鋁及鋁合金(jīn)的焊接特點

 

鋁在空(kōng)氣中及焊接時(shí)極易氧化，生成的氧化鋁（Al2O3）熔點高(gāo)、非常穩定，不易去除。阻礙母材的熔化和(hé)熔合，氧化膜的比重大(dà)，不易浮出表面，易生成夾渣、未熔合、未焊透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和(hé)吸附大(dà)量的水(shuǐ)分，易使焊縫産生氣孔。焊接前應采用(yòng)化學或機械方法進行嚴格表面清理(lǐ)，清除其表面氧化膜。在焊接過程加強保護，防止其氧化。鎢極氩弧焊時(shí)，選用(yòng)交流電源，通過“陰極清理(lǐ)”作(zuò)用(yòng)，去除氧化膜。氣焊時(shí)，采用(yòng)去除氧化膜的焊劑。在厚闆焊接時(shí)，可加大(dà)焊接熱量，例如，氦弧熱量大(dà)，利用(yòng)氦氣或氩氦混合氣體保護，或者采用(yòng)大(dà)規範的熔化極氣體保護焊，在直流正接情況下(xià)，可不需要“陰極清理(lǐ)”。

 

鋁及鋁合金(jīn)的熱導率和(hé)比熱容均約爲碳素鋼和(hé)低(dī)合金(jīn)鋼的兩倍多。鋁的熱導率則是奧氏體不鏽鋼的十幾倍。在焊接過程中，大(dà)量的熱量能(néng)被迅速傳導到(dào)基體金(jīn)屬内部，因而焊接鋁及鋁合金(jīn)時(shí)，能(néng)量除消耗于熔化金(jīn)屬熔池外(wài)，還要有更多的熱量無謂消耗于金(jīn)屬其他(tā)部位，這(zhè)種無用(yòng)能(néng)量的消耗要比鋼的焊接更爲顯著，爲了(le)獲得高(gāo)質量的焊接接頭，應當盡量采用(yòng)能(néng)量集中、功率大(dà)的能(néng)源，有時(shí)也(yě)可采用(yòng)預熱等工(gōng)藝措施。

 

鋁及鋁合金(jīn)的線膨脹系數約爲碳素鋼和(hé)低(dī)合金(jīn)鋼的兩倍。鋁凝固時(shí)的體積收縮率較大(dà)，焊件的變形和(hé)應力較大(dà)，因此，需采取預防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時(shí)容易産生縮孔、縮松、熱裂紋及較高(gāo)的内應力。生産中可采用(yòng)調整焊絲成分與焊接工(gōng)藝的措施防止熱裂紋的産生。在耐蝕性允許的情況下(xià)，可采用(yòng)鋁矽合金(jīn)焊絲焊接除鋁鎂合金(jīn)之外(wài)的鋁合金(jīn)。在鋁矽合金(jīn)中含矽0.5%時(shí)熱裂傾向較大(dà)，随着矽含量增加，合金(jīn)結晶溫度範圍變小(xiǎo)，流動性顯著提高(gāo)，收縮率下(xià)降，熱裂傾向也(yě)相應減小(xiǎo)。根據生産經驗，當含矽5%~6%時(shí)可不産生熱裂，因而采用(yòng)SAlSi條（矽含量4.5%~6%)焊絲會(huì)有更好(hǎo)的抗裂性。

 

鋁對(duì)光、熱的反射能(néng)力較強，固、液轉态時(shí)，沒有明(míng)顯的色澤變化，焊接操作(zuò)時(shí)判斷難。高(gāo)溫鋁強度很(hěn)低(dī)，支撐熔池困難，容易焊穿。

 

鋁及鋁合金(jīn)在液态能(néng)溶解大(dà)量的氫，固态幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和(hé)快(kuài)速冷卻的過程中，氫來(lái)不及溢出，極易形成氫氣孔。弧柱氣氛中的水(shuǐ)分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水(shuǐ)分，都是焊縫中氫氣的重要來(lái)源。因此，對(duì)氫的來(lái)源要嚴格控制，以防止氣孔的形成。

 

合金(jīn)元素易蒸發、燒損，使焊縫性能(néng)下(xià)降。

 

母材基體金(jīn)屬如爲變形強化或固溶時(shí)效強化時(shí)，焊接熱會(huì)使熱影響區(qū)的強度下(xià)降。

 

鋁爲面心立方晶格，沒有同素異構體，加熱與冷卻過程中沒有相變，焊縫晶粒易粗大(dà)，不能(néng)通過相變來(lái)細化晶粒。

 

焊接方法

 

     幾乎各種焊接方法都可以用(yòng)于焊接鋁及鋁合金(jīn)，但(dàn)是鋁及鋁合金(jīn)對(duì)各種焊接方法的适應性不同，各種焊接方法有其各自(zì)的應用(yòng)場合。氣焊和(hé)焊條電弧焊方法，設備簡單、操作(zuò)方便。氣焊可用(yòng)于對(duì)焊接質量要求不高(gāo)的鋁薄闆及鑄件的補焊。焊條電弧焊可用(yòng)于鋁合金(jīn)鑄件的補焊。惰性氣體保護焊（TIG或MIG）方法是應用(yòng)最廣泛的鋁及鋁合金(jīn)焊接方法。鋁及鋁合金(jīn)薄闆可采用(yòng)鎢極交流氩弧焊或鎢極脈沖氩弧焊。鋁及鋁合金(jīn)厚闆可采用(yòng)鎢極氦弧焊、氩氦混合鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊應用(yòng)越來(lái)越廣泛。