鋁及鋁合金的焊接性
⑴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Al2O3膜薄，厚度約0.1μm。Al2O3的熔點(diǎn)高達(dá)2050℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋁及鋁合金的熔點(diǎn)（約660℃），而且體積質(zhì)量大，約為鋁的1.4倍。焊接過(guò)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)。
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⑵較大的熱導(dǎo)率和比熱容 鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容約比鋼大1倍，焊接過(guò)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。 ⑶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(guò)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(lái)防止產(chǎn)生熱裂紋，如使用焊絲HS311。 ⑷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(lái)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)，熔池冷凝快，因此，上升的氣泡往往來(lái)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�(lái)源，因此焊前必須嚴(yán)格做好焊件的表面清理工作。⑸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(wú)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。 ⑹焊穿 鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，無(wú)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(guò)高無(wú)法察覺(jué)而導(dǎo)至焊穿。 鋁及鋁合金焊前應(yīng)進(jìn)行哪些準(zhǔn)備工作？⑴焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，這是防止產(chǎn)生氣孔、夾渣的重要措施。 a 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b 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。⑵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。⑶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(guò)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100～300℃。 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。 2）將焊件在溫度為60～80℃、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5～10min，并用硬毛刷仔細(xì)洗刷�；蛘邔⒑讣庞�15～20℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硝酸溶液中浸洗10～20min。 4）將焊件用熱空氣吹干或在100℃干燥箱內(nèi)烘干。⑴焊絲的選用 鋁及鋁合金用焊絲牌號(hào)見(jiàn)表2。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HS331。⑵焊接接頭及坡口形式 坡口形式見(jiàn)表3。 ⑴接頭形式 鋁及鋁合金氣焊時(shí)不宜采用搭接接頭和T形接頭，因?yàn)檫@些接頭易于殘留氣焊熔劑和焊渣，不便焊后清理。⑵火焰和焊嘴號(hào)碼 氣焊時(shí)火焰可采用中性焰 （或輕微碳化焰），焊嘴號(hào)碼根據(jù)鋁板厚度進(jìn)行選擇，焊嘴和焊絲傾角 焊薄板時(shí)，焊嘴傾角約為30°～45°，焊絲傾角約為40°～50°；焊厚板時(shí)，焊嘴傾角應(yīng)為50°左右，焊絲傾角為40°～50°。
