鋁合金焊接保護(hù)措施
1、焊前用化學(xué)+機(jī)械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學(xué)清洗,后機(jī)械打磨;
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。
焊接難點(diǎn)
(1)極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點(diǎn)高(約2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(diǎn)(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時(shí),它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫,因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí),氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免,氫的來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實(shí)踐,即使氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求,純度達(dá)到99.99% 以上,但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí),也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔,當(dāng)空氣相對(duì)濕度超過80%時(shí),如果不采取加熱等措施,焊縫就會(huì)明顯出現(xiàn)氣孔。同時(shí),采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時(shí)間,并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池?cái)噭?dòng),可以較好的幫助氣體排出熔池。
(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
(4)鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時(shí),比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點(diǎn)的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發(fā)燒損,從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
(7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度
鋁容器的應(yīng)用特點(diǎn)
(1)鋁在空氣和氧化性水溶液介質(zhì)中,其表面較易產(chǎn)生致密的氧化鋁鈍化膜,它在一些氧化性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。在高溫中,純鋁的耐蝕性優(yōu)于不銹鋼。鋁材常作為耐蝕容器材料。
(2)對(duì)一些腐蝕性不太強(qiáng),但要求防鐵污染的介質(zhì),如化纖生產(chǎn)介質(zhì)等,鋁有較好的耐蝕性,而且沒有鐵污染物料,因此,鋁材常作為防鐵污染的容器的材料。其他有色金屬容器也能防鐵污染,但鋁便宜。
(3)鋁是面心立方晶格,沒有同素異構(gòu)體,低溫下不存在像鐵素體鋼那樣的脆性轉(zhuǎn)變,鋁容器的低設(shè)計(jì)溫度可達(dá)-269℃。鋁材常作為低溫容器的材料。鋁鎂合金中的鎂含量較高時(shí),會(huì)以金屬間化合物Mg2Al3和Mg5Al8在晶間析出,使鋁鎂合金在某些介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕敏感性,只有在65℃以下使用才不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕,因此含鎂量超過了3%的鋁鎂合金規(guī)定設(shè)計(jì)溫度不超過65℃。析出相過多也會(huì)降低沖擊韌性,因此含鎂量超過3%的鋁鎂合金及其焊接接頭應(yīng)檢驗(yàn)沖擊韌性。其他鋁和鋁容器,包括低溫鋁容器均不要求進(jìn)行沖擊韌性檢驗(yàn)。
(4) 由于鋁鎂硅合金固溶時(shí)效狀態(tài)強(qiáng)度高,塑性也較好,焊接性好,焊接接頭在焊后狀態(tài)仍能保持較高的強(qiáng)度,因而常用作容器用高強(qiáng)度鋁合金。鋁,特別是純鋁的規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力很低,在小的載荷下即會(huì)產(chǎn)生塑性變形。鋁容器在使用與運(yùn)輸時(shí),應(yīng)留意碰撞變形。
(5) 為了得到好的塑性,純鋁、鋁錳合金和鋁鎂合金的變形鋁材都只在退火狀態(tài)或熱作狀態(tài)使用,不采用冷作狀態(tài)。熱作狀態(tài)鋁的焊接接頭,焊接熱對(duì)熱影響區(qū)有退火作用,因而其許用應(yīng)力也只取退火狀態(tài)鋁材的許用應(yīng)力。只有鋁鎂硅合金和鋁銅合金的鋁材才采用固溶時(shí)效狀態(tài),以其高強(qiáng)度。
一、鋁及鋁合金的分類
鋁具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,其密度小,質(zhì)量輕,塑性好。
在純鋁中加入各種合金元素而成的鋁合金,強(qiáng)度顯著提高。
1、工業(yè)純鋁
純鋁的牌號(hào)有1070A(L1)、1060A(L2)、1050A(L3)以及1A85(LG1)、1A90(LG2)、1A99(LG5),其中的雜質(zhì)主要是鐵和硅,隨雜質(zhì)含量的增加,強(qiáng)度增加,塑性、導(dǎo)電性和耐蝕性下降。
