鋁合金焊接加工 上海承久金屬制品有限公司

1、鋁合金焊接加工上海承久金屬制品有限公司Shanghai ChengJiu Metal Products Co.,Ltd關(guān)于鋁合金材料焊接性能及鋁合金特性的分析 .1. 鋁及鋁合金的焊接性。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(shí)的Al 2O3 膜薄，厚度約 0.1 m。23660），而且體積質(zhì)量大，約Al O 的熔點(diǎn)高達(dá) 2050，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(diǎn)（約為鋁的 1.4 倍。焊接過程中，氧化鋁薄膜會(huì)阻礙金屬之間的良好結(jié)合，并易形成夾渣。 氧化膜還會(huì)吸附水分， 焊接時(shí)會(huì)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)。較大的熱導(dǎo)率和比熱容鋁及鋁合金的熱導(dǎo)

2、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。熱裂紋傾向大線膨脹系數(shù)約為鋼的2 倍，凝固時(shí)的體積收縮率達(dá)6.5%左右，因此焊接某些鋁合金時(shí)， 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.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(shí)，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(shí)，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)

3、，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侄际菤涞闹饕獊碓矗虼撕盖氨仨殗?yán)格做好焊件的表面清理工作。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。焊穿鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，無明顯的顏色變化， 所以不易判斷母材溫度，施焊時(shí)常會(huì)因溫度過高無法察覺而導(dǎo)至焊穿。2. 鋁及鋁合金焊前應(yīng)進(jìn)行哪些準(zhǔn)備工作？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

4、氣孔、夾渣的重要措施。'.1）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37。表 37鋁及鋁合金的化學(xué)清洗法工藝堿洗中和光化脫脂 NaOH溶液的溫度時(shí)間 沖洗 HNO3溶液的溫度時(shí)間 沖洗干 燥材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)（） (min)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（） (min)風(fēng)干或純鋁汽油煤油6%10%40 5020 清水30%室溫13清水低溫干燥鋁鎂、風(fēng)干或汽油煤油6%10%40 507 清水30%室溫13清水鋁錳合金低溫干燥2）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

5、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。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。預(yù)熱對(duì)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(shí)，為了使接縫附近達(dá)到所需要的溫度，焊前應(yīng)對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100300。3. 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(shí)清理干凈，否則在空氣、 水分的作用下，殘存的溶劑和焊渣會(huì)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

6、水中用硬毛刷仔細(xì)地洗刷焊接接頭。2）將焊件在溫度為6080、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510min，并用硬毛刷仔細(xì)洗刷?；蛘邔⒑讣庞?520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。4. 試述鋁及鋁合金鎢極氬弧焊的焊接工藝。焊絲的選用鋁及鋁合金用焊絲牌號(hào)見表38。其中 HS311是一種通用焊絲，采用這種焊絲焊接時(shí)，金屬流動(dòng)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(shí)，焊縫中會(huì)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(shí)應(yīng)采用 HS

7、331。表 38 鋁及鋁合金用焊絲牌號(hào)統(tǒng)一化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（）焊縫力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度名稱用 途MgMnSiFeAl 母材牌號(hào)（ MPa）HS301 純鋁焊絲余量純鋁7080純鋁及接頭質(zhì)量要求不高的鋁合金鋁硅合金焊4 6 余量 LF21120140除鋁鎂合金以外的鋁合金HS311絲鋁錳合金焊1.0 余量 LF21120140鋁錳合金HS3211.6絲鋁錳合金焊4.50.20.20.4 余量 LF5220260鋁鎂合金HS331絲5.70.60.5焊接接頭及坡口形式坡口形式見表39。'.'.焊接電源應(yīng)選用交流電源。5. 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

8、弧焊和自動(dòng)鎢極氬弧焊的焊接工藝參數(shù)，分別見表40、 41。表 40鋁及鋁合金手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)焊件厚度 焊絲直徑 鎢極直徑 預(yù)熱溫度 焊接電流 氬氣流量 噴嘴孔徑焊接層數(shù)備注(mm)（mm）（mm）（）（A）(L/min)（mm） （正面 / 反面）11.6240607 98正 1卷邊焊1.51.6 2.0250807 98正 1卷邊或單面對(duì)接焊22 2.52 390 1208128 12正 1對(duì)接焊32331501808128 12正 1Y 形坡口對(duì)接43418020010 158 1212/1Y 形坡口對(duì)接534418024010 1510 1212/1Y 形坡口對(duì)接64524028016 2014 1612/1Y 形坡口對(duì)接845510016032016 2014 162/1Y 形坡口對(duì)接1045510015028034016 2014 1634/1 2Y 形坡口對(duì)接12455 615020030036018 2216 2034/1 2Y 形坡口對(duì)接14565 618020034038020 2416 2034/1 2Y 形坡口對(duì)接1656620022034038020 2416 2045/1 2Y 形坡口對(duì)接1856620024036040025 3016 2045/1 2Y 形坡口對(duì)接20