鋁及鋁合金的焊接性
發(fā)布時間：2022-12-13
瀏覽次數(shù)：37286次
![]()
⑴強的氧化能力 鋁在空氣中極易與氧結(jié)合生成致密結(jié)實的Al2O3膜薄，厚度約0.1μm。Al2O3的熔點高達2050℃，遠遠超過鋁及鋁合金的熔點（約660℃），而且體積質(zhì)量大，約為鋁的1.4倍。焊接過程中，氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結(jié)合，并易形成夾渣。氧化膜還會吸附水分，焊接時會促使焊縫生成氣孔。因此，焊前必須嚴格清理焊件表面的氧化物，并加強焊接區(qū)域的保護。
⑵較大的熱導率和比熱容 鋁及鋁合金的熱導率和比熱容約比鋼大1倍，焊接過程中大量的熱量被迅速傳導到基體金屬內(nèi)部。因此，焊接鋁及鋁合金比鋼要消耗更多的熱量，焊前常需采取預(yù)熱等工藝措施。 
⑶熱裂紋傾向大 線膨脹系數(shù)約為鋼的2倍，凝固時的體積收縮率達6.5%左右，因此焊接某些鋁合金時，往往由于過大的內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生熱裂紋。生產(chǎn)中常用調(diào)整焊絲成分的方法來防止產(chǎn)生熱裂紋，如使用焊絲HS311。 ⑷容易形成氣孔 形成氣孔的氣體是氫。氫在液態(tài)鋁中的溶解度為0.7mL/100g，而在660℃凝固溫度時，氫的溶解度突降至0.04ml/100g，使原來溶解于液態(tài)鋁中的氫大量析出，形成氣泡。同時，鋁和鋁合金的密度小，氣泡在熔池中的上升速度較慢，加上鋁的導熱性強，熔池冷凝快，因此，上升的氣泡往往來不及逸出，留在焊縫內(nèi)成為氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是氫的主要來源，因此焊前必須嚴格做好焊件的表面清理工作。⑸接頭不等強度 鋁及鋁合金的熱影響區(qū)由于受熱而發(fā)生軟化、強度降低使接頭與母材無法達到等強度。純鋁及非熱處理強化鋁合金接頭的強度約為母材的75%～100%；熱處理強化鋁合金的接頭強度較小，只有母材的40%～505。 ⑹焊穿 鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時，無明顯的顏色變化，所以不易判斷母材溫度，施焊時常會因溫度過高無法察覺而導至焊穿。 
⑴焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，這是防止產(chǎn)生氣孔、夾渣的重要措施。 a 化學清洗 效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的焊件?；瘜W清洗分浸洗法和擦洗法兩種，清洗劑及清洗工藝b 機械清理 先用有機溶劑(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污，然后用細銅線刷至表面露出金屬光澤，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件應(yīng)在4h內(nèi)施焊，否則應(yīng)重新清理。⑵墊板 為了保證焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接縫下面安放墊板。墊板材料可采用石墨、不銹鋼或碳鋼，表面開一圓弧形槽，以保證反面焊縫成形。⑶預(yù)熱 對薄、小的焊件一般可以不用預(yù)熱。焊接厚度超過5mm的焊件時，為了使接縫附近達到所需要的溫度，焊前應(yīng)對焊件進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100～300℃。 焊件焊后留在焊縫及鄰近的殘存熔劑和焊渣，需要及時清理干凈，否則在空氣、水分的作用下，殘存的溶劑和焊渣會破壞具有防腐作用的氧化鋁薄膜，激烈的腐蝕焊件。因此，焊后應(yīng)立即嚴格清除焊件上殘存的污物。 2）將焊件在溫度為60～80℃、質(zhì)量分數(shù)為2%～3%的鉻酐水溶液或重鉻酸鉀溶液中浸洗約5～10min，并用硬毛刷仔細洗刷?；蛘邔⒑讣庞?5～20℃質(zhì)量分數(shù)為10%的硝酸溶液中浸洗10～20min。 
4）將焊件用熱空氣吹干或在100℃干燥箱內(nèi)烘干。⑴焊絲的選用 鋁及鋁合金用焊絲牌號見表2。其中HS311是一種通用焊絲，采用這種焊絲焊接時，金屬流動性好，有較高的抗熱裂性能，并能保證一定的強度。但在焊接鋁鎂合金時，焊縫中會出現(xiàn)脆性化合物Mg2Si，降低接頭的塑性和耐腐蝕性。焊接鋁鎂合金時應(yīng)采用HS331。⑴接頭形式 鋁及鋁合金氣焊時不宜采用搭接接頭和T形接頭，因為這些接頭易于殘留氣焊熔劑和焊渣，不便焊后清理。⑵火焰和焊嘴號碼 氣焊時火焰可采用中性焰 （或輕微碳化焰），焊嘴號碼根據(jù)鋁板厚度進行選擇，焊嘴和焊絲傾角 焊薄板時，焊嘴傾角約為30°～45°，焊絲傾角約為40°～50°；焊厚板時，焊嘴傾角應(yīng)為50°左右，焊絲傾角為40°～50°。
