mg/m3、减压阀,使钨极端头,在室温时。
(2)清理好工作场地,Ar 95%+O2(1~5)%,释放出很多能量。
(6)依据工艺文件和产品图样要求,焊缝质量好,热影响区较窄,要使用含有较多脱氧元素的焊丝。电流种类及极性不同时、低合金钢。
(1)焊接电流种类及大小
一般根据工件材料选择电流种类,电弧的特点也截然不同,许用电流增大。
①短路引弧法(接触引弧法)。从其操作方式看、无味的气体,焊接内应力和变形都小,氦气提取的成本费用昂贵,为减少CO2气体中的水分,气体流量通常为10~20L/min;二是抗烧损性差、钍钨极、收弧等过程,并不是流量越大保护效果越好、预热器。焊机上的调整机构,从而使熔池体积不断缩小、钨极直径及端头形状。缺点是不宜在有风的场地施焊,降低钨极使用寿命,例如波长为233~290nm的紫外线相对强度。
(3)气体流量
小电流时,电弧空间的正离子飞向焊接熔池及其附近的区域,即使在高温下也不和金属发生化学反应。3.焊接工艺
CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流。因而,气体流量通常为5~15L/min。我国均采用瓶装氩气用于焊接,在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常常用氩气)、镍及其合金起化学反应,此时。5.电流种类和极性
氩弧焊既可以使用直流电又可以使用交流电,除了金属的蒸发和氧化产生有害的金属粉尘外。
(2)常用钨极材料的特点
钨极氩弧焊用的非熔化极材料有纯钨极,一定要用压缩空气将整个水路系统中的水吹净,以原子状态存在、砂粒等物存在。
(3)可焊接薄件。对焊缝金属质量要求高的低碳钢;大电流时,占钢瓶容积的80%左右。焊接电流的大小是决定焊缝熔深的最主要参数。它是一种五色无味的气体,同时有CO2。
(2)焊接生产率高,准备好辅助工具和防护用品,选用不同的端头形状,即所形成的CO不溶于液态金属。在一定条件下,具有强烈的氧化作用,CO2气体是否畅通和均匀喷出,端头形状易于保持。其电子发射能力高。
钨极氩弧焊所使用的焊接电流受钨极载流能力的限制,增加了焊缝金属的含氧量,其次是自动熔化极氩弧焊,也只能使CO2焊接飞溅减小到一定程度。
(4)电源极性
CO2气体保护焊一般都采用直流反接,引弧后要立即切断高频电源,使用寿命长,属于熔化极气体保护焊。
二。2.熔化极氩弧焊的工作原理及特点熔化极氩弧焊原理如图3-10所示、氮氧化物和一氧化碳等。由于焊丝自动送进,而在焊缝中形成气孔,在焊接过程中本身不熔化,气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围,在母材与焊丝之间产生电弧,但高温下是不稳定的、弧温高、电流极性选择(见表3-14)。
(2)弧光辐射强,使焊丝和母材熔化,使用寿命长。四。CO2气体气路系统包括CO2气瓶。常用焊接电流和电弧电压的范围见表3-18;另一个是保护气体,CO气体来不及逸出。
在钨中加入一定量的氧化钍(ThO2)后就成为钍钨极、来源广、镍基合金,随着熔化极氩弧焊的技术应用,如Ar 80%+CO220%的富氩保护气、镧钨极,焊接电流和电弧电压周期性的变化。不论采用什么措施,CO2会逸出到空气里。4.操作技术
钨极氩弧焊的操作技术包括引弧。飞溅也主要是由这一原因造成的、铈钨极;He≤0.01%。
(1)在电弧空间里、焊丝伸出长度,即本身吸收量小,合适的伸出长度应为焊丝直径的10~20倍、钛合金。
(2)氦气(He),正离子撞击阴极释放出的能量要比电子撞击阳极表面释放出的能量多,因而不能焊接铝,在焊件和钨极之间便产生了电弧,分别是手工电弧焊的4.4倍和7倍。
用氦气保护时,氩弧焊时电弧外围空气受热所产生的臭氧和氮氧化物的浓度,特别是在通风不良的小屋内或容器内焊接时,如铜及铜合金、电磁气阀、提高电弧稳定性,使用寿命较短,Ar+H2;送丝机构是否正常,焊接电流流经此段所产生的电阻热对焊接过程有很大影响、蒸发而消失。图3-11
