試述鋁及鋁合金的焊接性

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:1920

    ⑴強(qiáng)的氧化能力 鋁在空氣中極易與氧結(jié)合生成致密結(jié)實的Al2O3膜薄,厚度約0.1μm。Al2O3的熔點高達(dá)2050℃,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(約660℃),而且體積質(zhì)量大,約為鋁的1.4倍。焊接過程中,氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結(jié)合,并易形成夾渣。氧化膜還會吸附水分,焊接時會促使焊縫生成氣孔。因此,焊前必須嚴(yán)格清理焊件表面的氧化物,并加強(qiáng)焊接區(qū)域的保護(hù)。
    ⑵較大的熱導(dǎo)率和比熱容 鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容約比鋼大1倍,焊接過程中大量的熱量被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部。因此,焊接鋁及鋁合金比鋼要消耗更多的熱量,焊前常需采取預(yù)熱等工藝措施。
    ⑶熱裂紋傾向大 線膨脹系數(shù)約為鋼的2倍,凝固時的體積收縮率達(dá)6.5%左右,因此焊接某些鋁合金時,往往由于過大的內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生熱裂紋。生產(chǎn)中常用調(diào)整焊絲成分的方法來防止產(chǎn)生熱裂紋,如使用焊絲HS311。
    ⑷容易形成氣孔 形成氣孔的氣體是氫。氫在液態(tài)鋁中的溶解度為0.7mL/100g,而在660℃凝固溫度時,氫的溶解度突降至0.04ml/100g,使原來溶解于液態(tài)鋁中的氫大量析出,形成氣泡。同時,鋁和鋁合金的密度小,氣泡在熔池中的上升速度較慢,加上鋁的導(dǎo)熱性強(qiáng),熔池冷凝快,因此,上升的氣泡往往來不及逸出,留在焊縫內(nèi)成為氣孔;≈鶜夥罩械乃帧⒑附硬牧霞澳覆谋砻嫜趸の降乃侄际菤涞闹饕獊碓,因此焊前必須嚴(yán)格做好焊件的表面清理工作。
    ⑸接頭不等強(qiáng)度 鋁及鋁合金的熱影響區(qū)由于受熱而發(fā)生軟化、強(qiáng)度降低使接頭與母材無法達(dá)到等強(qiáng)度。純鋁及非熱處理強(qiáng)化鋁合金接頭的強(qiáng)度約為母材的75%~100%;熱處理強(qiáng)化鋁合金的接頭強(qiáng)度較小,只有母材的40%~505。
    ⑹焊穿 鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時,無明顯的顏色變化,所以不易判斷母材溫度,施焊時常會因溫度過高無法察覺而導(dǎo)至焊穿。
鋁及鋁合金焊前應(yīng)進(jìn)行哪些準(zhǔn)備工作?
    ⑴焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污,這是防止產(chǎn)生氣孔、夾渣的重要措施。
    a 化學(xué)清洗 效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的焊件;瘜W(xué)清洗分浸洗法和擦洗法兩種,清洗劑及清洗工藝,見表。 鋁及鋁合金的化學(xué)清洗法
    b 機(jī)械清理 先用有機(jī)溶劑(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污,然后用細(xì)銅線刷至表面露出金屬光澤,或者用刮刀清理表面。清理后的焊件應(yīng)在4h內(nèi)施焊,否則應(yīng)重新清理。
    ⑵墊板 為了保證焊透并使焊件不致焊穿或塌陷,焊前可在接縫下面安放墊板。墊板材料可采用石墨、不銹鋼或碳鋼,表面開一圓弧形槽,以保證反面焊縫成形。
    ⑶預(yù)熱 對薄、小的焊件一般可以不用預(yù)熱。焊接厚度超過5mm的焊件時,為了使接縫附近達(dá)到所需要的溫度,焊前應(yīng)對焊件進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度為100~300℃。
鋁及鋁合金焊后應(yīng)進(jìn)行哪些清理工作?
    焊件焊后留在焊縫及鄰近的殘存熔劑和焊渣,需要及時清理干凈,否則在空氣、水分的作用下,殘存的溶劑和焊渣會破壞具有防腐作用的氧化鋁薄膜,激烈的腐蝕焊件。因此,焊后應(yīng)立即嚴(yán)格清除焊件上殘存的污物。
常用的清渣方法和步驟:
1)在熱水中用硬毛刷仔細(xì)地洗刷焊接接頭。
2)將焊件在溫度為60~80℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~3%的鉻酐水溶液或重鉻酸鉀溶液中浸洗約5~10min,并用硬毛刷仔細(xì)洗刷;蛘邔⒑讣庞15~20℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硝酸溶液中浸洗10~20min。
3)在熱水中沖刷洗滌焊件。
4)將焊件用熱空氣吹干或在100℃干燥箱內(nèi)烘干。
試述鋁及鋁合金鎢極氬弧焊的焊接工藝。
    ⑴焊絲的選用 鋁及鋁合金用焊絲牌號見表2。其中HS311是一種通用焊絲,采用這種焊絲焊接時,金屬流動性好,有較高的抗熱裂性能,并能保證一定的強(qiáng)度。但在焊接鋁鎂合金時,焊縫中會出現(xiàn)脆性化合物Mg2Si,降低接頭的塑性和耐腐蝕性。焊接鋁鎂合金時應(yīng)采用HS331。
鋁及鋁合金用焊絲牌號
    ⑵焊接接頭及坡口形式 坡口形式見表3。
    ⑶焊接電源 應(yīng)選用交流電源。
70 試述鋁及鋁合金鎢極氬弧焊的焊接工藝參數(shù)。
鋁及鋁合金手工鎢極氬弧焊和自動鎢極氬弧焊的焊接工藝參數(shù),分別見表4、5。
鋁及鋁合金手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)
鋁及鋁合金自動鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)
試述鋁及鋁合金熔化極氬弧焊的焊接工藝參數(shù)。
自動及半自動熔化極氬弧焊焊接鋁及鋁合金時的焊接工藝參數(shù),分別見表6。焊接電源采用直流反接。
鋁及鋁合金自動熔化極氬弧焊焊接工藝參數(shù)
試述鋁及鋁合金的氣焊接接工藝。
⑴接頭形式 鋁及鋁合金氣焊時不宜采用搭接接頭和T形接頭,因為這些接頭易于殘留氣焊熔劑和焊渣,不便焊后清理。
⑵火焰和焊嘴號碼 氣焊時火焰可采用中性焰 (或輕微碳化焰),焊嘴號碼根據(jù)鋁板厚度進(jìn)行選擇,見表7。
⑶定位焊 定位焊時的工藝參數(shù)見表8。
⑷焊嘴和焊絲傾角 焊薄板時,焊嘴傾角約為30°~45°,焊絲傾角約為40°~50°;焊厚板時,焊嘴傾角應(yīng)為50°左右,焊絲傾角為40°~50°。
鋁及鋁合金氣焊焊接工藝參數(shù)
鋁及鋁合金氣焊定位焊工藝參數(shù)

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