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一鋁合金材料特性和焊接特點(diǎn)

1鋁合金與氧的親和力很強(qiáng)鋁與氧的親和力比較強(qiáng)，極易與氧結(jié)合生成致密而結(jié)實(shí)的氧化鋁薄膜，厚度約為0.1μm，熔點(diǎn)高達(dá)2050℃，且密度很大，約為鋁的1.4倍。在焊接過程中，氧化鋁薄膜嚴(yán)重阻礙金屬之間的結(jié)合，形成夾渣。同時(shí)氧化膜還會(huì)吸附水分，焊接時(shí)會(huì)促使焊縫形成氣孔。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，同時(shí)防止在焊接過程中再次氧化。焊接時(shí)，一般采用直流反接氣體保護(hù)焊，利用陰極清理來有效清理表面氧化膜，同時(shí)保護(hù)氣體并對其實(shí)施保護(hù)。

2鋁合金的導(dǎo)熱率和比熱大鋁及鋁合金的導(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、功率大的熱源在較短時(shí)間內(nèi)以精確實(shí)施焊接。特別是對于8mm及以上厚板，焊接前需采用預(yù)熱等工藝措施。

3鋁合金部件焊接時(shí)容易形成氣孔鋁及鋁合金焊接時(shí)極易產(chǎn)生氣孔，尤其是純鋁和防銹鋁的焊接。焊接時(shí)產(chǎn)生的氣孔主要是氫氣孔，而氫氣的來源，主要是弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分。焊接時(shí)，液體熔池在高溫下溶入大量氣體，在凝固時(shí)，氣體溶解度急劇下降，在焊后冷卻凝固過程中來不及析出，而聚集在焊縫中形成氣孔。

二鋁合金焊接方法的選擇

1焊接方法選擇需要考慮的因素

1）根據(jù)焊接車間和焊接場地的可能性和焊接足夠移動(dòng)距離來選擇焊接設(shè)備及方法；

2）焊接后零件的性能是否滿足使用要求來選擇焊接方法：如焊縫強(qiáng)度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能等；

3）焊接加熱是否允許對焊縫附近的基體材料產(chǎn)生軟化；

4）焊接方法是否滿足焊縫的成形性要求；

5）焊接件的用途和工作環(huán)境以及焊接接頭設(shè)計(jì)等。

2大截面鋁合金焊接常用的焊接方法惰性氣體保護(hù)焊(TIG與MIG)是應(yīng)用最廣泛的鋁及鋁合金熔焊方法。

1)裝夾固定在大型截面鋁型材焊接時(shí)，由于鋁合金的熱導(dǎo)率比較大，必須采用較大的熱輸入，焊接時(shí)很容易發(fā)生變形，這是鋁合金焊接時(shí)要非常注意的問題。這里主要采用反變形法來控制變形。具體實(shí)施過程為：在選用合理的焊接順序的同時(shí)，預(yù)先將具有插接口的工件拼接完好，并給工件施加反變形的力，裝夾固定。從而達(dá)到焊后表光滑并能夠恰好消除變形的措施。

2)焊前清理焊接前應(yīng)對母材接頭處的表面氧化物及其它油污等附著物進(jìn)行打磨清理，并進(jìn)行點(diǎn)焊固定。清理的方法一般采用有機(jī)溶劑進(jìn)行表面去污，同時(shí)采用電動(dòng)鋼絲刷去除表面氧化物。選取有代表性的點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)焊固定，同時(shí)為了焊縫美觀，要及時(shí)打磨焊點(diǎn)。

3)焊接工藝規(guī)范焊條或焊絲一般在母材種類、板厚以及性能等要求的基礎(chǔ)上，選用能夠保證良好焊接質(zhì)量的焊接材料。焊接電流和焊接速度根據(jù)焊接成型要求設(shè)定。焊縫坡口一般為對接接頭。為了消除水汽并達(dá)到理想的熔深，選取合適的焊前預(yù)熱溫度。

三結(jié)語

鋁合金車體是高速列車輕量化發(fā)展的未來發(fā)展方向，而鋁合金的焊接是車體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。所以，研究鋁合金的焊接具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。鋁合金車體的組焊，在實(shí)際焊接生產(chǎn)中還存在大量的技術(shù)難題。研究鋁合金的焊接對于提高高速列車制造能力具有很大幫助。

作者：寇艷軍單位：遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院