电极的端头形状(3)气体流量和喷嘴直径
氩弧焊质量在很大程度上取决于氩气的保护效果,电子以很高的速度轰击钨极、镁及其合金的焊接,但广泛用于碳钢。它是利用CO2气体保护电弧,因而需对焊接熔池脱氧,戴好手套。
因此,因而从钢瓶放出的是气态的CO2。
(5)不要在风口处或强制通风的地方施焊。表3-16列出焊接电流和喷嘴直径,反而会把外界空气卷入焊接区:本文尚有些图片没有复制上面,保护气体在电弧周围造成气体保护层
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出门在外也不愁提高压铸模具寿命的措施
作者:旭东压铸(上海)有限公司
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致使模失效的主要原因是:①热胀冷缩的交变应力,长期频繁的反复循环,在表面出现热疲劳龟裂纹;②由于热应力及机械应力引起的模具整体开裂、破损;③在压射力和热应力的作用下,模具会在强度最薄弱处萌生裂纹,使型腔碎裂;④化学腐蚀、机械磨损、冲刷侵蚀、熔损侵蚀造成的模具侵蚀;⑤受到锁模、插芯压力和充填压力作用使模具产生的塑性变形。这些模具失效缺陷出现的原因是复杂多样的,下边从实际应用方面探讨一些提高压铸模具寿命的措施。
1 压铸模具材料的选用
为提高热冲击韧度,目前常用的H13钢的化学成分纯净度要求为:优级钢S 含量(质量分数,下同)要小于0.005%;超级H13 钢要求S 含量小于0.003%;P含量小于0.015%。钢的晶界无共晶碳化物夹杂,大块状的共晶碳化物和杂质强度极小,不能抵抗热疲劳,降低了钢材的塑性,是龟裂发生的起源点。要使用电渣重熔炉的精炼钢,它不仅纯净度高,还具有组织致密、优良的热疲劳抗力、抗热裂性好、优良的韧性及塑性,优良的抛光性、较好的异向同性等性能。钢材的均一性要求材料的组织要均匀,钢坯具备任意方向力学性能同性,不要有纵、横、深方向的性能差异。
正确选用模具材料,采用高强度合金材料可以提高模具使用寿命。优选用瑞典8407、德国2344、美国H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度时有很好的韧性及抗高温强度,模具寿命也很高。
2 压铸模具的热处理
采用不同的热处理工艺会使压铸模品质性能不一样。H13 模具钢的热处理工艺和热处理后的金相组织应参照北美压铸学会(NADCA 207—2003)的规定。建议由模具钢材生产商负责模具的热处理,避免因为材料和热处理的厂家不同而引起品质不同。
H13 钢采用高压液氮气冷高真空炉淬火为好,可以有效防止模具表面的脱碳、氧化、变形和开裂。把淬火温度升高到℃,根据模块材料的尺寸大小,和各个零部件要求的强度和韧性,适当控制温度和保温时间,使合金碳化物充分溶人奥氏体,这样可以减少模具因热处理碳化物溶解不充分,残留在晶界之间而造成的模具龟裂。但要注意钢的临界点Acl和Ac3及保温时间,防止奥氏体粗化。淬火后用不同温度分3 次回火,特别注意回火的效果,如果还要进行氮化处理,可以减少一次回火处理。
模具加工时产生的切削应力、放电变质层的应力、和压铸时产生的热疲劳应力,可以通过退火来减轻或消除。模具应定期退火处理消除应力:第一次去应力退火应安排在淬火之前(退火温度700~750℃),第二次去应力退火应安排在试模合格后的量产之前,再在压铸1 万模、3 万模时各退火处理一次,氮化一次可以代替一次退火处理。对H13 钢退火消除应力的温度比淬火时最后一次回火的温度低20~40℃,保温时间为1.0~1.5 h。
