随着技术的进步与发展,铝合金的应用领域越来越广,因此在实际生产过程中经常会遇到铝合金焊接的问题。

    如果掌握了下面的口诀,铝合金焊接的问题基本就得到解决了。

铝焊操作难度大,氧裂孔变易软化;

表面氧化焊接难,焊前清理须做全;

电源极性作用灵,阴极清理很实用;

MIG须用直反接,交流电流最常用;

引弧需要加高频,焊接可以加脉冲;

铝焊难点第二名,热裂倾向很严重;

热裂种类有很多,纵横坑根最集中;

具体原因就一点,凝固过程收缩快;

应力拉伸出缝隙,液铝不足生裂纹;

预防解决很关键,工艺设计有帮助;

焊接热量应集中,分段预热降焊速;

成分设计应合理,微量元素作用明。

气孔缺陷很常见,铝焊尤其最敏感;

解决缺陷三方面,材料气体和环境;

环境湿度应控制,超出六成应停工;

母材清理很关键,表面去除油水污;

焊材使用应注意,检查烘干有必要;

保护气体应干净,纯度应有四个九;

同时流量应把控,不大不小要适中;

焊接应遵规程做,气孔问题影无踪。

焊接变形让人愁,抓住本质消烦忧;

膨胀系数是主因,改善应从此处进;

调节方法样式多,反变拘束留余量;

工艺参数要规范,前期预热应做到;

以上规范要严格,质量要求要负责。

接头软化存风险,严格控制并检验;

材料工艺是关键,母材焊材应匹配;

不能驴唇对马嘴,强度应该要对应;

工艺设计也要用,降低参数防粗化;

热量集中减区间,防止区域扩大化;

各种问题都能解,焊接评定不能少;

焊接人机料法环,每个环节要把严;

焊前准备应齐全,焊中焊后要检验;

实际问题实际法,实践作用最关键。


1. 氧化膜

    铝在空气中及焊接时极易氧化,生成的氧化铝(Al2O3)熔点高、非常稳定,不易去除。

    阻碍母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,不易浮出表面,易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。

    铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分,易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理,清除其表面氧化膜。

    在焊接过程加强保护,防止其氧化。钨极氩弧焊时,选用交流电源,通过“阴极清理”作用,去除氧化膜。

    气焊时,采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时,可加大焊接热量,例如,氦弧热量大,利用氦气或氩氦混合气体保护,或者采用大规范的熔化极气体保护焊,在直流正接情况下,可不需要“阴极清理”。


2. 导热率大

    铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。

    在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著。

    为了获得高质量的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。


3. 线膨胀系数大,易变形和产生热裂纹

    铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大,因此,需采取预防焊接变形的措施。

    铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。

    生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下,可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。

    在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大,随着硅含量增加,合金结晶温度范围变小,流动性显著提高,收缩率下降,热裂倾向也相应减小。

    根据生产经验,当含硅5%~6%时可不产生热裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。


4. 极易溶解氢

    铝及铝合金在液态能溶解大量的氢,固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中,氢来不及溢出,极易形成氢气孔。

    弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。

    因此,对氢的来源要严格控制,以防止气孔的形成。


5. 接头处和热影响区容易软

    合金元素易蒸发、烧损,使焊缝性能下降。

    母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时,焊接热会使热影响区的强度下降。

    铝为面心立方晶格,没有同素异构体,加热与冷却过程中没有相变,焊缝晶粒易粗大,不能通过相变来细化晶粒。


焊接方法

    几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金,但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同,各种焊接方法有其各自的应用场合。

    气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。

    惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。

    铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。

    铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛。


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