您好,歡迎來到易龍商務網!
發布時間:2021-03-06 12:40  
【廣告】







近40年來,由于焊接技術的進步,的焊接方法得到了推廣,鋁及鋁合金在車輛、船舶、建筑、橋梁、化工機械、低溫工程和宇航工業等各種結構方面的應用在不斷擴大。隨著鋁合金的生產技術的完善成熟和生產成本的不斷降低,鋁合金在各個領域的廣泛應用推動了鋁合金產業的發展,鋁合金正在成為代替鋼材作為結構材料的理想材料,也是當今所需要的節能、環保綠色材料。該系合金雖是非熱處理qi強化的材料,但因它們不易產生熱裂紋而作為可熱處理強化合金的重要填加材料使用。此時,根據基體金屬的具體情況,將與基體金屬的合金成分組成新的合金,往往可使焊縫金屬具有可熱處理強化合金的特性。因此,鋁絲專用接觸頭的尺寸在小得足夠保持電接觸的同時,又足夠允許膨脹。在這種情況下,可以通過重新熱處理的方法來提高焊接接頭的機械性能,但是,焊接接頭的延伸率和韌性卻會降低。
液體鋁對氫的溶解吸收大致與鐵和銅相同。溶解于焊接接頭中的氫氣來源于焊接火焰、電弧氣氛、溶劑和金屬表面的污染、與氧化膜同時存在的水分以及大氣中的潮氣等。焊接時所溶解的氫是結晶過程中產生氣孔的根源,它能使焊接接頭的強度和抗腐蝕性能降低。鋁的線膨脹系數約為鋼的兩倍,純鋁結晶時體積收縮率達7%,鋁合金的收縮率平均也達5%。因此,鋁及鋁合金的焊接變形顯著,焊接時如果不保持適當的焊根間隙或不進行拘束,則將產生變形,而且結晶時,在某些合金的焊縫金屬和熱影響區等部位會產生裂紋。
焊接熱會使基體金屬的某些部位的機械性能變壞,并且焊接熱輸入量愈大,性能降低的程度也愈明顯。此外,由于焊接熱的影響,常常在晶界上發生成分偏析或析出雜質相,從而使該區的抗腐蝕性能降低。盡管鋁及鋁合金的熔點較低,但是導熱系數、比熱容都很大,在焊接過程中大量的熱能被迅速傳導到基體金屬內部,為了獲得高質量的焊接接頭,必須采用能量集中、功率大的熱源,有時需采用預熱等工藝措施,才能實現熔焊過程。焊縫金屬是典型的激冷結晶組織,在許多情況下,不僅結晶速度和冷卻速度極快,而且還可以看到自基體金屬的外延生長、隨著焊接熱源的移動而產生的晶粒生長方向的變化和顯著的攪拌等焊接所特有的結晶現象。
焊縫金屬組織的過冷度,隨著由熔合線區向焊道中心的接近而增大,并隨著焊接速度的提高而更加顯著。因此,靠近熔合線區的結晶組織是細網狀組織,但隨著向焊道中心的接近而逐漸變成網狀枝晶組織,并通過新晶核的形成進一步向著形成等軸枝晶的方向變化。好消息是,我們不需要什么特殊的設備——你現有的調整器(除了二氧化碳調整器以外)和氣管都能被用在純凈的或者混合的氣體。用顯微鏡能觀察到枝狀晶的軸間距,隨著結晶速度的加快,枝狀晶組織變得愈細小。焊縫金屬是激冷的結晶組織,因此會伴隨著不平衡結晶而產生偏析。枝狀晶軸間距愈小,偏析率愈小,反之,枝狀晶軸間距愈大,偏析率亦愈大。
焊接裂紋是焊接接頭的主要缺陷之一,可分為焊道金屬中的縱向裂紋、橫向裂紋、弧坑裂紋、顯微裂紋和焊根裂紋以及熱影響區中的焊趾裂紋、層狀撕裂和熔合線區附近的顯微裂紋。按裂紋產生的機理分類,產生在焊接接頭中的裂紋屬于熱裂紋,它主要是由晶界上的合金元素的偏析或低熔點物質的存在所引起的。2)機械清理在工件尺寸較大、生產周期較長、多層焊或化學清洗后又沾污時,常采用機械清理。焊接裂紋與焊接接頭的結晶過程及其組織有密切的關系。一般認為,合金的結晶溫度區間愈寬,愈容易產生裂紋。
