鋁合金焊絲是一種柱狀強(qiáng)度相對(duì)較差的柔軟材料，并且在熔融時(shí)對(duì)氫溶解度極敏感，因此，它在生產(chǎn)環(huán)境中的成功與否很大程度上取決于其在生產(chǎn)過程中所應(yīng)用的方法和控制手段合理與否。對(duì)MIG鋁焊絲性能影響最大的是表面拋光度、焊絲清潔度、焊絲直徑控制程度以及焊絲翹距和螺旋情況。
一、表面拋光和清潔
鋁合金焊絲表面拋光程度很大程度上取決于原鋁材性能質(zhì)量，其特性是影響鋁合金焊絲性能的最大因素。通常鋁合金焊絲由一個(gè)直徑約9mm的鋁絲再經(jīng)拉拔加工而成。美國(guó)焊接協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上控制著這些焊絲的化學(xué)組分。然而焊絲制造商可能給自己在被規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行更嚴(yán)格的成分控制，來幫助其實(shí)現(xiàn)可控的生產(chǎn)性、焊接性，從而保證其焊接金屬?gòu)?qiáng)度特性。
生產(chǎn)實(shí)踐證明，絲棒的物理質(zhì)量極為重要，產(chǎn)品中的雜質(zhì)或間斷能在整個(gè)生產(chǎn)過程中傳遞，從而導(dǎo)致最終產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重低劣。為此，伊薩公司應(yīng)用一種獨(dú)特的刨削技術(shù)生產(chǎn)出光滑且清潔的表面，從而提高焊絲的送絲性能，并能通過X-射線檢測(cè)的優(yōu)質(zhì)焊縫。這種刨削技術(shù)有效地去除了焊絲表層的不連續(xù)層，并且使最終產(chǎn)品避免產(chǎn)生因表而藏納污垢而導(dǎo)致的焊縫氣孔(見圖1)。
嚴(yán)格控制和維護(hù)沖模質(zhì)量對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋁焊絲尤為重要。為了保證在整個(gè)拉絲過程中產(chǎn)生連續(xù)的優(yōu)質(zhì)表面，必須使用質(zhì)量最好的拉絲沖模和專用潤(rùn)滑劑。因?yàn)椴煌X合金需要有不同的工作特性，所以通常在生產(chǎn)過程中會(huì)對(duì)其進(jìn)行中間熱處理操作。這些中間熱處理不僅是必要的，而且是保證具備合適的機(jī)械特性所必須的，從而獲得優(yōu)良的送絲特性。當(dāng)拉拔到所期望的焊絲尺寸后，必須對(duì)鋁焊絲進(jìn)行清潔，這是個(gè)非常重要的步驟，這將在本質(zhì)上決定成品是否能通過X-射線檢測(cè)并達(dá)到焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，對(duì)清潔操作的監(jiān)控也是非常重要的，伊薩在焊絲生產(chǎn)過程中進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試，以確保清潔程序持續(xù)有效。通常焊絲的檢測(cè)是在拉拔、清潔和纏繞完成后進(jìn)行。測(cè)試樣品被焊接后，用X-射線來檢測(cè)焊絲的完整焊接特性。
二、鋁合金焊絲直徑控制
除表面質(zhì)量特征外，拉絲沖模質(zhì)量和維護(hù)質(zhì)量對(duì)保證精確控制焊絲直徑和焊接連貫性都非常重要。
相對(duì)于AWS而言，伊薩是在更加嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)來生產(chǎn)鋁焊絲的。這種嚴(yán)格連貫的控制焊絲直徑由此而產(chǎn)生的連續(xù)的電弧特性使最終用戶受益良多。鋁焊絲直徑的微小差異都會(huì)使電弧特性產(chǎn)生巨大的變化，變化的結(jié)果就是以過高或過低的電流大小形式反映，兩者都會(huì)產(chǎn)生多種形式的焊接缺陷。
