铝合金的焊接方法很多,各种方法有其不同的应用场合。除了传统的熔焊、电阻焊、气焊方法外,其他一些焊接方法(如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等)也可以容易地将铝合金焊接在一起。
铝合金常用焊接方法的特点及适用范围见表1。应根据铝及铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构以及对焊接性的要求等选择
氧-气焊火焰的热功率低,热量较分散,因此焊件变形大、生产率低。用气焊焊接较厚的铝焊件时需预热,焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、组织疏松,而且容易产生氧化铝夹杂、气孔及裂缝等缺陷。这种方法只用于厚度范围在0.5~10㎜的不重要铝结构件和铸件的焊补上。
。未合金化的纯铝是一种软而有韧性的金属,因此在大多数结构应用中强度不足。铜(Cu)、锰(Mn)、硅(Si)、镁(Mg)和锌(Zn)等元素是添加到纯铝中的主要合金元素,这些合金的加入能够显著地提高铝合金的综合力学性能铝合金与钢合金之间存在着显著的差异,需要在设计过程中加以识别和考虑。其中包括:有些铝合金是可热处理强化,有些则不是,而对于钢来说,几乎所有的钢都是可热处理的。一部分铝合金不能使用典型的焊接方法进行焊接,如熔化极气保护焊和钨极弧焊,但是对于钢来说,只要焊接时采取必要的预防措施,几乎所有的钢都可以使用熔化焊进行焊接。铝合金的焊接接头,包括焊缝和热影响区,其强度通常软于母材,而在钢的焊接接头中,焊缝强度通常与母材相当。铝合金的强度和延性在低温下不会受到影响,因为随着温度下降到极低水平,铝合金的延性也会增加,但是钢的脆性则会随着温度的降低而显著增加。铝合金激光焊接缺陷控制技术
在大功率激光的作用下,铝合金激光深熔焊缝的主要缺陷是气孔、表面塌陷和咬边,其中表面塌陷、咬边缺陷可以通过激光填丝焊接或激光电弧复合焊接改善;而焊缝气孔缺陷控制则比较困难。
现有的研究结果表明:铝合金激光深熔焊接存在两类特征气孔,一类为冶金气孔,同电弧熔化焊一样,由于焊接过程材料污染或空气侵入所导致的氢气孔;另一类为工艺气孔,是由于激光深熔焊接过程所固有的小孔不稳定波动所致。
在激光深熔焊过程中,小孔因液体金属粘滞作用往往滞后于光束移动,其直径和深度受等离子体/金属蒸汽的影响产生波动,随着光束的移动和熔池金属的流动,未熔透深熔焊接因熔池金属流动闭合在小孔出现气泡,全熔透深熔焊接则在小孔中部细腰处出现气泡。气泡随液体金属流动而迁移、翻滚,或逸出熔池表面,或被推回到小孔,当气泡被熔池凝固、被金属前沿俘获,即成为焊缝气孔。
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