氣孔產(chǎn)生原因:鋁焊接氣孔主要是氫進(jìn)入焊接熔池而形成的。氫來(lái)源有:材料、焊絲、保護(hù)氣體、送絲機(jī)構(gòu)、焊工的手套和環(huán)境濕度太高等,如焊絲被污染、材料及焊絲本身的氧化膜、送絲機(jī)構(gòu)上有油污或汗?jié)n等。預(yù)防措施:
6.1.1材料及焊絲內(nèi)的含氫量≤0.4mL /100g;
6.1.2 被焊件表面應(yīng)去除油污及氧化膜,存放時(shí)間不超過(guò)4h。表面清理后應(yīng)用干燥、潔凈、不起毛的物件覆蓋坡口及兩側(cè);
6.1.3 焊絲盡量使用拋光焊絲,不然處理方法同上;
6.1.4 保護(hù)氣體內(nèi)雜質(zhì)含量:H2≤0.001%;O2≤0.02%;N2≤0.1%;H2O≤0.02%;
6.1.5保護(hù)氣體管路:一般采用不銹鋼管或銅管,軟管采用塑料管而不能用橡膠等易吸水的軟管;焊前應(yīng)檢查冷卻水管道,確保不會(huì)漏水;當(dāng)環(huán)境濕度很大時(shí),應(yīng)對(duì)保護(hù)氣體進(jìn)行加熱對(duì)管路進(jìn)行吹掃;
6.1.6 送絲機(jī)構(gòu):不得有油污,送絲管采用聚四氟乙烯管或尼龍,并焊前清理管內(nèi)污染和冷凝水;
6.1.7現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境:溫度不宜超過(guò)25℃,相對(duì)濕度不超過(guò)50%,保持環(huán)境清潔;
6.1.8焊工:工作服裝盡量是白色的,以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理污染。焊時(shí)注意汗水和油漬不要再次污染焊件;
6.1.9 在焊前都應(yīng)在試板上試焊,以便檢查保護(hù)氣體和管路是否合格。
6.1.10 焊接工藝上預(yù)防措施:用雙面焊代替單面焊;每道焊縫薄時(shí)比厚時(shí)有利于氣孔逸出;大直徑焊絲有利于減少氣孔;焊前預(yù)熱、焊后緩冷;降低電弧電壓、電流、降低焊接速度,有利于減少氣孔。
6.2 裂紋產(chǎn)生原因:材料焊接性較差;選擇焊絲時(shí)沒(méi)考慮抗裂性;結(jié)構(gòu)的拘束度過(guò)大。預(yù)防措施:
6.2.1 對(duì)焊接性較差的鋁材在焊接前應(yīng)考慮其抗裂性而不能只考慮強(qiáng)度;必要時(shí)可考慮對(duì)焊件進(jìn)行退火后焊接,焊后再淬火時(shí)效。
6.2.2 選擇抗裂紋性好的焊絲,如含Si等低熔點(diǎn)元素的焊絲。
6.2.3 盡量減少焊接接頭的拘束度,合理安排焊接順序,讓焊縫能夠有橫向收縮余量,以減小焊接應(yīng)力。沒(méi)有必要定位焊的就不要焊定位焊,能雙面定位焊的就不要單面定位焊。
6.2.4 盡量面焊為雙面焊。
探傷要求:
1.封頭拼縫焊后應(yīng)進(jìn)行RT,成形后再按規(guī)定RT或PT。
2.A、B類焊縫一般進(jìn)行RT。
3.容器上的C、D類焊接接頭進(jìn)行PT。
4.鋁材表面補(bǔ)焊焊縫進(jìn)行PT。
5.鋁卡具和拉筋的臨時(shí)固定連接焊縫拆除后的焊痕等進(jìn)行PT。
6.其他圖樣要求探傷的部位。
5183(鋁焊條/鋁焊絲)特性如下:主要元素合金有:鎂、錳、鉻。不可以熱處理,熔化溫度為:579℃~638℃,抗腐蝕能力:A(Gen)A(Sc c ),,密度:2.66克/㎝3,陽(yáng)極化處理后為白色。5183鋁焊條于1957年被發(fā)明,用于5083及類似的高強(qiáng)度的鋁合金材料的焊接,它的焊接強(qiáng)度要5356.