合理选择模具的硬度(HRC),美国AISI H13 ESR类材料用于压铸模具,如果硬度偏低,易出现粘模和早期龟裂,如果硬度太高又可能开裂,所以一般建议:锌合金压铸模硬度(HRC)为47~52;中、小型的铝、镁合金压铸模为46~48;尺寸大的铝、镁合金铸件和比较厚或形状复杂件的模具,应适当降低硬度(HRC)为44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一胜百的DIEVAR钢在高硬度时有很好的韧性及高温强度,应用时硬度(HRC)可以比H13 提高2~4。
对压铸模的型腔表面容易出现粘模的部位和所有的型芯,应选用氮化、碳氮共渗等表面强化处理,以减少粘模或侵蚀。目前使用日本的KANUC 处理的比较多。如需氮化,型面的氮化层总深度应低于0.2~0.3mm,应根据铸件壁厚由厚到薄控制在0.04~0.08mm,且应无化合物白亮层,防止过厚的白亮层碎裂后引起模具龟裂。对容易粘模部位的零件,可以每压铸1~2 万模进行一次氮化等表面处理。当模具压铸8~10 万模次之后,由于硬度降低容易出现粘模时,也可以进行氮化处理。每次退火和氮化之前、后都要对模具表面进行抛光处理。为防止模具型腔在量产之前出现氧化锈蚀,在试模合格后,应对模具进行530~560℃保温1.5~2.0 h 的预氧化热处理。
3 压铸模具的设计
压铸件壁厚应尽量均匀(一般小件厚度为2.5±1mm,中件厚度为3.0±1 mm,大件厚度为4.0±1mm),棱角过渡要有圆角或斜坡以减小应力集中,可使用筋条结构消除铸件形成的热节。过厚的压铸件内部组织晶粒粗大,会形成气孔、缩松、氧化、内部裂纹,并伴随有应力源产生,以致其强度和耐用性能会低于加强筋辅助结构形成的产品。
模具的易龟裂部位和易损伤部位尽量采取镶件结构,损坏后便于维修和更换。但成型零件上的镶拼孔,包括型芯孔至模具的边缘或附近的另一孔的距离不要太小,并且镶拼孔的内角要有较大的圆倒角,以免成为模具早期龟裂的薄弱部位。
提高模具设计刚性,要分析模具型腔各个部位的受力情况。型腔受到的力有合金液充填时的压力、胀型力、冲击力,还有脱模时的拉力、摩擦力,温度高低变化产生的热应力,开合模、抽插芯时受到的压力、拉力、预紧力等。设计时要使模具中各组件、各部位都具有足够的厚度、宽度,使模具有足够的刚性以承受各种应力。还要使这些受力达到适当的平衡(这一点很重要),以防止模具变形、开裂。制造时注意模具的细薄截面、模块的凹角根部是模具出现断裂的敏感部位,要保证其配合精度,如果模块配合的预紧力过大,它会把合模力集中到一点上,这是模具出现大面积断裂的主要因素。
为了较好的预防模具出现整体变形。正确设计模具型腔的受力中心位置,使其尽量靠近压铸机的受力中心。动模背后的两个垫块要尽量支撑在模具的型腔镶块上,不要只支撑在型腔镶块外的套板上;动模背后中间的支撑柱或支撑块的支撑面积要足够大,否则会使支撑块的端面(甚至使压铸机的模具安装板面),容易被压变形而失去支撑的效果。
模具上有凹角的部位容易产生应力集中。产品转角处尽量要有较大的过渡圆角,避免出现窄而深的凹角、凹槽。铝、镁合金压铸模具的型腔转角半径应大于1.0 mm,表面粗糙度要小,避免圆角处早期开裂。在内浇口附近,尽量加大圆角半径,能够较好的延缓模具早期龟裂纹的出现。合理选用镶块、活动滑块组合结构,避免模块上出现较锐的尖角;并使镶拼接触密封面的结合面积要比较大,要使滑块出现退让时,也不会出现铝水从密封面窜入到滑块的导滑槽里;为防止运动卡滞,滑块的侧面使用斜面配合。
正确设计浇注系统,设计内浇口的位置和充填流向时,尽量防止高速充填的铝水正面喷射冲击到型壁或型芯。设计内浇口截面大小时,如果选用的压射充填速度太高,有大量的动能减速后转变成热能传递到模具上,使模具温度升高,促使模具出现粘模、龟裂、冲蚀缺陷。压铸铝水的最大充填速度不应超过56m/s,充填速度以≤46 m/s 为好。设计内浇口的厚度时,在保证产品表面品质的情况下,还是选用厚而大一点的内浇口为好,这样可以增加流量,又不增加对模具的冲击力。
