鋁及其合金化學活潑性很強,,表面易形成難熔的氧化膜,,導熱性好,焊接時易產生未熔合缺陷,。氧化膜密度同鋁的密度極其接近,,容易在焊縫中形成夾雜物。氧化膜易吸收水分,,易促使焊縫產生氣孔,。此外,鋁及其合金的線膨脹系數(shù)大(約為鋼的2倍),,導熱率高(鋼的3倍多),,焊接時容易產生應力和變形。
1.焊縫氣孔(氫氣孔)
(1)原因
氫,。來源:弧柱氣氛中的水分,、焊材以及母材所吸附的水分。其中,,焊絲及母材表面氧化膜的吸附水分,,對焊縫氣孔的產生,常占有突出地位,。
(2)防止措施
①減少氫的來源:焊材(焊絲,、焊條、保護氣體等)干燥處理,,焊接區(qū)清理,。
②控制焊接工藝:TIG焊,采用大電流配合較高的焊接速度,;MIG焊,,降低焊接速度和提高線能量,必要時可預熱。
2.焊接熱裂紋
(1)原因
鋁合金屬于典型的共晶合金,,凝固溫度區(qū)間寬,。鋁合金的線膨脹系數(shù)比鋼約大2倍,在拘束條件下焊接時易產生較大的焊接應力,,促使鋁合金具有較大裂紋傾向,。
(2)防治措施
①采用能量集中的焊接方法,有利于實現(xiàn)快速焊接,,防止產生方向性強的粗大柱狀晶,,以改善抗裂性。
②注意焊絲與母材的匹配,、
3.焊接接頭的“等強性”―焊接接頭軟化現(xiàn)象
非時效強化鋁合金HAZ的軟化:冷作硬化鋁合金,對于熔焊工藝來說,,接頭軟化不可避免,。
時效強化鋁合金(HAZ)的軟化:宜于采用小的焊接線能量。
4.焊接接頭的耐蝕性下降
焊接接頭的耐蝕性一般都低于母材,,熱處理強化鋁合金(如硬鋁)接頭的耐蝕性能的降低尤其明顯,。接頭組織越不均勻,越易降低耐蝕性,。
改善措施:
①改善接頭組織的成分的不均勻性 主要是通過焊接材料使焊縫合金化,,細化晶粒并防止缺陷;同時調整焊接工藝以減小熱影響區(qū),,并防止過熱,。焊后熱處理有很好的效果。
②消除焊接應力 采用局部錘擊辦法來消除局部表面拉應力,。
③采取防護措施
(1)焊前清理
機械清理:采用弓弧銼刀,、電(風)動銑刀、鋼絲輪等工具清理,。勿用普通銼刀,、三砂(砂紙、砂布,、砂輪)清理,。
化學清理
(2)預熱、層間溫度及其溫度測量
(3)用于鋁及鋁合金焊接結構的焊接方法有:
鎢極氬弧焊等(TIG),、熔化極惰性氣體保護焊(MIG),、等離子弧焊(PLW)、釬焊,、常規(guī)摩擦焊,、攪拌摩擦焊(FSW)、電阻焊等。
(4)焊接薄板多用交流TIG焊,,焊接3mm以上的板多用MIG焊(一般采用DCRP直流反接),。
(5)焊絲選擇:同質、異質,。鋁合金焊絲的選擇常須考慮的幾點是:①抗裂型,;②強度;③耐蝕性,;④稀釋性,;⑤顏色。