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鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材因為存在奇特的物理化學機能,因此在焊接進程中會產(chǎn)生一系列的艱苦,具體來說,重要有以下多少點:
一、 強的氧化才干
鋁與氧的親跟力很強,在空氣中極易與氧結合生成致密而結實的AL2O3薄膜,厚度約為0.1μm,熔點高達2050℃,遠遠超過鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材的熔點,而且密度很大,約為鋁的1.4倍。在焊接進程中,氧化鋁薄膜會妨礙金屬之間的良好結合,并易造成夾渣。氧化膜還會吸附水分,焊接時會促使焊縫天賭氣孔。這些缺點,都會降落焊接接頭的機能。
為了保障焊接品質,焊前必須嚴格清理焊件名義的氧化物,并避免在焊接進程中再氧化,對熔化金屬跟處于高溫下的金屬進行有效的維護,這是鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材焊接的一個重要特點。具體的維護辦法是:
1、焊前用機械或化學方法清除工件坡口及四周局部跟焊絲名義的氧化物;
2、焊接進程中要采取及格的維護氣體進行維護;
3、在氣焊時,采取熔劑,在焊接進程中一直用焊絲挑破熔池名義的氧化膜。
二、鋁的熱導率跟比熱大,導熱快
只管鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材的熔點遠比鋼低,然而鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材的導熱系數(shù)、比熱容都很大,比鋼大一倍多,在焊接進程中大量的熱能被敏捷傳導到基體金屬內部,為了獲得高品質的焊接接頭,必須采取能量集中、功率大的熱源,有時需采取預熱等工藝辦法,才干實現(xiàn)熔焊進程。
三、 線膨脹系數(shù)大
鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材的線膨脹系數(shù)約為鋼的2倍,凝固時體積緊縮率達6.5%-6.6%,因此易產(chǎn)生焊接變形。工業(yè)鋁材按照應用的領域劃分,工業(yè)鋁型材是指除建筑門窗、幕墻、室內外裝飾及建筑結構用鋁型材以外的所有鋁型材。避免變形的有效辦法是除了抉擇公道的工藝參數(shù)跟焊接順序外,采取適合的焊接工裝也是十分重要的,焊接薄板時尤其如此。
另外,某些鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材焊接時,在焊縫金屬中形成結晶裂紋的偏向性跟在熱影響區(qū)形成液化裂紋的偏向性均較大,往往因為過大的內應力而在脆性溫度區(qū)間內產(chǎn)生熱裂紋。這是產(chǎn)業(yè)鋁材,尤其是高強產(chǎn)業(yè)鋁材焊接時最常見的重大缺點之一。在實際焊接現(xiàn)場中避免這類裂紋的辦法重要是改進接頭設計,抉擇公道的焊接工藝參數(shù)跟焊接順序,采取適應母材特點的焊接填充資料等。
四、輕易形成氣孔
焊接接頭中的氣孔是鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材焊接時極易產(chǎn)生的缺點,尤其是純鋁跟防銹鋁的焊接。氫是鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材焊接時產(chǎn)賭氣孔的重要起因,這已為實際所證明。氫的來源,重要是弧柱氣氛中的水分、焊接資料及母材所吸附的水分,其中焊絲及母材名義氧化膜的吸附水分,以焊縫氣孔的產(chǎn)生,經(jīng)常占領凸起的位置。
鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材的液體熔池很輕易接收氣體,在高溫下溶入的大量氣體,在由液態(tài)凝固時,溶解度急劇降落,在焊后冷卻凝固進程中來不迭析出,而聚集在焊縫中形成氣孔。工業(yè)型材通過熱熔,擠壓從而得到不同截面形狀的鋁材料,但添加的合金的比例不同,生產(chǎn)出來的工業(yè)鋁型材的機械性能和應用領域也不同。
為了避免氣孔的產(chǎn)生,以獲得良好的焊接接頭,對氫的來源要加以嚴格把持,焊前必須嚴格限度所利用焊接資料(包含焊絲、焊條、熔劑、維護氣體)的含水量,利用前要進行干燥處理。清理后的母材及焊絲最好在2-3小時內焊接結束,最多不超過24小時。TIG焊時,選用大的焊接電流配合較高的焊接速度。MIG焊時,選用大的焊接電流慢的焊接速度,以進步熔池的存在時光。Al-Li合金焊接時,加強正、背面維護,配合坡口刮削,清除概況氧化膜,可有效地避免氣孔。
五、焊接接頭輕易軟化
焊接可熱處理強化的產(chǎn)業(yè)鋁材時,因為焊接熱的影響,焊接接頭中熱影響區(qū)會呈現(xiàn)軟化,即強度降落,使基體金屬近縫區(qū)部位的一些力學機能變壞。對冷作硬化的合金也是如此,使接頭機能弱化,并且焊接線能量越大,機能降落的程序也愈重大。
針對此類問題,采取的辦法重要是制訂合乎特定資料焊接的工藝,如限度焊接前提,采取恰當?shù)暮附禹樞颍殉诸A熱溫度跟層間溫度,焊后熱處理等。對焊后軟化不能恢復的產(chǎn)業(yè)鋁材,最好采取退火或在固溶狀況下焊接,焊后再進行熱處理,若不容許進行焊后熱處理,則應采取能量集中的焊接方法跟小線能量焊接,以減小接頭強度降落。
六、 合金元素蒸發(fā)跟燒損
某些產(chǎn)業(yè)鋁材含有低沸點的合金元素,這些元素在高溫下輕易蒸發(fā)熱損,從而轉變了焊縫金屬的化學成分,降落了焊接接頭的機能。為了彌補這些燒損,在調劑工藝的同時,經(jīng)常采取含有這些沸點元素含量比母材高的焊絲或其余焊接資料。
七、 鋁在高溫時的強度跟塑性低
鋁在370℃時強度僅為10Mpa,焊接時會因為不能支撐住液體金屬而使焊縫成形不良,甚至形成塌陷或燒穿,為理解決這個問題,焊接鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材時經(jīng)常要采取墊板。
八、 焊接接頭的耐腐化機能低于母材
熱處理強化產(chǎn)業(yè)鋁材(如硬鋁)接頭的耐腐化性的降落很明顯,接頭組織越不均勻,耐蝕性越易降落。焊縫金屬的純度或致密性也影響接頭耐蝕機能。雜質較多、晶粒粗大以及脆性相析出等,耐蝕性就會明顯降落,不僅產(chǎn)生局部名義腐化而且經(jīng)常呈現(xiàn)晶間腐化,此外對產(chǎn)業(yè)鋁材,焊接應力的存在也是影響耐蝕性的一個重要因素。
為了進步焊接接頭的耐蝕性,重要采取以下多少個辦法:
1、改良接頭組織成分的不均勻性。工業(yè)型材通過熱熔,擠壓從而得到不同截面形狀的鋁材料,但添加的合金的比例不同,生產(chǎn)出來的工業(yè)鋁型材的機械性能和應用領域也不同。 重要是通過焊接資料使焊縫合金化,細化晶粒并避免缺點;同時調劑焊接工藝以減小熱影響區(qū),并避免過熱,焊后熱處理。
2、消除焊接應力,如局部名義拉應力可能采取局部錘擊辦法來消除。
3、采取維護辦法,如采取陽極氧化處理或涂層等。
九、無色澤變更,給焊接操作帶來艱苦
鋁及產(chǎn)業(yè)鋁材焊接時由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)時,不明顯的色彩變更,因此在焊接進程中給操作者帶來不少艱苦。因此,請求焊工控制好焊接時的加熱溫度,盡量采取平焊,在引(熄)弧板上引(熄)弧等.