伊薩對(duì)鋁合金焊絲直徑的嚴(yán)格控制(見圖2)確保了穩(wěn)定的焊接參數(shù)(即使在更換絲盤后)，這一點(diǎn)在那些利用焊接工藝本身而非焊接工人對(duì)參數(shù)嚴(yán)格控制的自動(dòng)焊上的應(yīng)用，是一個(gè)非常重要的因素。
三、翹距和螺旋
纏卷鋁合金焊絲具有連續(xù)性的翹距和螺旋能確保連續(xù)的電接觸(見圖3)、平滑的電弧特征和更連貫的焊透。AWS規(guī)格要求線軸上焊絲的翹距和螺旋不論是應(yīng)用自動(dòng)還是半自動(dòng)焊接設(shè)備，都應(yīng)該能夠適合無間斷的送絲。
繞在線軸上焊絲的翹距大小可用從線軸上取下的一圈焊絲進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)從線軸上切下一段焊絲并放在平面上后，其應(yīng)形成一個(gè)自由的圓形，直徑在最小和最大直徑之間。纏繞鋁焊絲如果翹距不適當(dāng)或不協(xié)調(diào)，將導(dǎo)致在焊接過程中焊絲與焊嘴之間電極接觸的中斷，這種情況的后果是降低電弧穩(wěn)定性，而較差的電弧特性可能引起焊接不連續(xù)。
通過從線軸上取下的焊絲可用來測(cè)量繞在線軸上的鋁焊絲的螺旋情況，焊絲取一圈以上，通常是3～4圈。當(dāng)焊絲從線軸上切下后，應(yīng)把其放在一個(gè)桿上，桿呈水平，焊絲圈垂直掛在桿上。兩個(gè)焊絲圈之間的最大距離不應(yīng)超過規(guī)定的最大尺寸。過多的螺旋會(huì)導(dǎo)致在焊接過程中，焊絲從導(dǎo)電嘴出來時(shí)將產(chǎn)生游離，使其接觸不良。這種情況對(duì)于全自動(dòng)焊接特別有害，如機(jī)器人焊接時(shí)可能導(dǎo)致未熔合及未焊透等焊接缺陷的產(chǎn)生。伊薩開發(fā)了滿足最優(yōu)要求的翹距和螺旋，并應(yīng)用控制和檢測(cè)手段對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)和維護(hù)。
四、其他質(zhì)量控制要點(diǎn)
鋁焊絲制造過程中的全面質(zhì)量控制要求必須在整個(gè)生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行連貫的維護(hù)以及校驗(yàn)。伊薩使用一個(gè)基于ISO9001質(zhì)量體系進(jìn)行鋁焊絲生產(chǎn)，這個(gè)體系是對(duì)美國(guó)焊接協(xié)會(huì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)AWS A5.10《裸鋁和鋁合金焊接電極與焊條規(guī)范》的一個(gè)補(bǔ)充。
另外，許多認(rèn)證協(xié)會(huì)每年都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和QA體系進(jìn)行審查，例如Lloyd's造船登記、TUV Rheinland、DB、Det Norske Veritas和Germanischer Lloyd's，他們要求通過對(duì)受檢樣品的測(cè)試達(dá)到檢驗(yàn)焊絲的目的，包括破壞性和非破壞性試驗(yàn)。
五、結(jié)語(yǔ)
對(duì)于那些關(guān)心焊接質(zhì)量、致力于降低修復(fù)率及提高生產(chǎn)力的鋁焊接制造商而言，應(yīng)用優(yōu)質(zhì)鋁合金焊絲是非常重要的。因?yàn)榧词故怯绊戜X合金焊絲質(zhì)量的瑕疵，如清潔度、焊絲直徑或表面狀況所可能引起的問題，對(duì)那些追求持續(xù)合格的鋁合金焊接件生產(chǎn)用戶而言，都會(huì)導(dǎo)致極大的麻煩。
