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云南省焊工作業(yè)人員取證培訓(xùn):各種元素在鋁合金中的作用

2024-03-12 云南安全培訓(xùn)網(wǎng) 68

熔化焊接與熱切割作業(yè)證由應(yīng)急管理局(原安監(jiān)局)發(fā)證,證書有效期為三年,是焊工作業(yè)人員上崗作業(yè)的必備證書,證書必須在應(yīng)急管理部特種作業(yè)人員證書信息查詢平臺能查詢到,才算是真實有效的。


報考咨詢:18206863120(微信同號)

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報名資料:

1、身份證復(fù)印件1份

2、一寸白底照片2張

3、初中及以上文化程度畢業(yè)證復(fù)印件1份

4、個人健康承諾書1份(學(xué)校提供,本人簽字)


考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。

焊工操作證的考試難度并不大,只要有相應(yīng)的文化水平且進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和練題,都是可以輕松取得證書的。


焊工學(xué)技術(shù)課程內(nèi)容:

第一周:焊工基礎(chǔ)(電焊工安全操作規(guī)范及設(shè)備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(xùn)(例如:手工焊接設(shè)備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧)。

第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設(shè)備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。

第三周:手工鎢極氬弧焊技術(shù)(例如:氬弧焊設(shè)備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術(shù)材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。

第四周:二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊技術(shù)(例如:二氧化碳焊接設(shè)備、設(shè)備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接位置的操作技巧。

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各種元素在鋁合金中的作用

1.合金元素影響

銅元素 Cu

  鋁銅合金富鋁部分548時,銅在鋁中的最大溶解度為 5.65%,溫度降到302時,銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素,有一定的固溶強(qiáng)化效果,此外時效析出的CuAl2有著明顯的時效強(qiáng)化效果。鋁合金中銅含量通常在2.5%-5%,銅含量在4%-6.8%時強(qiáng)化效果最好,所以大部分硬鋁合金的含銅量處于這范圍。

鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。


硅元素 Si

  Al-Si合金系富鋁部分在共晶溫度577時,硅在固溶體中的最大溶解度為1.65%。盡管溶解度隨溫度降低而減少,這類合金一般是不能熱處理強(qiáng)化的。鋁硅合金具有極好的鑄造性能和抗蝕性。

  若鎂和硅同時加入鋁中形成鋁鎂硅系合金,強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計Al-Mg-Si系合金成分時,基體上按此比例配置鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金,為了提高強(qiáng)度,加入適量的銅,同時加入適量的鉻以抵消銅對抗蝕性的不利影響。

  Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分Mg2Si 在鋁中的最大溶解度為1.85%,且隨溫度的降低而減速小。

  變形鋁合金中,硅單獨加入鋁中只限于焊接材料,硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用。

鎂元素 Mg

  Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分盡管溶解度曲線表明,鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小,但是在大部分工業(yè)用變形鋁合金中,鎂的含量均小于6%,而硅含量也低,這類合金是不能熱處理強(qiáng)化的,但是可焊性良好,抗蝕性也好,并有中等強(qiáng)度。

  鎂對鋁的強(qiáng)化是明顯的,每增加1%鎂,抗拉強(qiáng)度大約升高瞻遠(yuǎn)34MPa。如果加入1%以下的錳,可能補(bǔ)充強(qiáng)化作用。因此加錳后可降低鎂含量,同時可降低熱裂傾向,另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉淀,改善抗蝕性和焊接性能。


錳元素 Mn

  Al-Mn合金系平平衡相圖部分在共晶溫度658時,錳在固溶體中的最大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加,錳含量為0.8%時,延伸率達(dá)最大值。Al-Mn合金是非時效硬化合金,即不可熱處理強(qiáng)化。

  錳能阻止鋁合金的再結(jié)晶過程,提高再結(jié)晶溫度,并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAl6化合物彌散質(zhì)點對再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質(zhì)鐵,形成(Fe、Mn)Al6,減小鐵的有害影響。

  錳是鋁合金的重要元素,可以單獨加入形成Al-Mn二元合金,更多的是和其它合金元素一同加入,因此大多鋁合金中均含有錳。

鋅元素 Zn

  Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分275時鋅在鋁中的溶解度為31.6%,而在125時其溶解度則下降到5.6%。

  鋅單獨加入鋁中,在變形條件下對鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限,同時存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向,因而限制了它的應(yīng)用。

  在鋁中同時加入鋅和鎂,形成強(qiáng)化相Mg/Zn2,對合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。Mg/Zn2含量從0.5%提高到12%時,可明顯增加抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。鎂的含量超過形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中,鋅和鎂的比例控制在2.7左右時,應(yīng)力腐蝕開裂抗力最大。

  如在Al-Zn-Mg基礎(chǔ)上加入銅元素,形成Al-Zn-Mg-Cu系合金,基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中最大,也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金材料。


2.微量元素的影響



鐵和硅 Fe-Si

  鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中,硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鑄造合金中,均作為合金元素加的,在基它鋁合金中,硅和鐵是常見的雜質(zhì)元素,對合金性能有明顯的影響。它們主要以FeCl3和游離硅存在。

  在硅大于鐵時,形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相,而鐵大于硅時,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當(dāng)鐵和硅比例不當(dāng)時,會引起鑄件產(chǎn)生裂紋,鑄鋁中鐵含量過高時會使鑄件產(chǎn)生脆性。