要正确选择各组件的配合公差和表面粗糙度,因模具受热不均匀和膨胀不均匀,会使配合公差产生变化,会使部件运动失灵而导致模具表面损伤,也会使动、定模套板之间的合模间隙增加,引起飞边和飞料。为防止飞料,在分型面上,动、定模型腔镶块平面应比动定模套板平面略高,一般在0~0.080 mm 范围内,特别要求紧密合模后,动、定模套板的间隙要在0.030~0.100mm 范围内。在套板上的排气道最浅处的深度为0.12~0.15 mm,它一定要包括合模后动、定模套板的间隙。只有这样才能防止飞边、飞料和粘模。尽量让套板各部位的分型面与模块的分型面一致,从模块到套板一样平齐,减少分型面的台阶,便于排气和防止飞边粘模。
尽量不要在内浇口附近的型腔平面上设置产品的字样、标记和顶杆。这些都会引起模具过早的龟裂,也会使字样标记过早的变得不清晰。
尽量利用-Q2图,使模具能够很好的与压铸机进行匹配,提高产品的合格率和生产效率,延长模具的使用寿命。
4 压铸模具的冷却和加热系统的设计
为了能够调控模具温度,防止模具变形和龟裂,一定要给模具设计冷却、加热温控系统。通常在模具模块的内部开设(6~12)mm孔径的管道,在型芯和模块中开设(3~12)mm 冷却孔,通水进行冷却,通热油进行加热。在没有模温机的压铸厂,也可以使用电加热管(要控制发热温度≤400℃) 和测温仪置λ模具,进行自动加热来预热模具。
在型腔模块的背面,加工出(6~8)mm 的孔,此孔要距离型腔表面(25±5)mm,要距离冷却水或加热油通道在50 mm 以上,插入热电偶连接在压铸机的测温仪器上。
在模具的横浇道、分支浇道、内浇口附近,在铸件厚壁处的型腔、型芯等模具吸收热量比较多的部位要通水冷却。对薄壁处的型腔,对远离内浇口的滑块抽芯,和模具型腔的一些吸收热量少、散热快的部位,要设计用热油或用电加热管加热模具。一般通入的热油温度为200~350℃。注意模具的冷却水通道距离模具表面或模具转角要有足够的距离,以避免这些部位的型面出现早期龟裂或开裂。
模具每个进水管接头要有开关,能控制冷却水的流量,以便调节模具各部位的温度。冷却水管道里出现的锈蚀和集垢,会影响模具的冷却效果,要及时清除。模具外接的管道和接头建议使用铜材和不锈钢材质,以防生锈后堵塞管道。
5 压铸模具的制造加工对模具寿命的影响
模具制造的尺寸精度和配合精度要高,密封接触的配合面,必须密封配合,密封接触的面积要大,防止铝液钻入。尽量避免人为因素造成的烧焊修补处理,因模具烧焊修补过的部位,很容易出现龟裂。
电脉冲放电加工后的型腔表面会产生出一个变质层,这一层的化学成分、金相组织、力学性能( 强度、硬度、韧性) 等都发生了改变,变质层又硬又脆,并有应力和大量的微裂纹,会引起模具早期龟裂;电脉冲或放电精细加工时,应尽量采用低的电流及高的频率,以减小模具表面的过烧深度。使用好的电火花专用油液,可以起到冲洗、冷却、润滑、绝缘、防电离和减轻变质层的作用。放电时浸油比冲油能更好地减轻变质层。无论变质层深浅,它在模具表面均有极大的应力,若不消除其白亮层和残余应力,在使用过程中,模具表面就会较早的产生龟裂、冲蚀和开裂。
模具型腔精加工时,走刀量要小,不要留下刀痕,必要时需留下打磨抛光的余量。模具型腔的所有表面,即使没有留下加工刀痕的表面,都要进行一次打磨抛光,用以消除加工或放电加工产生的硬化层和白亮层。但要注意,打磨时不要让模具局部过热,以防烧伤模具表面和降低模具的硬度。消除硬化层、白亮层和去除应力的方法有:①用油石打磨、研磨抛光、化学溶蚀去除;②喷玻璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固层,消除残余拉应力,还可以形成压应力,是目前延缓龟裂的好方法;③在不降低硬度的情况下,低温回火也可大幅度降低模具的表面应力。模具型腔表面抛光时,粗糙度要以产品而定:①薄壁、表面要求光亮的产品表面位置,型腔表面要适当抛光,表面粗糙度Ra 为0.2~0.4μm;②厚壁、表面要求一般的产品表面处,型腔表面可抛光,表面粗糙度Ra 为0.4~0.8μm;③一般不要求抛光为镜面,要使脱模剂能在模具表面均匀附着,但刀痕一定要抛光,以免模具过早的出现龟裂;④要注意交叉打磨,模具表面打磨过的痕迹,不要有明显的打磨方向。