2、鋁合金
在純鋁中加入少量合金元素能大大改善鋁的各項(xiàng)性能。Cu、Mg、Mn能提高強(qiáng)度,Ti能細(xì)化晶粒,Mg能抗海水腐蝕,Ni能提高耐熱性。
鋁合金分變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。
變形鋁合金在加熱時(shí)能形成單相固溶體組織,能進(jìn)行各種壓力加工。其又可分為非熱處理強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化兩類。
熱處理強(qiáng)化的鋁合金又可分為硬鋁合金、鍛鋁合金、超硬鋁合金。
鑄造鋁合金適宜于鑄造而不能進(jìn)行壓力加工。
4043是含硅5%的鋁硅合金焊絲,常用作除鋁鎂合金以外的鋁合金工件和鑄件的氬弧焊及氣焊時(shí)的填充材料。是一種通用的鋁合金焊接用焊絲。
4043具有:流動(dòng)性好,抗熱裂能力強(qiáng),但延展性不足、塑性和耐蝕性低的特點(diǎn)。
4043:可廣泛用于船舶、機(jī)車、化工、建筑模具、食品、運(yùn)動(dòng)器材、模具、家具、容器、集裝箱等行業(yè)。
常見的6系合金比如6061、6063母材即可用ER4043來焊接,它在陽(yáng)氧化處理后的顏色為灰白色。
拉絲機(jī)對(duì)電纜線或圓棒的準(zhǔn)備解決質(zhì)量可以同時(shí)危害到標(biāo)準(zhǔn)件,等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。拉絲機(jī)屬于金屬制品機(jī)械設(shè)備行業(yè)硬質(zhì)合金模貝拉絲機(jī),拉絲機(jī)普遍應(yīng)用于不銹鋼線,制繩絲,預(yù)應(yīng)力鋼絲,標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品的生產(chǎn)制造和預(yù)加工處理。
鋁合金的典型用途
5005 與3003合金相似,具有中等強(qiáng)度與良好的抗蝕性。用作導(dǎo)體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽(yáng)極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并與6063合金的色調(diào)協(xié)調(diào)一致
5050 薄板可作為致冷機(jī)與冰箱的內(nèi)襯板,汽車氣管、油管與農(nóng)業(yè)灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度,用于制造飛機(jī)油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等
5056 鎂合金與電纜護(hù)套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用于加工農(nóng)業(yè)捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場(chǎng)合
5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場(chǎng)合,諸如艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件;需嚴(yán)格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、元件、裝甲等
5086 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場(chǎng)合,例如艦艇、汽車、飛機(jī)、低溫設(shè)備、電視塔、鉆井裝置、運(yùn)輸設(shè)備、零部件與甲板等
5154 焊接結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)槽、壓力容器、船舶結(jié)構(gòu)與海上設(shè)施、運(yùn)輸槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強(qiáng)件、托架等零部件
5252 用于制造有較高強(qiáng)度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽(yáng)極氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品容器
5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454 焊接結(jié)構(gòu),壓力容器,海洋設(shè)施管道
5456 裝甲板、高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)槽、壓力容器、船舶材料
5457 經(jīng)拋光與陽(yáng)極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件
5652 過氧化氫及其他化工產(chǎn)品儲(chǔ)存容器
5657 經(jīng)拋光與陽(yáng)極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下確保材料具有細(xì)的晶粒組織
5A02 飛機(jī)油箱與導(dǎo)管,焊絲,鉚釘,船舶結(jié)構(gòu)件
5A03 中等強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu),冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金
5A05 焊接結(jié)構(gòu)件,飛機(jī)蒙皮骨架
5A06 焊接結(jié)構(gòu),冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機(jī)蒙皮骨部件
5A12 焊接結(jié)構(gòu)件,甲板