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铝合金车体焊接技术特点及焊接注意事项

   (1)铝合金与氧的亲和力很强

  在空气中极易与氧结合生成致密而结实的氧化铝薄膜,厚度约为0.1μm,熔点高达2050℃,远远超过铝及铝合金的熔点,而且密度很大,约为铝的1.4倍。在焊接过程中,氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分,焊接时会促使焊缝形成气孔。这些缺陷,都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量,焊前必须严格清理焊件表面的氧化物,并防止在焊接过程中再次氧化,对熔化金属和处于高温下的金属进行有效地防护,这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是:焊前使用机械打磨或化学方法D40清除工件坡口及周围部分的氧化物;焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护(例如99.99%Ar)。

  (2) 铝合金的导热率和比热大

  铝及铝合金的导热系数、比热容都很大,在焊接过程中大量的热能被迅速传导到集体金属内部,为了获得高质量的焊接接头,必须采用能量集中、功率大的热源,8mm及以上厚板需采用预热等工艺措施,才能够实现熔焊过程。

  (3)铝合金车体的线膨胀系数大

  铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍,凝固时体积收缩率达6.5%~6.6%,因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外,采用适宜的焊接工装也是非常重要的,焊接薄板时尤其如此。另外,某些铝及铝合金焊接时,在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大,往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹,这是铝合金,尤其是高强度铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计,选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序,采用适应母材特点的焊接填充材料等。

  (4)铝合金部件焊接时容易形成气孔

  焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷,尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因,这已经为实践所证明。氢的来源,主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料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,常常占有突出的地位。铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气孔,在高温下溶入的大量气体,在由液态凝固时,溶解度急剧下降,在焊后冷却凝固过程中气体来不及析出,而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生,以获得良好的焊接接头,对于氢气的来源要加以严格控制,焊前必须严格限制所使用的焊接材料(包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体)的含水量,使用前要严格进行干燥处理,清理后的母材及焊丝最好在2~3小时内焊接完毕,最多不超过24小时。TIG焊时,选用大的焊接电流配合较高的焊接速度。MIG焊时,选用大的焊接电流慢的焊接速度,以提高熔池的存在时间。

  (5)铝合金在高温时的强度和塑性低铝在370℃时强度仅为10MPa,焊接时会因为不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良,甚至形成塌陷或烧穿。为了解决这个问题,焊接铝及铝合金时常常要采用垫板。

  (6)铝及铝合金焊接时无色泽变化,给焊接操作带来困难。

  铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时,没有明显的颜色变化,因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此,要求焊工掌握好焊接时的加热温度,尽量采用平焊,在引(收)弧板上引(收)弧。

  1.焊接特性:铝及铝合金具有导热性强而热容量大,线胀系数大,熔点低和高温强度小等特点,焊接难度大,应采取一定的措施,才能保证焊接质量。

  2.管件及焊丝的清理,焊丝及破口两侧50mm范围内表面用丙酮清洗干净,用不锈钢丝刷刷去表面氧化膜,露出金属光泽,清理好的破口必须在2小时内焊接,清理好的焊丝放入未用的筒内,必须在8小时内用完,否则重新处理。

  3.钨棒选用铈钨棒,氩气钝质不小于99.96%,且含水量不应大于50mg/m3。

  4.环境温度不低于5℃,否则应预热至100~200℃方可施焊,相对湿度控。

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