鋁合金結(jié)構(gòu)件表面處理-明星機械(在線咨詢)-鋁合金結(jié)構(gòu)件

      鋁及鋁合金的焊接性能

　　焊接性能指的是金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性，也就是焊接后焊接接頭的獲取難易程度，受到鋁及鋁合金的物理和化學(xué)性能的影響，該基礎(chǔ)材料的焊接技術(shù)有著一定的難度，因此掌握鋁及鋁合金的特點十分必要。

　　一，鋁及鋁合金具有高度的氧化性能。鋁與氧的結(jié)合力較強，常溫中鋁金屬的氧化作用就較為明顯，鋁合金中的某些合金元素也具有較強的氧化性。在焊接過程中，焊接的高溫直接作用到鋁及鋁合金中，導(dǎo)致該材料表面生成一層氧化膜，厚度在0.1-0.2 之間，其主要成分為氧化鋁。氧化鋁的熔點明顯高于鋁及鋁合金的660℃的熔點，鋁合金結(jié)構(gòu)件，達到2050℃，鋁合金結(jié)構(gòu)件材質(zhì)，且具有較高的致密性，當氧化鋁形成后，鋁及鋁合金的正常焊接工作就可能受到干擾，導(dǎo)致焊接不透。

　　氧化鋁具有較高的密度，較難從熔池中浮出，從而導(dǎo)致焊縫夾渣，而氧化膜對水分的吸附力較高，焊縫中氣孔的可能性較大。受到氧化膜電子發(fā)射的影響，焊接過程中的電弧穩(wěn)定性也相對有所下降。

　　針對這一情況，技術(shù)人員在焊接前需要對焊接區(qū)域的氧化膜進行清除，對處于液化狀態(tài)的金屬進行有效保護，減少金屬的進一步氧化，對熔池中可能生成的氧化膜進行破除。

　　第二，氣孔形成的可能性高。氣孔的形成多見于純鋁和防銹鋁的焊接過程中。其氣孔的主要形成因素為氫，原因為氮與液態(tài)鋁的溶合性差，而鋁中并不含有碳元素，因此，氣孔中氮氣孔和一yang化碳氣孔的的可能性為零。雖然鋁和氧有著較強的結(jié)合力，但其反應(yīng)生成氧化鋁，也不會有氧氣孔出現(xiàn)的可能。

　　常溫中氫溶于固態(tài)鋁的可能性較小，而在高溫的作用下，氫與液態(tài)鋁的溶合度較高，原來液體中的氫被全部析出，形成氣泡并上浮、逸出。當部分氣泡未能成功逸出但已經(jīng)長大時，氣孔便隨之誕生。鋁及鋁合金具有較低的比重，且導(dǎo)熱性較強，凝固速度快，氣泡的浮出速度受到影響，鋁合金結(jié)構(gòu)件焊接，氣孔的生成幾率相對較大。

　　在焊接過程中，技術(shù)人員需要從減少氫進入液體金屬中的量和氣泡的充分逸出等方面進行考慮，減少氣孔的生成。

　　第三，鋁及鋁合金的熱裂紋的產(chǎn)生幾率較大。純鋁和非熱處理強化鋁合金較少產(chǎn)生熱裂紋，而熱處理鋁合金和高強度鋁合金的熱裂紋產(chǎn)生率較高。熱裂紋多出現(xiàn)在焊接金屬和近縫區(qū)部位，常被稱為結(jié)晶裂紋或液化裂紋，依據(jù)其部位不同而有所變化。

　　受到鋁熱膨脹系數(shù)大的影響，其焊接過程中的熱應(yīng)力也相對較大，而鋁合金在高溫下具有較低的強度和可塑性，過大的內(nèi)應(yīng)力會導(dǎo)致熱裂紋的產(chǎn)生。若鋁合金中的雜質(zhì)含量過大，其焊縫處的熱裂紋產(chǎn)生幾率也相對較大。

　　為減少熱裂紋，技術(shù)人員需要對鋁合金中雜質(zhì)的含量做嚴格的控制，并及時調(diào)整焊絲的成分，采取合理的焊接工藝。

　　第四，鋁合金結(jié)構(gòu)件表面處理，合金元素蒸發(fā)和燒損的可能性較大。在焊接過程中，高溫對鋁合金中某些合金元素有著較大的影響，從而出現(xiàn)合金元素燒損或蒸發(fā)，導(dǎo)致鋁合金成分的改變，終影響到鋁合金焊接接頭的性能。同時，在焊接過程中，鋁及鋁合金的的顏色變化并不明顯，技術(shù)人員較難對焊接工作進行操作，困難性較高。

鋁合金由于重量輕、比強度高、耐腐蝕性能好、無磁性、成形性好及低溫性能好等特點而被廣泛地應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中，采用鋁合金代替鋼板材料焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50 %以上。鋁合金焊接有幾大難點:①鋁合金焊接接頭軟化嚴重，強度系數(shù)低，這也是阻礙鋁合金應(yīng)用的da障礙;②鋁合金表面易產(chǎn)生難熔的氧化膜(Al2O3 其熔點為 2060 ℃) ，這就需要采用大功率密度的焊接工藝;③鋁合金焊接容易產(chǎn)生氣孔;④鋁合金焊接易產(chǎn)生熱裂紋;⑤線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生焊接變形;⑥鋁合金熱導(dǎo)率大(約為鋼的 4 倍) ，相同焊接速度下，熱輸入要比焊接鋼材大 2～4 倍。因此，鋁合金的焊接要求采用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度高的高xiao焊接方法。

    如何防止鋁合金在焊接的時候膨脹變形     

     熔化狀態(tài)的鋁合金在凝固結(jié)晶過程中，其體積大約減少6%，在此過程中所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力可能會導(dǎo)致焊接接頭的變形。

　　焊接輸入的熱量會使臨近焊接區(qū)域的金屬膨脹，熱源離開時，金屬冷卻產(chǎn)生收縮，加上熔化的金屬在冷卻過程中的收縮，可使焊接處產(chǎn)生拉應(yīng)力，增加了裂紋的敏感性。焊接結(jié)構(gòu)件在冷卻過程中受到過度限制也可導(dǎo)致焊接裂紋產(chǎn)生。

　　焊接坡口的形狀和焊縫數(shù)量是影響變形量的主要因素，雙面對接焊的變形量通常比多焊道V型坡口焊的變形量要小得多。

　　焊接速度也是控制變形的決定因素，焊接速度較低時熱輸入量多會導(dǎo)致更大的膨脹，并且在冷卻的過程中收縮也較大。熱輸入量不充足會導(dǎo)致焊縫熔化不良，產(chǎn)生未焊透和未熔合等缺陷。

　　焊前預(yù)熱可降低產(chǎn)品的變形程度和產(chǎn)生裂紋的傾向，并能提高焊接速度。

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