鋁和鋁合金管焊接特點(diǎn)和方法
鋁合金由于重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、無(wú)磁性、成形性好及低溫性能好等特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中,采用鋁合金代替鋼板材料焊接,結(jié)構(gòu)重量可減輕50 %以上。因此,鋁及鋁合金除廣泛的應(yīng)用于航空、航天和電工等領(lǐng)域外,同時(shí)還越來(lái)越多的應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)。濮陽(yáng)中原大化新建空分裝置就大量使用了鋁鎂合金(主要有:5083、5183、5A02相當(dāng)于舊牌號(hào)中的LF2、LF4)。但是鋁及鋁合金在焊接過(guò)程中,易出現(xiàn)氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等問(wèn)題。此類材質(zhì)是被公認(rèn)為焊接難度較大的被焊接材料,特別是小徑薄壁管的焊接更難掌握。因此,解決鋁及鋁合金的這些焊接缺陷是施工過(guò)程中解決的問(wèn)題。
2、鋁及鋁合金的理化性能及焊接特點(diǎn)
2.1 易氧化 鋁和氧的親和力很強(qiáng)。在常溫下,鋁表面就能被氧化成厚度約0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。雖然這層氧化鋁薄膜比較致密,能防止金屬的繼續(xù)氧化,對(duì)自然防腐有利,但它給焊接帶來(lái)了困難,這是由于氧化鋁的熔點(diǎn)(2050℃)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鋁的熔點(diǎn)(600℃左右),比重約為鋁的1.4倍。在焊接過(guò)程中,會(huì)阻礙金屬之間的熔合,易形成夾渣,而且氧化鋁薄膜還吸附了較多的水份,焊接時(shí)會(huì)促使焊縫生成氣孔。
2.2 較大的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容 鋁的導(dǎo)熱系數(shù)約為鋼的四倍,因此,焊接鋁材管時(shí),比鋼管焊接要消耗更多的熱量,為得到的焊接接頭,必需采用能量集中,功率大的熱源。
2.3 易形成氫氣孔
鋁及鋁合金的焊接氣孔主要?dú)錃饪?。鋁在液態(tài)時(shí)能大量吸收和溶解氫,在熔融狀態(tài)下溶解度為0.0069ml/g,而在高溫凝固狀態(tài)下為0.00036 ml/g,前后相差近20倍。鋁的導(dǎo)熱系數(shù)很大,在相同的焊接工藝條件下,其冷卻速度為鋼的4~7倍,使金屬結(jié)晶加快,焊接熔池在快速冷卻過(guò)程中,氫的溶解度急劇下降,此時(shí)析出大量過(guò)飽和氣體,氫氣來(lái)不及析出在焊縫金屬中形成氣孔。因此,在焊接鋁材時(shí),焊縫產(chǎn)生氣孔的傾向很大。
2.4 易形成熱裂紋
鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率比鋼大約一倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形和應(yīng)力,加上某些雜質(zhì)或合金元素的不利影響,在剛性較大的接頭中將導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。
2.5 燒穿和塌陷
鋁及鋁合金由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí).由于沒(méi)有明顯的顏色變化,所以,不易判斷熔池的溫度。焊接時(shí),常因溫度過(guò)高不易被察覺(jué)而導(dǎo)致燒穿或嚴(yán)重塌陷。 3 焊前準(zhǔn)備
焊接要求:
1.持證焊工應(yīng)按焊接工藝文件和其它文件焊接。
2.在焊接環(huán)境出現(xiàn)下列情況之一時(shí),應(yīng)采取有效防護(hù)措施,否則不準(zhǔn)施焊:
1) 焊接環(huán)境不清潔,有灰塵、煙霧;
2) 焊接環(huán)境風(fēng)速大于或等于1.5m/s;
3) 焊接環(huán)境相對(duì)濕度大于80%;
4) 下雨、下雪的室外作業(yè);
5) 焊接溫度低于5℃;
