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试述铝及铝合金的焊接性
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⑴强的氧化能力 铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。 . m6 L# e$ ]) B/ i
* J( l8 E: A0 {4 i& V' F6 w6 |4 U⑵较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。 C2 ]# u) c8 d
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⑶热裂纹倾向大 线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。
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5 [. J3 m7 }, Y, o⑷容易形成气孔 形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。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氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。 ! O, _: Y) i2 m' p2 l- Q- J6 V
- C( t: L8 {( i' d6 j" m⑸接头不等强度 铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。 ) B3 T' Z: q' m1 ^- v) V
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⑹焊穿 铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。
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- \5 y% x" ]1 I* ]; s, `- T2 ~9 ^/ |铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作？ ' }, O. Q9 T, \: W; J/ P7 T F5 F
! [/ I( n7 x- ]* S* e$ e⑴焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重要措施。 , |" T9 J% g+ G# K) x' p. A F
5 d, r/ v$ R! U( Sa 化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺，见表。 b 机械清理 先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污，然后用细铜线刷至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊，否则应重新清理。 . b% J t; Y7 f8 r
% t1 W0 R2 b; y% {$ m⑵垫板 为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。 , @/ Y* Z0 W$ |# {4 g- i8 a
9 V$ b+ k5 _% N# w⑶预热 对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。 , L; p% d0 |+ u+ K* w8 r
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铝及铝合金焊后应进行哪些清理工作？ 6 y. s! r5 {0 [
- w; y0 i Z* P0 i焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理干净，否则在空气、水分的作用下，残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。因此，焊后应立即严格清除焊件上残存的污物。
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, ~: f0 H/ W6 L+ \% C; t/ n( N# r3 d常用的清渣方法和步骤： 6 |8 Q- g# Q, N2 m5 A7 ~
3 ]- v# G+ X1 g6 N6 Z3 ^; \1）在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。
$ y3 \, i2 A( ^, b8 D- A. R1 u+ |2）将焊件在温度为60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗约5～10min，并用硬毛刷仔细洗刷。或者将焊件放于15～20℃质量分数为10%的硝酸溶液中浸洗10～20min。 0 X$ C7 U6 `8 P4 j3 y$ G
3）在热水中冲刷洗涤焊件。 8 k) {4 d4 M5 b1 w5 `$ v: u5 O
4）将焊件用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。 ; d, u: O& E" _( a3 d; N- @$ g: L2 e
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试述铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺。 9 }' B ^' D( ?% h/ [- A: ]+ [( U
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⑴焊丝的选用 铝及铝合金用焊丝牌号见表2。其中HS311是一种通用焊丝，采用这种焊丝焊接时，金属流动性好，有较高的抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si，降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝镁合金时应采用HS331。 ⑵焊接接头及坡口形式 坡口形式见表3。 ! v, R7 z" C2 c8 L9 i
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⑶焊接电源 应选用交流电源。
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) w* d4 z0 K9 t, e; F, ~# w* T" i70 试述铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺参数。 ( w# e# W! @* h% Q
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铝及铝合金手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊的焊接工艺参数，分别见表4、5。 试述铝及铝合金熔化极氩弧焊的焊接工艺参数。 . `; ?5 C. G/ a# W/ \- g
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自动及半自动熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金时的焊接工艺参数，分别见表6。焊接电源采用直流反接。 试述铝及铝合金的气焊接接工艺。
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⑴接头形式 铝及铝合金气焊时不宜采用搭接接头和T形接头，因为这些接头易于残留气焊熔剂和焊渣，不便焊后清理。 1 ]% S% E9 K3 o) l
% _$ Q/ y" l9 L8 P1 Y' k⑵火焰和焊嘴号码 气焊时火焰可采用中性焰 （或轻微碳化焰），焊嘴号码根据铝板厚度进行选择，见表7。
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$ u% e6 v) J+ @⑶定位焊 定位焊时的工艺参数见表8。 ! m( t. ?' z0 k
7 n/ [" T' G4 Y; P# @/ i⑷焊嘴和焊丝倾角 焊薄板时，焊嘴倾角约为30°～45°，焊丝倾角约为40°～50°；焊厚板时，焊嘴倾角应为50°左右，焊丝倾角为40°～50°。 |
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发表于 2011-8-22 12:39:57