鋁合金車體部件焊接性

(1)鋁與氧的親和力很強(qiáng)

在空氣中極易與氧結(jié)合生成致密而結(jié)實(shí)的氧化鋁薄膜，厚度約為0.1μm，熔點(diǎn)高達(dá)2050℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(diǎn)，而且密度很大，約為鋁的1.4倍。在 焊接過程中，氧化鋁薄膜會(huì)阻礙金屬之間的良好結(jié)合，并易造成夾渣。氧化膜還會(huì)吸附水分，焊接時(shí)會(huì)促使焊縫形成氣孔。這些缺陷，都會(huì)降低焊接接頭的性能。為了保證焊接質(zhì)量，焊前必須嚴(yán)格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接過程中再次氧化，對(duì)熔化金屬和處于高溫下的金屬進(jìn)行有效地防護(hù)，這是鋁及鋁合金焊接的一個(gè)重要特點(diǎn)。具體的保護(hù)措施是：焊前使用機(jī)械打磨或化學(xué)方法D40清除工件坡口及周圍部分的氧化物;焊接過程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)(例如99.99%Ar)。

(2) 鋁的導(dǎo)熱率和比熱大

導(dǎo)熱快盡管鋁及鋁合金的熔點(diǎn)遠(yuǎn)比鋼低，但是鋁及鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容都很大，比鋼大一倍多，在焊接過程中大量的熱能被迅速傳導(dǎo)到集體金屬內(nèi)部，為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭，必須采用能量集中、功率大的熱源，8mm及以上厚板需采用預(yù)熱等工藝措施，才能夠?qū)崿F(xiàn)熔焊過程。

(3)線膨脹系數(shù)大

鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)約為鋼的2倍，凝固時(shí)體積收縮率達(dá)6.5%～6.6%，因此易產(chǎn)生焊接變形。防止變形的有效措施是除了選擇合理的工藝參數(shù)和焊接順序外，采用適宜的焊接工裝也是非常重要的，焊接薄板時(shí)尤其如此。另外，某些鋁及鋁合金焊接時(shí)，在焊縫金屬中形成結(jié)晶裂紋的傾向性和在熱影響區(qū)形成液化裂紋的傾向性均較大，往往由于過大的內(nèi)應(yīng)力而在脆性溫度區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生熱裂紋，這是鋁合金，尤其是高強(qiáng)度鋁合金焊接時(shí)最常見的嚴(yán)重缺陷之一。在實(shí)際焊接現(xiàn)場中防止這類裂紋的措施主要是改進(jìn)接頭設(shè)計(jì)，選擇合理的焊接工藝參數(shù)和焊接順序，采用適應(yīng)母材特點(diǎn)的焊接填充材料等。

(4)容易形成氣孔

焊接接頭中的氣孔是鋁及鋁合金焊接時(shí)極易產(chǎn)生的缺陷，尤其是純鋁和防銹鋁的焊接。氫是鋁及鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因，這已經(jīng)為實(shí)踐所證明。氫的來源，主要是弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊絲及母材表面氧化膜的吸附水分，對(duì)焊縫氣孔的產(chǎn)生，常常占有突出的地位。鋁及鋁合金的液體熔池很容易吸收氣孔，在高溫下溶入的大量氣體，在由液態(tài)凝固時(shí)，溶解度急劇下降，在焊后冷卻凝固過程中氣體來不及析出，而聚集在焊縫中形成氣孔。為了防止氣孔的產(chǎn)生，以獲得良好的焊接接頭，對(duì)于氫氣的來源要加以嚴(yán)格控制，焊前必須嚴(yán)格限制所使用的焊接材料(包括焊絲、焊條、熔劑、保護(hù)氣體)的含水量，使用前要嚴(yán)格進(jìn)行干燥處理，清理后的母材及焊絲最好在2～3小時(shí)內(nèi)焊接完畢，最多不超過24小時(shí)。TIG焊時(shí)，選用大的焊接電流配合較高的焊接速度。MIG焊時(shí)，選用大的焊接電流慢的焊接速度，以提高熔池的存在時(shí)間。

(5)鋁在高溫時(shí)的強(qiáng)度和塑性低鋁在370℃時(shí)強(qiáng)度僅為10MPa，焊接時(shí)會(huì)因?yàn)椴荒苤�撐住液體金屬而使焊縫成形不良，甚至形成塌陷或燒穿。為了解決這個(gè)問題，焊接鋁及鋁合金時(shí)常常要采用墊板。

(6)無色澤變化，給焊接操作帶來困難。

鋁及鋁合金焊接時(shí)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，沒有明顯的顏色變化，因此在焊接過程中給操作者帶來不少困難。因此，要求焊工掌握好焊接時(shí)的加熱溫度，盡量采 用平焊，在引(收)弧板上引(收)弧。

(關(guān)鍵字：鋁合金 鋁 焊接性)