3.鋁材產(chǎn)品焊接設(shè)在的場(chǎng)地,場(chǎng)地應(yīng)鋪設(shè)橡膠或絨布;焊接時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離通風(fēng)口和門窗以避免影響氣體保護(hù)效果。
4.用手工鎢極氬弧焊焊接鋁材一般都使用交流,以便產(chǎn)生陰極霧化的作用;熔化極氬弧焊則用直流反接。當(dāng)由于設(shè)備所限采用直流焊接時(shí),焊縫表面一般有一層氧化膜甚至是黑灰,這時(shí)可用鋼絲刷或抹布擦去。對(duì)焊縫表面由于焊劑熔劑殘留物或氧化而形成的白色膜可用鋼絲刷或抹布醮熱水擦去。
5.焊前預(yù)熱:由于鋁材導(dǎo)熱性能很強(qiáng),因此一般手工鎢極氬弧焊焊接大于10mm厚度時(shí),焊前都應(yīng)預(yù)熱,但不超過(guò)100℃,焊時(shí)層間溫度也不超過(guò)100℃??梢暰唧w情況用火焰或遠(yuǎn)紅外線板進(jìn)行加熱。
6.在焊接過(guò)程中焊絲的填入點(diǎn)不應(yīng)位于電弧正下方,而應(yīng)位于熔池邊部,距電弧中心線約0.5~1.0mm處,焊絲填入點(diǎn)不得熔池表面或在電弧下橫向擺動(dòng),以避免影響母材熔化,破壞氣體保護(hù)而使金屬氧化;焊絲回撤時(shí)勿使焊絲未端露體保護(hù)區(qū)外,以免焊絲未端被氧化后再度送進(jìn)時(shí)隨之帶入熔池。焊接時(shí)若鎢極碰到焊縫金屬應(yīng)立即停止焊接,用金屬磨頭清除污染,并修磨鎢極;無(wú)論焊前還是焊接過(guò)程中,都應(yīng)先切除焊絲端部已氧化的部分再焊。
7. 一條焊縫應(yīng)盡量一次焊完,不得已中途停焊后重新焊接時(shí),應(yīng)重疊10~20 mm。多層焊縫在進(jìn)行下一道焊縫前,對(duì)前道焊縫進(jìn)行表面顏色檢查,只允許銀白色;并清除表面污染、夾渣等缺陷。弧坑應(yīng)填滿,接弧處應(yīng)熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法:收弧時(shí)勻速抬高電弧,同時(shí)加速填充焊絲,直至電弧熄滅,使熄弧處焊縫局部凸出,必要時(shí)打磨超標(biāo)的余高。在焊機(jī)上有衰減裝置時(shí),此熄弧方法效果更好。
8.A、B類接頭焊縫的余高、余高差及寬度差下表 mm:
焊縫位置
焊縫余高
焊縫余高差
焊縫寬度差
鎢極氬弧焊
熔化極氬弧焊
手工焊、半自動(dòng)焊
自動(dòng)焊、機(jī)械化焊
平焊
0~3
0~5
0~2
0~3
0~2
除平焊外的其他焊縫位置
0~4
0~5
0~3
0~3
0~2
9.接管與殼體的D類焊縫當(dāng)殼體厚度≤12mm時(shí),一般應(yīng)將殼體扳邊對(duì)接焊,扳邊高度為25~30mm。
10.C、D類接頭的焊縫厚度t,在圖樣上無(wú)其他規(guī)定時(shí),應(yīng)不小于組成角焊縫兩邊構(gòu)件厚度δ1、δ2較小值的0.7倍,且不應(yīng)小于3mm,在一般情況下不超過(guò)10 mm(按下圖);在襯里或復(fù)合板復(fù)合采用蓋板搭接角焊縫時(shí),蓋板厚度構(gòu)成了角焊縫的一側(cè)邊長(zhǎng)度L2一般較薄,使得焊腳長(zhǎng)度受到側(cè)邊長(zhǎng)度的限制,當(dāng)L2≤4mm時(shí),應(yīng)要求t≥0.7 L2。
11.C、D類接頭的焊縫與母材應(yīng)呈圓滑過(guò)渡。
12.焊縫和熱影響區(qū)表面應(yīng)進(jìn)行檢查,不得有裂紋、未熔合、氣孔、弧坑、夾渣和飛濺物等缺陷,焊縫外不應(yīng)有打弧點(diǎn)。
13.鋁材壓力容器焊縫表面不應(yīng)有咬邊。常壓容器焊縫表面的咬邊深度不應(yīng)大于0.5mm,咬邊連續(xù)長(zhǎng)度不應(yīng)大于100mm,焊縫兩側(cè)咬邊的總長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)該焊縫長(zhǎng)度的10%。
14.換熱器換熱管焊接順序:管板組裝(換熱管預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)不少于4mm,以便后面的機(jī)加工);管端及管板清理;一端脹管;焊接一面管板;機(jī)加工未焊換熱管管端;脹管;管端及管板清理;焊接未焊一面的換熱管。焊接時(shí)層一般不加絲焊(層是否進(jìn)行PT或氣密性檢測(cè)按規(guī)定),但其它層應(yīng)加絲焊。
