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鋁合金适合用哪種焊接方法

生活更新时间:2024-07-21 12:12:48

鋁及鋁合金的焊接特點

鋁在空氣中及焊接時極易氧化，生成的氧化鋁（Al2O3）熔點高、非常穩定，不易去除。阻礙母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夾渣、未熔合、未焊透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊縫産生氣孔。焊接前應采用化學或機械方法進行嚴格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接過程加強保護，防止其氧化。鎢極氩弧焊時，選用交流電源，通過“陰極清理”作用，去除氧化膜。氣焊時，采用去除氧化膜的焊劑。在厚闆焊接時，可加大焊接熱量，例如，氦弧熱量大，利用氦氣或氩氦混合氣體保護，或者采用大規範的熔化極氣體保護焊，在直流正接情況下，可不需要“陰極清理”。鋁及鋁合金的熱導率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導率則是奧氏體不鏽鋼的十幾倍。在焊接過程中，大量的熱量能被迅速傳導到基體金屬内部，因而焊接鋁及鋁合金時，能量除消耗于熔化金屬熔池外，還要有更多的熱量無謂消耗于金屬其他部位，這種無用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著，為了獲得高質量的焊接接頭，應當盡量采用能量集中、功率大的能源，有時也可采用預熱等工藝措施。鋁及鋁合金的線膨脹系數約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時的體積收縮率較大，焊件的變形和應力較大，因此，需采取預防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時容易産生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的内應力。生産中可采用調整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的産生。在耐蝕性允許的情況下，可采用鋁矽合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁矽合金中含矽0.5%時熱裂傾向較大，随着矽含量增加，合金結晶溫度範圍變小，流動性顯著提高，收縮率下降，熱裂傾向也相應減小。根據生産經驗，當含矽5%~6%時可不産生熱裂，因而采用SAlSi條（矽含量4.5%~6%)焊絲會有更好的抗裂性。鋁對光、熱的反射能力較強，固、液轉态時，沒有明顯的色澤變化，焊接操作時判斷難。高溫鋁強度很低，支撐熔池困難，容易焊穿。鋁及鋁合金在液态能溶解大量的氫，固态幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過程中，氫來不及溢出，極易形成氫氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊縫中氫氣的重要來源。因此，對氫的來源要嚴格控制，以防止氣孔的形成。合金元素易蒸發、燒損，使焊縫性能下降。母材基體金屬如為變形強化或固溶時效強化時，焊接熱會使熱影響區的強度下降。鋁為面心立方晶格，沒有同素異構體，加熱與冷卻過程中沒有相變，焊縫晶粒易粗大，不能通過相變來細化晶粒。

焊接方法

幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金，但是鋁及鋁合金對各種焊接方法的适應性不同，各種焊接方法有其各自的應用場合。

電阻焊

鋁合金電阻碰焊（點焊）一般隻能做5mm厚以下的闆材與闆材的疊焊，或Φ10mm以下棒材與棒材的疊焊。優勢是焊接成本低，焊接效率高，更方便融入自動化生産線，比如汽車制造就有大量使用，局限性就是能焊接的厚度有限，而且針對不同的産品和結構要制作不同的電極。

氩弧焊

手工鎢極氩弧焊主要用于焊接鋁合金薄闆（厚度< 6mm）結構。由于氩氣的保護作用和氩離子對鋁合金氧化膜的破碎作用，氩弧焊可以不用焊粉，從而避免了焊後殘渣對接頭的腐蝕，因此氩弧焊焊完後可以不用清理，接頭形式也可以不受限制。另外，焊接時氩氣流對焊接區域的沖刷能使焊接接頭顯著冷卻，因此改善了接頭的組織和性能，并減少了焊件變形

氣保焊

氣保焊的鋁合金單面焊雙面成形一般掌握起來比較有難度，對接的闆材如果留有間隙就容易焊穿，不留間隙焊縫的背透不容易控制。國内對于鋁合金的接焊一般也都是交流氩弧焊接方法，但對于厚一些的闆材，氩弧的效率會很低，目前在一些考試項目中才會采用熔化極脈沖氣保鋁合金焊接，而且對接闆焊接大部分都是仰焊部位，主要應用于動車組鋁合金車體、車架的焊接。

摩擦焊

鋁合金攪拌摩擦焊焊縫是經過塑性變形和動态再結晶而形成，焊縫區晶粒細化，無熔焊的樹枝晶，組織細密，熱影響區較熔化焊時窄，無合金元素燒損、裂紋和氣孔等缺陷，綜合性能良好。與傳統熔焊方法相比，它無飛濺、煙塵，不需要添加焊絲和保護氣體，接頭性能良好。由于是固相焊接工藝，加熱溫度低使得焊接變形小。缺點是焊接速度慢，工藝不夠成熟。

激光焊

鋁合金激光焊接技術是近十幾年來發展起來的一項新技術，與傳統焊接工藝相比，它具有功能強、可靠性高、無需真空條件及效率高等特點。其功率密度大、熱輸進總量低、同等熱輸進量熔深大、熱影響區小、焊接變形小、速度高、易于産業自動化等特點，缺點是在焊接鋁合金時能量無法全部吸收造成浪費大，設備采購成本高。

鋁合金适合用哪種焊接方法（鋁及鋁合金能焊接嗎）1

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