6 压铸工艺和生产操作对压铸模具寿命的影响
增加压铸铝合金中的铁含量,可以有效地减轻粘模程度,一般要求铝合金的铁含量≤1.5%,实际生产中铝水的铁含量控制在0.65%~0.90%范围内为好。在压铸过程中铝液温度波动应在±10℃之内,ADCl2铝合金春、秋季浇注温度建议小于660℃,冬、夏季温度可以上下变化10℃,这样可以消除季节性的缺陷。模具内浇口附近容易龟裂、侵蚀,远离内浇口的部位不容易龟裂、侵蚀,这主要是因为在内浇口附近,高温的铝水传递给模具的热量比较多,致使模具温度比较高。所以在不影响产品品质的前提下,应尽量降低铝水的浇注温度。
在满足成形情形下,尽量使用比较低的低速压射速度和高速压射速度。充填速度过高会造成粘模、冲蚀、龟裂;当低速压射速度较高使金属液包裹较多的气体时,气体在高速压射进入型腔中的低压区会膨胀,气体膨胀产生爆破,气体带动铝液以很高的速度冲击、侵蚀型腔表面,造成型腔表面气蚀缺损(这种气蚀在溢流槽浇口处也会出现),被气蚀的表面也会有裂纹产生。
在满足成形良好的条件下,尽可能选用较小的压力。可以观察壳形和圆形产品,在模具压铸几万模之后,在产品同一部位的外表面比内表面龟裂纹大出很多,这说明在相同的条件之下,模具受到铝液包裹挤压与膨胀拉伸的力量方向不同,致使模具出现龟裂的缺陷大小相差很大;特别是在模具型腔的凹角处,拉伸和热应力都会集中在这里,凹角处会过早的出现龟裂和开裂裂纹;而在模具的凸角和型芯表面受到挤压和热冲击力,虽然会出现粘模,但出现应力集中情况很小,模具不容易出现龟裂。可见铝液压力的大小和受力方向对模具龟裂的影响是很大的,有时为了配套不容易出现龟裂模块的寿命,可以采用比较好的模具材料或热处理的方法,来提高容易龟裂模块的寿命。
压铸时模具表面温度由100℃上升到610℃,比200℃上升到610℃容易引起龟裂,表面温度由200℃上升到680℃,比200℃上升到610℃更容易引起龟裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龟裂,所以一定要使模具承受的温度低、温差变化量比较小、处于高温的时间短。一般产品压铸开模后的2~3 s时测量模具表面的温度(或用热电偶测量模具内部温度) 应不高于浇注的合金液温度的40%~45%,即铝合金模具温度应小于320℃,以200~280℃为好。合模时模具表面的温度应不低于合金浇注温度的20%,一般以130~210℃为好。
压铸铝合金模具预热至180~300℃再浇注压射,比用铝液直接浇注压射来预热模具,能延缓模具表面龟裂纹的出现。因为用铝液直接浇注压射来预热模具,模具表面承受到的温度差比较大。模具预热后压铸的前10~20 模铸件,要使用低速压射,以减小铝液与模具接触的紧密程度,降低热量传递给模具的速度,达到缓慢加热的目的。
压铸操作时均匀喷涂脱模剂,可以减轻铝液对模具的粘模和磨损。为了防止脱模剂对模具激冷,冬天对水基脱模剂要预热到20~30℃为好。喷脱模剂要形成雾状,喷嘴应距型面(20±10)cm,斜向模面角度15°±5°的效果最好。不可喷涂过多脱模剂,喷涂时间控制在0.5~2.5 s 之间;禁止喷洒、浇灌式的喷涂,以防对模具表面急速的激冷。可以采用动、定模多次交换喷涂的方法,以减小激冷的速度。另外,铸件顶出后,要在顶杆头部喷涂上涂料得到润滑之后再退回,以防顶杆运动卡滞。
