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鋁及鋁合金的焊接特點及難點

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鋁及鋁合金的焊接特點及難點

發布日期:2019-05-30 作者: 點擊:

鋁及鋁合金材料密度低,強度高,熱電導率高,耐腐蝕能力強,具有良好的物理特性和力學性能,因而廣泛應用於工業產品的焊接結構上。長期以來,由於焊接方法及焊接工藝參數的選取不當,造成鋁合金零件焊接後因應力過於集中產生嚴重變形,或因為焊縫氣孔、夾渣、未焊透等缺陷,導致焊縫金屬裂紋或材質疏鬆,嚴重影響了產品質量及性能。

鋁合金材料特點:鋁是銀白色的輕金屬,具有良好的塑性、較高的導電性和導熱性,同時還具有抗氧化和抗腐蝕的能力。鋁易氧化產生三氧化二鋁薄膜,在焊縫中容易產生夾雜物,從而破壞金屬的連續性和均勻性,降低其機械性能和耐腐蝕性能。

鋁合金材料的焊接難點:(1)易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表麵易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。 (2)易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的主要原因是氫,由於液態鋁可溶解大量的氫,而固態鋁幾乎不溶解氫,因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔目前難於完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表麵吸附空氣中的水分等。實踐證明,即使氬氣按GB/T4842標準要求,純度達到99.99% 以上,但當水分含量達到20ppm時,也會出現大量的致密氣孔,當空氣相對濕度超過80%時,焊縫就會明顯出現氣孔。(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹係數和結晶收縮率約比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形的內應力,對剛性較大的結構將促使熱裂紋的產生。(4)鋁的導熱係數大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。 (5)合金元素的蒸發的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,易蒸發燒損,從而改變焊縫金屬的化學成分,使焊縫性能下降。


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