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        鋁合金材料的焊接技術特征

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        鋁合金材料的焊接技術特征

        發布日期:2021-07-09 作者: 點擊:

        鋁合金材料的焊接技術特征

          鋁及鋁合金資料密度低,強度高,熱電導率高,耐腐蝕才干強,具有出色的物理特性和力學功用,因此廣泛應用于工業產品的焊接構造上。長期以來,由于鋁絲廠家焊接方法及焊接技能參數的挑選不妥,構成鋁合金零件焊接后因應力過于會集產生嚴峻變形,或由于焊縫氣孔、夾渣、未焊透等缺陷,致使焊縫金屬裂紋或質料疏松,嚴重影響了產品質量及功用。


          1.鋁合金材料特色


          鋁是銀白色的輕金屬,具有出色的塑性、較高的導電性和導熱性,一起還具有抗腐蝕的才干。鋁很簡略氧化產生三氧化二鋁薄膜,在焊縫中簡略產生夾雜物,然后損壞金屬的連續性和均勻性,下降其機械功用和耐腐蝕功用。常見鋁合金母材和焊絲的化學成分及機械功用。


          2.鋁合金材料的焊接難點


          (1)很簡略氧化。在空氣中,鋁簡略同氧化合,生成細密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠逾越鋁及鋁合金的熔點(約600℃支配)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻撓底子金屬的熔合,很簡略構成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫功用下降。


          (2)易產生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產生氣孔的首要原因是氫,由于液態鋁可溶解許多的氫,而固態鋁幾乎不溶解氫,因此當熔池溫度快速冷卻與凝結時,氫來不及逸出,簡略在焊縫中調集構成氣孔。氫氣孔現在難于避免,氫的來歷許多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面吸附空氣中的水分等。實踐證明,即便氬氣按GB/T4842標準需求,純度到達99.99%以上,但當水分含量到達20ppm時,也會呈現許多的細密氣孔,當空氣相對濕度逾越80%時,焊縫就會呈現氣孔。


          (3)焊縫變形和構成裂紋傾向大。鋁的線脹大系數和結晶縮短率約比鋼大兩倍,易產生較大的焊接變形的內應力,對剛性較大的構造將促進熱裂紋的產生。


          (4)鋁的導熱系數大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。


          (5)合金元素的蒸騰的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,很簡略蒸騰燒損,然后改動焊縫金屬的化學成分,使焊縫功用下降。


          (6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,損壞了焊縫金屬的成形,有時還簡略構成焊縫金屬塌落和焊穿表象。


          (7)無顏色改動。鋁及鋁合金從固態轉為液態時,無顯著的顏色改動,使加工者難以把握加熱溫度。


          3.鋁合金材料焊接的技能方法


          (1)焊前準備


          選用化學或機械方法,嚴厲收拾焊縫坡口兩頭的表面氧化膜。


          化學清潔是使用堿或酸清潔工件表面,該法既可去掉氧化膜,還可除油污,具體技能進程如下:體積分數為6%~10%的氫氧化鈉溶液,在70℃支配浸泡0.5min→水洗→體積分數為15%的硝酸在常溫下浸泡1min進行中和處置→水洗→溫水洗→枯燥。洗好后的鋁合金表面為無光澤的銀白色。


          機械收拾可選用風動或電動銑刀,還可選用刮刀、銼刀等東西,關于較薄的氧化膜也可用0.25mm的銅絲刷打磨去掉氧化膜。


          收拾好后當即施焊,假如放置時刻逾越4h,應從頭收拾。


          (2)斷定裝置空地及定位焊間隔


          施焊進程中,鋁板受熱脹大,致使焊縫坡口空地減少,焊前裝置空地假如留得太小,焊接進程中就會引起兩板的坡口堆疊,增加焊后板面不平度和變形量;相反,裝置空地過大,則施焊困難,并有燒穿的可以。適合的定位焊間隔能保證所需的定位焊空地,因此,挑選適合的裝置空地及定位焊間隔,是減少變形的一項有用方法。


          (3)挑選焊接設備


          現在市場上焊接產品品種較多,通常情況下宜選用交流鎢極氬弧焊(即TIG焊)。它是在氬氣的保護下,使用鎢電極與工件問產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接方法。該焊機作業時,由于交流電流的極性是在周期性的轉換,在每個周期里半波為直流正接,半波為直流反接。正接的半波時刻鎢極可以發射滿足的電子而又不致于過熱,有利于電弧的安穩。反接的半波時刻工件表面生成的氧化膜很簡略被收拾掉而取得表面亮光漂亮、成形出色的焊縫。


          (4)挑選焊絲


          通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。


          (5)挑選焊接方法和參數


          通常以左焊法進行,焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時,以右焊法進行,焊炬和工件成90°角。


          焊接壁厚在3mm以上時,開V形坡口,夾角為60°~70°,空地不得大于1mm,以多層焊完成。壁厚在1.5mm以下時,不開坡口,不留空地,不加填充絲。焊固定管子對接接頭時,當管徑為200mm,壁厚為6mm時,應選用直徑為3~4mm的鎢極,以220~240A的焊接電流,直徑為4mm的填充焊絲,以1~2層焊完。

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