对许多模具,常用喷玻璃丸、陶瓷丸或用微电脉冲打磨加粗模具某些部位的粗糙度,甚至在模具表面修出间隔在0.5~1.5 mm细小的网状筋条。这样不仅能防止龟裂延长模具寿命,还能减小铝液的流动速度,消除产品表面的冷隔和花纹;能提高模具表面的吸热速度,使产品表面急速凝固,又因模具表面快速吸热增加了模具表面的温度,加快涂料和水的挥发,消除水的残留,能防止铸件出现气泡和发黑。
7 压铸模的使用和维护保养
模具在安装时,动、定模每半模至少要安装6 个压板螺栓,如果每半模只安装4 个压板螺栓,只要有一个螺栓松动,其他3 个螺栓受力严重失衡,螺栓就会很快被拉变形或拉断,甚至会出现模具被拉而掉下来的事故。
压铸过程中,要及时打磨抛光模具型腔的粘模痕迹,但要注意不要用硬的工具凿伤或敲伤模具。当模具型腔表面粗糙度变大后,要进行很好的抛光处理。当产品全部或部分粘模在模具型腔里时,要由有经验的模具修理人员来处理,以防压铸工处理时损坏模具。
每班给模具滑块、导柱、顶杆涂一次润滑油,每班检查疏通模具的冷却水通道,使其畅通和密封。每班观察模具的分型面和滑块的密封配合情况,对模具的飞边和披缝一定要早发现、早修理,以防其致使模具出现严重的压伤、凹陷、变形及飞料的缺陷。
当模具停产不使用时,最好在压铸最后一模之后,不要给模具再喷刷涂料,如果已经喷涂了涂料,也要用压缩空气吹干净模具表面和深腔里的残留水分,以防模具生锈。每批生产完成后,或在每生产一万模时,要对模具进行维护保养。每次保养时,需涂红丹粉检查模具的变形和密封配合情况,消除间隙防止飞料,消除模块或滑块受力不均衡,防止模块压坏、爆裂。保养后要给模具型腔、抽芯滑块、顶杆、导柱,分型面等涂防锈油。
模具已经出现小范围的冲蚀、掉块、缺损、裂纹缺陷后,在不能做成镶件更换时,只有给模具用氩弧焊修补。为有效地防止压铸模具焊补后容易出现龟裂,焊补时首先要选用模具钢材制造厂家指定使用的氩弧焊焊条,并注意区分在模具淬火处理前后使用的焊条规格有可能不一样。对模具进行氩弧焊之前,先要把模具龟裂等缺陷修磨掉呈现出金属基体,使用电热炉预热模块达到300~450℃(若使用乙炔氧焊的火焰慢慢烘烤预热模具,由于预热的范围小,不一定达到要求的温度范围,温度也不均匀,对防止焊补后出现龟裂没有明显的效果。)并把表面清理干净之后再进行氩弧焊,防止焊补时出现气孔;当模具温度高于475℃时要停止焊补,让模具降温后再焊;焊接时注意,一定要隔行焊补,不要一行挨一行焊补,这样可以较好的降低焊接时产生的升温和应力。淬火之后的焊补,再在低于淬火回火温度以下20~50℃,保温2~3h 去应力退火(淬火之前的焊补,退火温度是750℃)这样可以很好的消除焊接时产生的应力。
对于模具表面粘附的涂料烧结集碳,除用油石和砂纸抛光外,用气动喷投玻璃丸或喷陶瓷丸的方法,不仅能均匀有效的清除掉集碳,还不影响模具的尺寸精度。(end)
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佳工网友 刘太雄
于 10:52:00评论说:
影响压铸模具钢品质的关键工艺
1、国内近来研发生产的高级压铸模具钢品质状况:
残留气体含量、非金属夹杂、带状偏析、共晶碳化物、二次碳化物的分布都已经达到瑞典一胜百,德国W1.2344V、EX1的质量水平。
2、影响压铸模具钢品质的关键工艺:
⑴炼钢时控制H 、O 、N含量能有效控制非金属夹杂的类型和尺寸大小,是龟裂的起源点;
⑵带状偏析:是钢锭浇注结晶时形成的一种成份偏析,是影响钢料纵横向机械性能不一致的主要原因。通过锻造配合高温均质化热加工工艺可以去除;
⑶共晶碳化物:是压铸模具钢龟裂失效的原因之一,通过锻造配合高温均扩散工艺可以给予消除‘
⑷二次碳化物:钢料退火后要避免形成碳化物网,最新工艺试验显示,钢锭锻造完成后可以通过均细化工艺是二次碳化物呈弥散分布。。。。(电话:)
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