鋁合金由于重量輕、強度高、耐腐蝕性能好、無磁性、成形性好及低溫性能好等特點而被廣泛地應用于各種焊接結構產(chǎn)品中,采用鋁合金代替鋼板材料焊接,結構重量可減輕50 %以上。因此,鋁及鋁合金除廣泛的應用于航空、航天和電工等領域外,同時還越來越多的應用于石油化學工業(yè)。濮陽中原大化新建空分裝置就大量使用了鋁鎂合金(主要有:5083、5183、高等02相當于舊牌號中的LF2、LF4)。但是鋁及鋁合金在焊接過程中,易出現(xiàn)氧化、氣孔、熱裂紋、燒穿和塌陷等問題。此類材質(zhì)是被公認為焊接難度非常大的被焊接材料,特別是小徑薄壁管的焊接更難掌握。因此,解決鋁及鋁合金的這些焊接缺點是施工過程中必須解決的問題。2鋁及鋁合金的理化性能及焊接特點2.1 易氧化 鋁和氧的親和力很強。在常溫下,鋁表面就能被氧化成厚度約0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。雖然這層氧化鋁薄膜比較致密,能防止金屬的繼續(xù)氧化,對自然防腐有利,但它給焊接帶來了困難,這是由于氧化鋁的熔點(2050℃)遠遠超過了鋁的熔點(600℃左右),比重約為鋁的1.4倍。在焊接過程中,會阻礙金屬之間的熔合,易形成夾渣,而且氧化鋁薄膜還吸附了較多的水份,焊接時會促使焊縫生成氣孔。2.2 非常大的導熱系數(shù)和比熱容 鋁的導熱系數(shù)約為鋼的四倍,因此,焊接鋁材管時,比鋼管焊接要消耗更多的熱量,為得到高質(zhì)量的焊接接頭,必需采用能量集中,功率大的熱源。2.3 易形成氫氣孔 鋁及鋁合金的焊接氣孔主要氫氣孔。鋁在液態(tài)時能大量吸收和溶解氫,在熔融狀態(tài)下溶解度為0.0069ml/g,而在高溫凝固狀態(tài)下為0.00036 ml/g,前后相差近20倍。鋁的導熱系數(shù)很大,在相同的焊接工藝條件下,其冷卻速度為鋼的4~7倍,使金屬結晶加快,焊接熔池在快速冷卻過程中,氫的溶解度急劇下降,此時析出大量過飽和氣體,氫氣來不及析出在焊縫金屬中形成氣孔。因此,在焊接鋁材時,焊縫產(chǎn)生氣孔的傾向很大。2.4 易形成熱裂紋 鋁的線膨脹系數(shù)和結晶收縮率比鋼大約一倍,易產(chǎn)生非常大的焊接變形和應力,加上某些雜質(zhì)或合金元素的不利影響,在剛性非常大的接頭中將導致產(chǎn)生裂紋。2.5 燒穿和塌陷 鋁及鋁合金由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)時.由于沒有明顯的顏色變化,所以,不易判斷熔池的溫度。焊接時,常因溫度過高不易被察覺而導致燒穿或嚴重塌陷。 3 焊前準備3.1坡口加工采用機械加工法 加工后的坡口表面應平整、無毛刺和飛邊
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