浅析常用金属材料的焊接.doc

《浅析常用金属材料的焊接.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、常用金属材料的焊接（铝及铝合金）(1)2008-03-1414:062007-05-2515:591.试述铝及铝合金的焊接性。⑴强的氧化能力  铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的爱护。⑵较大的热导率和比热容  铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到

2、基体金属内部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。⑶热裂纹倾向大  线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311.⑷容易形成气孔  形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出

3、，留在焊缝内成为气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分差不多上氢的要紧来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。⑸接头不等强度  铝及铝合金的热阻碍区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。⑹焊穿  铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，因此不易推断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。2.铝及铝合金焊前应进行哪些预备工作？⑴焊前清理  清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重

4、要措施。1）化学清洗  6/6效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺，见表37。表37  铝及铝合金的化学清洗法    工艺材料脱  脂碱    洗冲洗中和光化冲洗干燥NaOH溶液的质量分数温度（℃）时刻(min)HNO3溶液的质量分数温度（℃）时刻(min)纯铝汽油煤油6%～10%40～50≥20清水30%室温1～3清水风干或低温干燥铝镁、铝锰合金汽油煤油6%～10%40～50≥7清水30%室温1～3清水风干或低温干燥2）机械清理  先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污，然后用细铜线刷至表面露出金属

5、光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊，否则应重新清理。⑵垫板  为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采纳石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。⑶预热  对薄、小的焊件一般能够不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。3.铝及铝合金焊后应进行哪些清理工作？焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理洁净，否则在空气、水分的作用下，残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。因此，焊后应立即严格清除焊件上残存的

6、污物。常用的清渣方法和步骤：1）在热水中用硬毛刷认真地洗刷焊接接头。6/62）将焊件在温度为60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗约5～10min，并用硬毛刷认真洗刷。或者将焊件放于15～20℃质量分数为10%的硝酸溶液中浸洗10～20min。3）在热水中冲刷洗涤焊件。4）将焊件用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。4.试述铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺。⑴焊丝的选用  铝及铝合金用焊丝牌号见表38。其中HS311是一种通用焊丝，采纳这种焊丝焊接时，金属流淌性好，有较高的抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si

7、，降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝镁合金时应采纳HS331。表38  铝及铝合金用焊丝牌号统一牌号名称化学成分（质量分数）（％）焊缝力学性能用  途MgMnSiFeAl母材抗拉强度（MPa）HS301纯铝焊丝－－－－余量纯铝70～80纯铝及接头质量要求不高的铝合金HS311铝硅合金焊丝－－4～6－余量LF21120～140  除铝镁合金以外的铝合金HS321铝锰合金焊丝－1.0～1.6－－余量LF21120～140铝锰合金HS331铝锰合金焊丝4.5～5.70.2～0