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鋁和鋁合金焊接過程中的問題和處理方法

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鋁和鋁合金由于具有獨(dú)特的物理性能和化學(xué)性能，所以在焊接過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的問題，具體來說，主要有以下幾點(diǎn)：
一、強(qiáng)氧化性
鋁與氧的親和力很強(qiáng)，在空氣中**易與氧結(jié)合在金屬表面形成致密而結(jié)實(shí)的AL2O3氧化鋁薄膜，厚度約為0．1μm，熔點(diǎn)則高達(dá)2050℃。氧化鋁薄膜在焊接過程中會(huì)阻礙金屬的良好結(jié)合，形成夾渣。氧化膜還會(huì)吸附水分，導(dǎo)致焊接時(shí)焊縫生成氣孔。這些缺陷，都會(huì)降低焊接接頭的性能。為了保證焊接質(zhì)量，焊前必須嚴(yán) 格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接過程中再度氧化，對(duì)熔化金屬和處于高溫下的金屬進(jìn)行有效的保護(hù)，這是鋁及鋁合金焊接的一個(gè)重要措施。具體的保護(hù)措施是：
1、焊前用機(jī)械或化學(xué)方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物；
2、焊接過程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)；
3、在氣焊時(shí)，采用熔劑，在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
二、鋁的熱導(dǎo)率和比熱大，導(dǎo)熱快
盡管鋁及鋁合金的熔點(diǎn)較低，但是導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容都很大，在焊接過程中大量的熱能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部，為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭，必須采用能量集中、功率大的熱源，有時(shí)需采用預(yù)熱等工藝措施，才能實(shí)現(xiàn)熔焊過程。
三、線膨脹系數(shù)大
鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)約為鋼的2倍，凝固時(shí)體積收縮率達(dá)6．5%－6．6%，因此易產(chǎn)生焊接變形。防止變形的有效措施是除了選擇合理的工藝參數(shù)和焊接順序外，采用適宜的焊接工裝也是非常重要的，焊接薄板時(shí)尤其如此。另外，某些鋁及鋁合金焊接時(shí)，在焊縫金屬中形成結(jié)晶裂紋的傾向性和在熱影響區(qū)形成液化裂紋的傾向性均較大，往往由于過大的內(nèi)應(yīng)力而在脆性溫度區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生熱裂紋。這是鋁合金，尤其是高強(qiáng)鋁合金焊接時(shí)**常見的嚴(yán)重缺陷之一。在實(shí)際焊接現(xiàn)場中防止這類裂紋的措施主要是改進(jìn)接頭設(shè)計(jì)，選擇合理的焊接工藝參數(shù)和焊接順序，采用適應(yīng)母材特點(diǎn)的焊接填充材料等。
四、容易形成氣孔
焊接接頭中的氣孔是鋁及鋁合金焊接時(shí)**易產(chǎn)生的缺陷，尤其是純鋁和防銹鋁的焊接。氫是鋁及鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因，這已為實(shí)踐所證明。氫的來源，主要是弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊絲及母材表面氧化膜。