(6)铝合金焊接接头软化严重、强度系数低是阻碍铝合金应用的最大障;
(7)铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al3O2 ),这就需要采用大功率密度的 焊接工艺;
(8)线膨胀系数大容易产生焊接变形;
(9)铝合金热导率大(约为钢的 4 倍),相同焊接速度下热输入要比焊接钢
材大24 倍[20]。 目前熔化焊是铝合金焊接最常用的技术,铝合金导热性好,在铝合金焊接过
程中容易产生以下焊接缺陷[21]:
(1)焊缝中的气孔 铝及其合金熔焊时最常见的缺陷是焊缝气孔,特别是对于纯铝和防锈铝的焊
接。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因,氢的来源是弧柱气氛中的水分、 焊接材料以及母材所吸附的水分,其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分对焊缝 气孔的产生有重要的影响。
防止焊缝中的气孔可从两个方面着手:一是限制氢溶入熔融金属,通过减少 氢的来源以及减少氢和熔融金属的作用时间;二是尽可能的促使氢从熔池逸出, 氢以气泡形式在熔池凝固之前及时排出。
(2)焊接热裂纹 铝及其合金焊接时,常见的热裂纹主要是焊缝凝固裂纹和近缝区液化裂纹。
铝合金具有较大裂纹倾向的原因是其线膨胀系数大,在拘束条件下焊接时易产生 较大的焊接应力。铝合金属于共晶型合金,从理论上分析,最大裂纹倾向与合金 的“最大凝固温度区间”相对应。但由于焊接加热和冷却过程较快,合金来不及
建立平衡状态,在不平衡的凝固条件下固相线一般要往左下方移动。近缝区“液 化裂纹”和焊缝凝固裂纹一样,也是与晶间已熔共晶有关联,是在不平衡的焊接 加热条件下因偏析而形成的,属于称为晶间“液化裂纹”。
主要是通过合理确定焊缝的合金成分,并配合适当的焊接工艺来进行控制焊 接热裂纹。为得到优质铝合金焊接接头,需使用一种能量密度高、热输入量低的 焊接方法。
1。4 铝合金焊接方法
1。4。1 电弧焊
铝及其铝合金可以采用普通的熔焊方法进行焊接。常用的焊接方法有氩弧焊
(TIG、MIG)、电阻焊、等离子弧焊和电子束焊等。也可采用超声波焊、冷压 焊、钎焊等。TIG 焊适用于焊接铝及铝合金薄板其厚度小于 3mm,工件变形小 于气焊;MIG 焊适用于焊接铝及其合金,通常采用直流反极性。焊接薄、中等 厚度板材时,可使用纯 Ar 作为保护气体。钎焊主要用于电子行业。能量集中、 热功率大和保护效果好的焊接方法对铝及铝合金的焊接更加合适。气焊和电弧焊 在铝合金焊接中已逐渐被氩弧焊所取代,气焊主要适用于厚度较薄(0。5-10mm) 的铝及铝合金构件,以及对焊接质量要求不高或补焊的铝及铝合金构件。
表 1-2 TIG 焊和 MIG 焊的对比
TIG 焊 MIG 焊
区别 惰性气体钨极保护焊(非熔化极);
一般为氩气; 熔化极惰性气体保护焊;
纯 Ar、N2 等;
优点 (a) 氩气能有效地隔绝周围空气,不溶
于金属也不与金属反应;
(b) 钨极电弧稳定;
(c) 阴极清理作用,熔渣较少,熔池可 见性较好,能够进行小电流焊接; (a) 焊缝成形美观;
(b) 电弧燃烧稳定;
(c) 焊接成本低于 TIG 焊;
(d) 良好的阴极雾化作用