电弧钎焊与普通的电弧焊有很大的区别,电弧钎焊要求线能量的输入不能过大,否则会造成被焊工件局部熔化而不能形成钎焊接头,故采用较低的热输入是形成良好的钎焊接头的必要条件。因此钎焊过程中应严格执行工艺规范。施焊过程中要求电弧不能直接加热钎缝,钎料始终盖住钎缝,焊丝不做任何摆动,以获得优质焊缝,MIG熔化焊与MIG钎焊的接头行貌对比如图1-2。
综上所述,MIG钎焊相对于普通钎焊和普通MIG焊具有以下特点:
1.使用了低熔点的焊接材料,将锌的挥发降至最低。
2.热输入量小,减少了锌的挥发和工件变形。
3.消除了飞溅及气孔等缺陷。
4.母材金属没有熔化。
5.对焊接接头的装配间隙要求低。
6.焊缝容易机械加工。
7.焊接时可通过阴极雾化作用保护焊接区。
8.对焊缝无腐蚀性。
电弧钎焊具有节能高效的特点,同时由于氢气流对电弧有压缩作用,热量较集中,加热升温速度快,钎焊接头在高温停留时间短,母材金属不易产生晶粒长大并使热影响区变窄,其组织与性能变化也较小,焊缝成形美观,速度快,钎焊接头强度较高。
综上所述,MIG钎焊技术具有独特的优点,在工业领域,尤其是薄镀锌板焊接方面有着非常广泛的应用前景,是一种非常值得研究的焊接方法。
1.3.3 MIG 电弧钎焊的焊接材料
对于电弧钎焊所用焊接材料可以有多种不同的选择,其中有CuSi3,CuSi2Mn, CuA18, CuA18Ni2, CuSn和CuSn6等。在实际电弧钎焊中,由于CuSi3具有良好的性能价格比,所以其使用率最高。钎丝熔化后流动性主要受钎焊丝中Si的含量影响,当Si含量减少,液态钎料的黏度显著增加,因此要严格控制其合金成分。CuSi2Mn钎丝可用于钎焊镀锌钢板,钎丝成分中加入1%Mn可提高钎焊接头性能。CuA18钎丝主要用于钎焊镀铝钢板[29,30]。
MIG钎焊所用的焊接材料即钎料焊丝,通常是低熔点的材料,常用的材料是铜基钎料丝。焊丝熔化金属应具有较好的流动性和铺展性,以便可以顺利地填满工件间隙,形成具有足够强度的致密焊缝。T2铜和很多铜合金焊丝都可做为MIG钎焊的焊接材料。在实际工作中,CuSi3(HS211)焊丝应用最广泛。它的优点是焊缝硬度低,焊后机加工容易。焊丝的流动性能很大程度上取决于硅的含量,硅含量越高,熔池流动性越好,这很适合于小间隙的接头。
国内于1990年左右在天津焊接研究所由林嘉明等专门研制了三元铜基电弧焊钎焊料,通过分析微量元素对钎料性能的影响,最终选定了Cu-Si-Mn三元合金电弧钎焊料,钎料中Mn的加入,改善了钎料的塑性,增加了钎料的流动性及润湿性,使钎料及焊缝的力学性能得到改善。钎料中Si的加入,虽然能降低合金熔点并在一定程度上改善钎料的电化性能防止晶界腐蚀,但大量Si的加入,会增加材料的脆性,严重地影响钎料的力学性能。最后确定其成分为:Cu>90%, Mn,Si <9%,其它<l%。熔点在890℃ -960℃。该钎料经过试用,效果甚佳,小批量生产,并已取得了显著的经济效益[31].
还有研究者采用含银296的银磷铜钎料,对磷含量的最佳范围作了试验对比,发现用含磷为6. 7%的低银钎料钎焊铜一钢接头时,钎料的流动性较好;含磷量低于6. 5%时,其钎料的流动性明显下降;磷含量达到7. 2%时,钎料的流动性更好,但冷弯、冲击、抗拉等力学性能明显减弱,故取磷含量为6. 5-7.2%。