15.鋁焊接應(yīng)注意坡口鈍邊較大,一般為2~6mm。對(duì)有墊板的接頭,鈍邊可適當(dāng)減小。當(dāng)鋁板較薄時(shí),對(duì)接焊都應(yīng)考慮扳邊對(duì)接焊,如當(dāng)≤3mm考慮扳邊和不加絲焊。鋁焊接可采用雙面同時(shí)焊,背面加絲或不加絲視具體情況而定。
焊前準(zhǔn)備:
1.鋁材坡口加工應(yīng)采用機(jī)械方法(含剪切),如采用等離子火焰方法加工應(yīng)從變色部分機(jī)械加工去掉不少于3mm,加工后的坡口表面應(yīng)平整、光滑,不得有裂紋、分層、夾雜、毛刺、飛邊和氧化色。坡口表面應(yīng)呈銀白色的金屬光澤;必要時(shí)對(duì)坡口及兩側(cè)不少于50 mm范圍內(nèi)進(jìn)行PT。
2.焊絲、坡口表面及其兩側(cè)不少于50 mm范圍內(nèi)進(jìn)行表面清理(包括去表面氧化膜、鱗片、污染和不合格的氧化色)。打磨可用φ0.15~0.2不銹鋼絲盤刷、金屬磨頭(即電動(dòng)銑刀)、手工盤銑機(jī)、銼刀(應(yīng)是鋁弧形銼刀)、刮刀和(沾的白布應(yīng)干凈,不要使用棉布或棉紗,以避免擦拭時(shí)帶出毛絨),但應(yīng)注意這些工具在使用前應(yīng)被清理干凈,清理時(shí)也應(yīng)注意不要把氧化膜以壓入母材內(nèi),因此清理時(shí)不要太用力;但不準(zhǔn)用砂輪或普通砂紙打磨,因?yàn)殇X材很軟而導(dǎo)致砂粒留在鋁材里,焊后就易產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷。
3.對(duì)于外委熱加工的部件,如封頭等,原則上在進(jìn)廠后應(yīng)對(duì)鋁材表面進(jìn)行PT,必要時(shí)對(duì)不能確定的部位進(jìn)行RT。
4.焊絲表面可用不銹鋼絲刷或干凈的油砂紙擦洗;對(duì)表面氧化皮較厚的焊絲在焊前打磨后還需要化學(xué)清理?;瘜W(xué)清理:用70℃、5%~10%的NaOH溶液浸泡0.5~3min左右后用清水沖洗,接著用15%左右的HNO3溶液在常溫下浸泡約1~2min后用溫水沖洗,再用手持式吹風(fēng)機(jī)(不能用空氣壓縮機(jī),因?yàn)榭諝庵杏兴陀停┐蹈稍俜湃牒嫦渲?00℃烘干即可使用。對(duì)鋁材也可參考此法。
5.清理干凈的焊絲和焊件應(yīng)保持清潔和干燥,不得用手觸摸和口吹焊接部位,焊工一般戴白色的焊工手套,不要因?yàn)榕侣闊┒髋K手套;焊前嚴(yán)禁污染,否則應(yīng)重新進(jìn)行清理,局部污染可局部重新清理;好用白紙覆蓋在坡口用兩側(cè)。一般機(jī)械清理后應(yīng)立即焊接,如清理后4h之內(nèi)未焊,焊前就應(yīng)重新清理。
6.焊件裝配應(yīng)準(zhǔn)確,如果裝配不良時(shí),應(yīng)考慮換部件,而不得強(qiáng)行組對(duì),以避免造成過(guò)大的應(yīng)力。在正式焊接前應(yīng)對(duì)坡口尺寸進(jìn)行檢查,合格后方可施焊。
7.定位焊選用的焊絲及采取的工藝措施與焊接工藝相同。
8.焊件組對(duì)時(shí)在應(yīng)力集中處(如焊縫交叉處和工件上的轉(zhuǎn)角處等)盡量避免進(jìn)行定位焊,定位焊縫長(zhǎng)度和間距可按下表:(mm)
母材厚度
定位焊間距
每段定位焊縫長(zhǎng)度
<3
3~6
>6
接管或法蘭
40~50
50~60
50~80
2~4點(diǎn)
4~6
5~10
10~12
每點(diǎn)3~8
9.定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷,否則清除重焊。重焊應(yīng)在附近區(qū)域進(jìn)行,而不要在原處點(diǎn)焊;對(duì)接焊縫間隙在工藝沒(méi)規(guī)定時(shí),可按2~4mm。
10.對(duì)于會(huì)熔入焊縫的定位焊縫焊透和清除其表面的氧化層(只允許銀白色),并使焊縫兩端平滑過(guò)渡以便于接弧,否則就應(yīng)修整。在冷態(tài)零件上施焊時(shí),電弧應(yīng)在始焊稍作停留一下,待母材邊緣開始熔化時(shí),再及時(shí)加絲焊接,以始焊點(diǎn)焊透。