產生焊接裂紋的主要原因可歸結為合金成分的影響,鋁合金線膨脹系數較大,焊接過程中易變形、熱應力較大,為熱裂紋的產生提供了條件。焊接接頭中的氣孔是僅次于焊接裂紋的重要缺陷,與其它金屬材料相比,鋁合金的焊接接頭容易產生氣孔,這是眾所周知的。特別是驅動側開裂現象會造成應力集中,而使開裂越來越大,而最后拉斷。氣孔的生產機理是復雜的,但產生氣孔的直接根源是氫氣。其原因是高溫時熔池可以溶解大量的氫,隨著溫度的下降氫的溶解度急劇減小,同時由于鋁合金冷卻速度較快,鋁合金的密度較小,
形成的氣泡受到的浮力較低,致使氣泡溢出困難,因此形成較多的氣孔。未熔合是不允許存在的,未焊透對于雙面焊接的焊縫是不允許存在的。送絲軟管不準用彈簧管而是用聚四氟乙烯或尼龍制品,不然由于磨削而污染或堵塞軟管。未熔合產生的原因,主要是由于母材尚未真正熔化或有時雖己熔化但表面氧化膜未予清除就填加熔化金屬。在對接焊縫中,未焊透缺陷通常是由于焊接電流太低,坡口或焊接間隙不夠而形成的,或者對熱輸入而言,使用的焊槍的移動速度太高造成的。在填角焊縫中,是由于充填金屬跨接于接頭的焊邊而沒有熔透底部造成的。
焊接時,熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的孔穴。
產生原因:
1) 母材或焊絲材料表面有油污、氧化膜清理不干凈,或清理后未及時焊接。
2) 保護氣體純度不夠高,保護效果差。
3) 供氣系統不干燥,或漏氣漏水。
4) 焊接工藝參數選擇不當。
5) 焊接過程氣體保護不良,焊接速度過快。
防止措施:
1) 焊前徹底清理焊縫區和焊絲。
2) 采用合格的保護氣體,純度應符合規范。
3) 供氣系統保持干燥,防止漏氣漏水。
4) 焊接工藝參數選擇要合理。
5) 注意保持焊炬、焊絲和工件間的準確位置,焊炬應盡量垂直于工件;5)注意保持焊炬、焊絲和工件間的準確位置,焊炬應盡量垂直于工件。盡量采用短弧施焊,噴嘴離工件距離應控制在10~15 mm;焊炬應做勻速直線運動,鎢極應對準焊縫中心,往復勻速送絲;焊接現場要有擋風設施,不能有風流動,焊件應進行適當預熱;注意引弧和收弧質量。
如何防止鋁合金在焊接的時候膨脹變形
熔化狀態的鋁合金在凝固結晶過程中,其體積大約減少6%,在此過程中所產生的收縮應力可能會導致焊接接頭的變形。
焊接輸入的熱量會使臨近焊接區域的金屬膨脹,熱源離開時,金屬冷卻產生收縮,加上熔化的金屬在冷卻過程中的收縮,可使焊接處產生拉應力,增加了裂紋的敏感性。焊接結構件在冷卻過程中受到過度限制也可導致焊接裂紋產生。
焊接坡口的形狀和焊縫數量是影響變形量的主要因素,雙面對接焊的變形量通常比多焊道V型坡口焊的變形量要小得多。
焊接速度也是控制變形的決定因素,焊接速度較低時熱輸入量多會導致更大的膨脹,并且在冷卻的過程中收縮也較大。熱輸入量不充足會導致焊縫熔化不良,產生未焊透和未熔合等缺陷。
焊前預熱可降低產品的變形程度和產生裂紋的傾向,并能提高焊接速度。