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合金鋁板有哪些焊接特性?

一、 較強的氧化能力

    鋁與氧的親和力強,容易與空氣中的氧結合,形成致密、強的AL2O3膜,厚度約為0。1微米,熔點可達2050℃,遠遠超過鋁合金和鋁合金板的熔點,且密度很高,約為1。4倍。在焊接過程中,氧化鋁薄膜會阻礙金屬間良好的結合,容易產生夾渣。氧化膜還吸收水分,導致氣孔形成焊接。這些缺陷會降低焊接接頭的性能。為了保證焊接的質量,有必要嚴格清理氧化表面的焊接部分焊接前,焊接過程中,防止再氧化,有效地保護熔融金屬和金屬在高溫下,它是鋁和合金鋁板焊接的一個重要特性。


具體保護措施有:

1. 焊接前用機械或化學方法清除焊縫溝槽及工件周圍零件和焊絲表面的氧化物;

2. 焊接過程中應采用合格的保護氣體;

3、在氣焊中,使用焊劑,在焊接過程中不斷使用焊絲將熔池表面的氧化膜打破。


二、導熱系數和比熱系數高,導熱速度快

   雖然鋁及鋁合金的熔點遠低于鋼,但鋁及鋁合金的導熱系數,熱容大,比鋼的兩倍多,大量的熱能在焊接的過程中很快傳導到賤金屬,為了獲得高質量的焊接接頭,必須使用能量濃度,大功率的熱量來源,有時預熱過程的措施,如實現熔焊工藝。


三、線性膨脹系數大

    鋁及鋁合金的線膨脹系數約為鋼的2倍,體積收縮率達到6。5%——6。6%,易發生焊接變形。除了選擇合理的工藝參數和焊接順序外,使用合適的焊接工具來防止變形也是非常重要的,尤其是在焊接薄板時。此外,一些鋁和鋁合金焊接時,傾向于形成晶體裂紋在焊縫金屬和趨勢形成液化裂紋的熱影響區都大,而且經常出現熱裂紋的脆性溫度范圍由于過度的內部壓力。這是鋁合金尤其是高強度鋁合金最常見的嚴重缺陷之一。防止此類裂紋在實際焊接現場產生的主要措施是改進接頭設計,選擇合理的焊接工藝參數和焊接順序,并采用適合基材特點的焊接填料材料。


四、易形成氣孔

    焊接接頭氣孔是鋁及鋁合金焊接中容易產生的缺陷,尤其是純鋁和防銹鋁的焊接。實踐證明,氫是鋁及鋁合金焊接中產生氣孔的主要原因。氫的來源主要是電弧柱氣氛中的水,焊接材料和基體材料吸附的水,其中吸附在焊絲和基體材料表面的水,以及焊縫氣孔的形成,往往占據著突出的位置。

    鋁和鋁合金液體池是容易吸收氣體,溶解在大量的氣體在高溫下,液體凝固,溶解度急劇下降,焊接冷卻和凝固過程中來不及沉淀,并聚集在焊縫形成氣孔。為了防止氣孔的形成,為了獲得良好的焊接接頭,應嚴格控制氫的來源,焊接前必須嚴格限制焊接材料(包括焊絲、焊條、焊劑、保護氣體)的含水量,使用前要進行干燥處理。清洗后的基材和焊絲應在2-3小時內焊接,最多不超過24小時。TIG焊接時,焊接電流大,焊接速度快。在MIG焊接中,采用大焊接電流和慢焊接速度來提高焊接熔池的存在時間。鋁鋰合金焊接時應加強前后保護,刮槽可去除氧化膜,有效防止氣孔。


五、焊接接頭易軟化

    鋁和鋁合金液體池是容易吸收氣體,溶解在大量的氣體在高溫下,液體凝固,溶解度急劇下降,焊接冷卻和凝固過程中來不及沉淀,并聚集在焊縫形成氣孔。為了防止氣孔的形成,為了獲得良好的焊接接頭,應嚴格控制氫的來源,焊接前必須嚴格限制焊接材料(包括焊絲、焊條、焊劑、保護氣體)的含水量,使用前要進行干燥處理。清洗后的基材和焊絲應在2-3小時內焊接,最多不超過24小時。TIG焊接時,焊接電流大,焊接速度快。在MIG焊接中,采用大焊接電流和慢焊接速度來提高焊接熔池的存在時間。鋁鋰合金焊接時應加強前后保護,刮槽可去除氧化膜,有效防止氣孔。

    焊接可熱處理鋁合金時,由于焊接熱的影響,焊接接頭的熱影響區會軟化,即強度降低,這將使焊縫附近的基體金屬的一些力學性能變差。冷硬合金也是如此,它削弱了接頭的性能,焊縫能量越大,性能降低的過程越嚴重。針對這些問題,采取的措施主要是開發符合具體材料的焊接工藝,如限制焊接條件,采用合適的焊接順序,控制預熱溫度和層間溫度,焊后熱處理等。對于焊接后不能恢復的鋁合金,最好采用固溶態退火或焊接,焊接后再進行熱處理。焊接后不允許進行熱處理的,應采用能量集中的焊接方法和小線能量焊接,以降低接頭強度的降低。


六、合金元素的蒸發和燃燒

    有些合金鋁板含有低沸點的合金元素,在高溫下容易蒸發和燃燒,從而改變了焊縫金屬的化學成分,降低了焊接接頭的性能。為了彌補這些損失,在調整過程中,往往使用這些沸點元素含量比母材金屬絲或其他焊接材料高。


七、鋁在高溫下的強度和塑性較低

    當鋁在370℃的強度僅為10Mpa時,焊接將無法支撐液態金屬焊縫成形不良,甚至形成塌陷或燒穿,為了解決這一問題,焊接鋁和鋁合金時經常使用墊板。


八、 焊接接頭的耐腐蝕性能低于基材

    熱處理強化的鋁合金(如硬鋁)接頭的耐蝕性明顯降低。焊縫金屬的純度或致密性也會影響接頭的耐腐蝕性。雜質較多,粗晶和脆性相析出,耐蝕性會明顯下降,不僅產生局部表面腐蝕,而且常常出現晶間腐蝕,此外,對于鋁合金來說,焊接應力的存在也是影響耐蝕性的重要因素。


九、為了提高焊接接頭的耐腐蝕性,主要采取以下措施:

1. 改善關節組織結構的不均勻性。主要方法是通過焊接材料對焊縫進行合金化,細化晶粒,防止缺陷。同時,調整焊接工藝,減少受熱面積,防止過熱,焊后熱處理。

2.消除焊接應力,如局部表面拉應力可采用局部錘擊法消除。

3.采取保護措施,如陽極氧化或涂層。

4.無變色,給焊接操作帶來困難

5.鋁與合金鋁板的焊接從固態到液態,沒有明顯的顏色變化,所以在焊接過程中給操作者帶來了很多困難。因此,要求焊工掌握良好的焊接加熱溫度,盡量采用平焊,在引(滅)弧板上引(滅)弧。

發布于 2020-09-07