鈦和硼 Ti-B

  鈦是鋁合金中常用的添加元素,以Al-Ti或Al-Ti-B中間合金形式加入。鈦與鋁形成TiAl2相,成為結(jié)晶時的非自發(fā)核心,起細(xì)化鑄造組織和焊縫組織的作用。Al-Ti系合金產(chǎn)生包反應(yīng)時,鈦的臨界含量約為0.15%,如果有硼存在則減速小到0.01%。

鉻 C

  鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見的添加元素。600℃時,鉻在鋁中溶解度為0.8%,室溫時基本上不溶解。

  鉻在鋁中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物,阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程,對合金有一定的強(qiáng)化作用,還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。但會場增加淬火敏感性,使陽極氧化膜呈黃色。

  鉻在鋁合金中的添加量一般不超過0.35%,并隨合金中過渡元素的增加而降低。


鍶 Sr

  鍶是表面活性元素,在結(jié)晶學(xué)上鍶能改變金屬間化合物相的行為。因此用鍶元素進(jìn)行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量。由于鍶的變質(zhì)有效時間長、效果和再現(xiàn)性好等優(yōu)點,近年來在Al-Si鑄造合金中取代了鈉的使用。

  對擠壓用鋁合金中加入0.015%~0.03%鍶,使鑄錠中β-AlFeSi相變成漢字形α-AlFeSi相,減少了鑄錠均勻化時間60%~70%,提高材料力學(xué)性能和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。

  對于高硅(10%~13%)變形鋁合金中加入0.02%~0.07%鍶元素,可使初晶減少至最低限度,力學(xué)性能也顯著提高,抗拉強(qiáng)度бb由233MPa提高到236MPa,屈服強(qiáng)度б0.2由204MPa提高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在過共晶Al-Si合金中加入鍶,能減小初晶硅粒子尺寸,改善塑性加工性能,可順利地?zé)彳埡屠滠垺?/span>


鋯元素 Zr

  鋯也是鋁合金的常用添加劑。一般在鋁合金中加入量為0.1%~0.3%,鋯和鋁形成ZrAl3化合物,可阻礙再結(jié)晶過程,細(xì)化再結(jié)晶晶粒。鋯亦能細(xì)化鑄造組織,但比鈦的效果小。有鋯存在時,會降低鈦和硼細(xì)化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中,由于鋯對淬火敏感性的影響比鉻和錳的小,因此宜用鋯來代替鉻和錳細(xì)化再結(jié)晶組織。


稀土元素 Re

  稀土元素加入鋁合金中,使鋁合金熔鑄時增加成分過冷,細(xì)化晶粒,減少二次晶間距,減少合金中的氣體和夾雜,并使夾雜相趨于球化。還可降低熔體表面張力,增加流動性,有利于澆注成錠,對工藝性能有著明顯的影響。各種稀土加入量約為0.1%at%為好。混合稀土(La-Ce-Pr-Nd等混合)的添加,使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金時效G?P區(qū)形成的臨界溫度降低。含鎂的鋁合金,能激發(fā)稀土元素的變質(zhì)作用。


3.雜質(zhì)元素的影響


  釩在鋁合金中形成VAl11難熔化合物,在熔鑄過程中起細(xì)化晶粒作用,但比鈦和鋯的作用小。釩也有細(xì)化再結(jié)晶組織、提高再結(jié)晶溫度的作用。

  鈣在鋁合金中固溶度極低,與鋁形成CaAl4化合物,鈣又是鋁合金的超塑性元素,大約5%鈣和5%錳的鋁合金具有超塑性。鈣和硅形成CaSi,不溶于鋁,由于減小了硅的固溶量,可稍微提高工業(yè)純鋁的導(dǎo)電性能。鈣能改善鋁合金切削性能。CaSi2不能使鋁合金熱處理強(qiáng)化。微量鈣有利于去除鋁液中的氫。

  鉛、錫、鉍元素是低熔點金屬,它們在鋁中固溶度不大,略降低合金強(qiáng)度,但能改善切削性能。鉍在凝固過程中膨脹,對補(bǔ)縮有利。高鎂合金中加入鉍可防止鈉脆。

  銻主要用作鑄造鋁合金中的變質(zhì)劑,變形鋁合金很少使用。僅在Al-Mg變形鋁合金中代替鉍防止鈉脆。銻元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中,改善熱壓與冷壓工藝性能。

  鈹在變形鋁合金中可改善氧化膜的結(jié)構(gòu),減少熔鑄時的燒損和夾雜。鈹是有毒元素,能使人產(chǎn)生過敏性中毒。因此,接觸食品和飲料的鋁合金中不能含有鈹。焊接材料中的鈹含量通?刂圃8μg/ml以下。用作焊接基體的鋁合金也應(yīng)控制鈹?shù)暮俊?br style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>

  鈉在鋁中幾乎不溶解,最大固溶度小于0.0025%,鈉的熔點低(97.8℃),合金中存在鈉時,在凝固過程中吸附在枝晶表面或晶界,熱加工時,晶界上的鈉形成液態(tài)吸附層,產(chǎn)生脆性開裂時,形成NaAlSi化合物,無游離鈉存在,不產(chǎn)生“鈉脆”。

  當(dāng)鎂含量超2%時,鎂奪取硅,析出游離鈉,產(chǎn)生“鈉脆”。因此高鎂鋁合金不允許使用鈉鹽熔劑。防止“鈉脆”的方法有氯化法,使鈉形成NaCl排入渣中,加鉍使之生成Na2Bi進(jìn)入金屬基體;加銻生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用。

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