11.焊接縱縫時(shí),在焊件兩端放置引弧板和退弧板,引弧板和退弧板采用與被焊件相同牌號(hào)和厚度的鋁材。焊接環(huán)縫時(shí)盡量避免產(chǎn)生弧坑。
12.焊接過(guò)程中定位焊點(diǎn)開裂,造成板邊錯(cuò)位或間隙變化,應(yīng)立即停止焊接,經(jīng)修復(fù)后才能繼續(xù)施焊。
13.在焊接過(guò)程中,應(yīng)先鋼絲刷清理上層焊縫表面的黑灰和氧化物。焊時(shí)注意處理火口,即收弧處。引弧可在離焊接始端10~20mm,再迅速回始端焊接,層采用直線焊接,為了獲得良好的成形,其它層焊時(shí)可以橫向擺動(dòng),并在兩側(cè)稍停一下,以便熔合。
14.鋁焊接變形和焊時(shí)易產(chǎn)生塌陷,因此在焊前應(yīng)有針對(duì)性地制作夾具和墊板。采用夾具時(shí)一般零件正都需要夾緊,并且夾具的剛性和夾緊力大小要適中,因?yàn)檫^(guò)小取不到控制變形作用,過(guò)大則焊縫拘束度太強(qiáng)易導(dǎo)致焊縫開裂,夾緊力按350Kg/100mm為宜。軟性鋁材夾具可為碳鋼或不銹鋼,可以減緩散熱;強(qiáng)化鋁材可用鋁材制造夾具,這樣可以加強(qiáng)散熱??v縫夾具可用琴鍵式,環(huán)縫可用液壓脹形夾具。縱縫裝配時(shí)可適當(dāng)間隙,以便焊后有收縮余地;環(huán)縫(包括圓形凸緣、法蘭等)則留些反向錯(cuò)邊或扳邊,因?yàn)楹负笸咕墪?huì)塌陷變形。墊板材料一般為不銹鋼或碳鋼,對(duì)要求不高的鋁材焊接可用石墨制作墊板。選擇墊板材料還應(yīng)考慮對(duì)焊縫冷卻速度的影響。當(dāng)鋁板較厚或墊板裝配間隙較大時(shí),可用粘土泥封住間隙,焊后去掉即可。墊板尺寸可按下圖:
材料及尺寸
A
B
C
不銹鋼或碳鋼
石 墨
鋁焊絲如何選擇
為了得到性能良好的焊接接頭,應(yīng)從焊接構(gòu)件使用目的考慮,選擇適合于母材的鋁焊絲作填充材料。
(1)焊縫金屬的裂紋敏感性
選擇具有熔化溫度低于母材的填充金屬,可大大減小熱影響區(qū)中晶間裂紋傾向。故用合金含量母材的焊絲作填充金屬,通??煞乐购缚p金屬裂紋。如含0.6%硅的6061合金,如果用6061作填充金屬,裂紋敏感性很大,但用含5%硅的4043焊絲作填充金屬,熔化溫度比母材低,在冷卻過(guò)程中比母材具有更好的塑性以消除引起裂紋的收縮應(yīng)力,所以抗裂性良好。還應(yīng)注意避免產(chǎn)生對(duì)裂紋敏感的焊縫金屬成分,如在鋁合金焊縫中不希望有鎂與銅的組合,因此5000系列焊絲還應(yīng)用于焊接2000系列母材;面2219焊絲不應(yīng)用于5000系列的母材。
(2)接頭強(qiáng)度
焊接接頭的強(qiáng)度隨著焊絲的合金元素含量變化。即對(duì)于非熱處理合金的焊接接頭強(qiáng)度,按1000系、4000系和5000系的次序。在5000系中隨鎂、錳等含量增加,焊接接頭強(qiáng)度按5554、5654、5356、5183、5556的順序增加。
(3)接頭的加工性(塑性)
需要彎曲加工的焊接接頭,一般加工性受塑性的影響,而塑性隨著強(qiáng)度的而降低。特別是含3%鎂以上的母材(5154、5056、5082、5182、5083、5086)避免使用含硅的焊絲(4043、4047)。這種組合形成大量的Mg2Si,塑性下降。
(4)陽(yáng)極氧化處理后的色差
為了提高耐蝕性,焊后常進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理,若焊縫金屬的成分明顯不同于母材,或焊縫金屬的鑄造組織不同于母材的壓延組織,焊縫金屬在陽(yáng)極氧化工藝處理后產(chǎn)生色差。例如含硅的4000系焊絲的焊縫陽(yáng)極氧化處理后呈灰黑色,2000第、5000系和6000系母材呈銀白色。所以若外觀顏色匹配是重要指標(biāo)時(shí),選擇焊絲時(shí)考慮所形成焊縫組織的成分及組織。
(5)高溫下接頭的力學(xué)性能及耐蝕性
含3%鎂以上的5000系焊絲(5654、5356、5556、5183)應(yīng)避免在使用溫度65攝氏度以上的結(jié)構(gòu)中采用,因?yàn)檫@些合金對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋很敏感,在上述溫度和腐蝕環(huán)境中會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕龜裂。
