摘 要：鋁青銅是一種以鋁為主要合金元素的銅基合金，有較高的強(qiáng)度良好的耐磨性，多用于強(qiáng)度比較高的螺桿、螺帽、銅套、密封環(huán)等，和耐磨的零部件。掘進(jìn)機(jī)伸縮套部分采用鋁青銅作為主要材料并將其焊接在普通鋼材上。文章將就鋁青銅使用堆焊技術(shù)在伸縮軸套上的焊接工藝進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：鋁青銅；堆焊工藝；簡(jiǎn)述

前言

鋁青銅是一種耐磨性較好的材料，通常被應(yīng)用于力結(jié)構(gòu)件、傳動(dòng)件等，在應(yīng)用于掘進(jìn)機(jī)伸縮軸套的過(guò)程中，由于鋁青銅的造價(jià)較高，因此僅在摩擦部位使用鋁青銅作為耐磨件，需要將其焊接在普通金屬材料上以降低成本，由于鋁青銅材料特殊，因此對(duì)焊接工藝提出了較高的要求.下文將就鋁青銅的焊接工藝進(jìn)行介紹。

1 鋁青銅焊接工藝實(shí)例

根據(jù)設(shè)計(jì)要求在掘進(jìn)機(jī)伸縮套上選用的是QAL9-4型鋁青銅，其具有高的強(qiáng)度和良好的耐磨性。根據(jù)加工要求選用的是A1規(guī)格的鋁青銅焊絲，但是在在焊接完成后進(jìn)行后續(xù)車(chē)削加工時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接部分的硬度過(guò)高，通過(guò)對(duì)堆焊部分進(jìn)行硬度檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其硬度HRC在39-40之間，并在表面形成了一層硬殼.此種現(xiàn)象在以前堆焊過(guò)程中并未出現(xiàn)。

在掘進(jìn)機(jī)伸縮套的焊接過(guò)程中使用的是氬氣保護(hù)氣的焊接方式，以避免出現(xiàn)焊接過(guò)程中鋁青銅中所含有的鋁與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化鋁（Al2O3），氧化鋁硬度較高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際堆焊后在表面形成硬度較高物質(zhì)的情況，懷疑在進(jìn)行鋁青銅堆焊的過(guò)程中所使用的氬氣保護(hù)氣純度不足無(wú)法有效的隔絕空氣，或者是所使用的鋁青銅焊絲中的含氧量超出標(biāo)準(zhǔn)，從而致使在堆焊過(guò)程中形成硬度較高的氧化鋁。此外，鋁青銅受熱后也會(huì)使得本身的硬度得以提高，不排除在堆焊過(guò)程中所形成的高溫使得鋁青銅的硬度增加。

鋁青銅的化學(xué)特性以及鋁青銅焊絲的特性如表1、表2所示：

通過(guò)對(duì)QAL9-4型鋁青銅的化學(xué)特性進(jìn)行對(duì)比分析后可以發(fā)現(xiàn)鋁青銅中的鋁與氧的親和力太強(qiáng)，并在氧化后形成硬度較高的氧化鋁，其熔點(diǎn)高達(dá)2030℃，當(dāng)在鋁青銅表面形成一層氧化鋁后將嚴(yán)重影響鋁青銅與一般金屬的焊接。

2 鋁青銅堆焊后在其表面形成“硬殼”原因分析

在進(jìn)行鋁青銅的堆焊過(guò)程中，其由于堆焊過(guò)程中所產(chǎn)生的高溫以及缺少氬氣的保護(hù)會(huì)使的鋁青銅中所含有的鋁與氧氣發(fā)生反應(yīng)從而形成硬度較高的氧化鋁，從而影響堆焊效果并對(duì)后續(xù)的加工帶來(lái)影響。同時(shí)在堆焊的過(guò)程中，鋁青銅材料在收到高溫加熱并冷卻這一過(guò)程中，會(huì)使得鋁青銅材質(zhì)產(chǎn)生了一系列的物理變化，從而在其表面形成了一層“硬殼”，使得鋁青銅的堆焊存在著一定的缺陷。為確定以上兩種原因何種為主要影響因素，做出了以下的試驗(yàn)：

（1）結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

（2）焊劑本身材質(zhì)的不同（即含鋁量的不同）。

通過(guò)以上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表面，在這一過(guò)程中，鋁青銅的高溫退火是主要的影響因素，為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題可以從以下幾個(gè)方面予以改進(jìn)：

（1）在進(jìn)行鋁青銅的堆焊過(guò)程中使用熔化極惰性氣體保護(hù)焊。

（2）選用QAl9-4的焊絲，且使用純度較高的保護(hù)氣避免其與空氣產(chǎn)生反應(yīng)。

（3）選用平特性氣體保護(hù)焊焊機(jī)，直流反接。在進(jìn)行焊接前需要做好表面處理工作。

（4）焊接層件溫度控制在200-250℃之間。

3 結(jié)束語(yǔ)

鋁青銅焊接是焊接的難點(diǎn)，文章在總結(jié)、分析鋁青銅焊接的基礎(chǔ)上以試驗(yàn)的形式找出了影響焊接的主要因素，從而為改進(jìn)生產(chǎn)中的鋁青銅焊接工藝打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]潘育誠(chéng).鑄鋼件基體上鋁青銅的堆焊[J].科技信息，2007，6.

[2]陳俐，等.TIG堆焊鋁青銅接頭組織分析[J].航海工程，1998，7.

[3]肖人志，等.軸上鋁青銅的堆焊[J].機(jī)械工人，2002，5.