鋁合金焊絲在焊接時(shí)容易出現(xiàn)哪些問(wèn)題呢?出現(xiàn)這些問(wèn)題的時(shí)候要怎么解決?現(xiàn)在由浙江宇光鋁材有限公司來(lái)分析整理一下這些問(wèn)題:
(1)鋁在空氣中及焊接時(shí)極易氧化,生成的氧化鋁(Al2O3)熔點(diǎn)高、非常穩(wěn)定,不易去除。阻礙母材的熔化和熔合,氧化膜的比重大,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吸附大量的水分,易使焊縫產(chǎn)生氣孔。焊接前應(yīng)采用化學(xué)或機(jī)械方法進(jìn)行嚴(yán)格表面清理,清除其表面氧化膜。在焊接過(guò)程加強(qiáng)保護(hù),防止其氧化。鎢極氬弧焊時(shí),選用交流電源,通過(guò)“陰極清理”作用,去除氧化膜。氣焊時(shí),采用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時(shí),可加大焊接熱量,例如,氦弧熱量大,利用氦氣或氬氦混合氣體保護(hù),或者采用大規(guī)范的熔化極氣體保護(hù)焊,在直流正接情況下,可不需要“陰極清理”。
(2)鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導(dǎo)率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過(guò)程中,大量的熱量能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,因而焊接鋁及鋁合金時(shí),能量除消耗于熔化金屬熔池外,還要有更多的熱量無(wú)謂消耗于金屬其他部位,這種無(wú)用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著,為了獲得的焊接接頭,應(yīng)當(dāng)盡量采用能量集中、功率大的能源,有時(shí)也可采用預(yù)熱等工藝措施。
(3)鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時(shí)的體積收縮率較大,焊件的變形和應(yīng)力較大,因此,需采取預(yù)防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時(shí)容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內(nèi)應(yīng)力。生產(chǎn)中可采用調(diào)整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生。在耐蝕性允許的情況下,可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁硅合金中含硅0.5%時(shí)熱裂傾向較大,隨著硅含量增加,合金結(jié)晶溫度范圍變小,流動(dòng)性顯著提高,收縮率下降,熱裂傾向也相應(yīng)減小。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)含硅5%~6%時(shí)可不產(chǎn)生熱裂,因而采用SAlSi條(硅含量4.5%~6%)焊絲會(huì)有更好的抗裂性。
(4)鋁對(duì)光、熱的反射能力較強(qiáng),固、液轉(zhuǎn)態(tài)時(shí),沒(méi)有明顯的色澤變化,焊接操作時(shí)判斷難。高溫鋁強(qiáng)度很低,支撐熔池困難,容易焊穿。
(5)鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫,固態(tài)幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過(guò)程中,氫來(lái)不及溢出,極易形成氫氣孔?;≈鶜夥罩械乃?、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分,都是焊縫中氫氣的重要來(lái)源。因此,對(duì)氫的來(lái)源要嚴(yán)格控制,以防止氣孔的形成。
(6)合金元素易蒸發(fā)、燒損,使焊縫性能下降。
(7)母材基體金屬如為變形強(qiáng)化或固溶時(shí)效強(qiáng)化時(shí),焊接熱會(huì)使熱影響區(qū)的強(qiáng)度下降。