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哈密鋁合金焊接時出現(xiàn)裂紋的問題如何防止措施?

文章出處:公司動態(tài) 責(zé)任編輯:東莞市博鑫精密機械有限公司 發(fā)表時間:2022-09-06
  ?鋁合金除具有鋁的一般特性外,由于添加合金化元素的種類和數(shù)量的不同又具有一些合金的具體特性。鋁合金的密度為2.63~2.85g/cm3,有較高的強度(σb為110~650MPa),比強度接近高合金鋼,比剛度超過鋼,有良好的鑄造性能和塑性加工性能,良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,良好的耐蝕性和可焊性,可作結(jié)構(gòu)材料使用,在航天、航空、交通運輸、建筑、機電、輕化和日用品中有著廣泛的應(yīng)用。
?哈密鋁合金焊接時出現(xiàn)裂紋的問題如何防止措施?的圖片
根據(jù)鋁合金焊接時產(chǎn)生熱裂紋的機理,可以從冶金因素和工藝因素兩個方面進行改進,降低鋁合金焊接熱裂紋產(chǎn)生的機率。

在冶金因素方面,為了防止焊接時產(chǎn)生晶間熱裂紋,主要通過調(diào)整焊縫合金系統(tǒng)或向填加金屬中添加變質(zhì)劑。調(diào)整焊縫合金系統(tǒng)的著眼點,從抗裂角度考慮,在于控制適量的易熔共晶并縮小結(jié)晶溫度區(qū)間。

由于鋁合金屬于典型的共晶型合金,最大裂紋傾向正好同合金的“最大”凝固溫度區(qū)間相對應(yīng),少量易熔共晶的存在總是增大凝固裂紋傾向,所以,一般都是使主要合金元素含量超過裂紋傾向最大時的合金組元,以便能產(chǎn)生“愈合”作用。

而作為變質(zhì)劑向填加金屬中加入Ti、Zr、V和B等微量元素,試圖通過細化晶粒來改善塑性、韌性,并達到防止焊接熱裂紋的目的嘗試,在很早以前就開始了,并且取得了效果。

試驗中加入的Zr為 0.15%,Ti+B 為0.1%。根據(jù)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)同時加入Ti 和B可以顯著提高抗裂性能。Ti、Zr、V、B及Ta等元素的共同特點,是都能同鋁形成一系列包晶反應(yīng)生成難熔金屬化合物(Al3Ti、Al3Zr、Al7V、AlB2、Al3Ta等)。這種細小的難熔質(zhì)點,可成為液體金屬凝固時的非自發(fā)凝固的晶核,從而可以產(chǎn)生細化晶粒作用。

在工藝因素上,主要是焊接規(guī)范、預(yù)熱、接頭形式和焊接順序,這些方法都是從焊接應(yīng)力上著手來解決焊接裂紋。焊接工藝參數(shù)影響凝固過程的不平衡性和凝固的組織狀態(tài),也影響凝固過程中的應(yīng)變增長速度,因而影響裂紋的產(chǎn)生。

熱能集中的焊接方法,有利于快速進行焊接過程,可防止形成方向性強的粗大柱狀晶,因而可以改善抗裂性。采用小的焊接電流,減慢焊接速度,可減少熔池過熱,也有利于改善抗裂性。

而焊接速度的提高,促使增大焊接接頭的應(yīng)變速度,增大熱裂的傾向??梢?,增大焊接速度和焊接電流,都促使增大裂紋傾向。在鋁結(jié)構(gòu)裝配、施焊時不使焊縫承受很大的鋼性,在工藝上可采取分段焊、預(yù)熱或適當降低焊接速度等措施。

通過預(yù)熱,可以使得試件相對膨脹量較小,產(chǎn)生焊接應(yīng)力相應(yīng)降低,減小了在脆性溫度區(qū)間的應(yīng)力;盡量采用開坡口和留小間隙的對接焊,并避免采用十字形接頭及不適當?shù)亩ㄎ弧⒑附禹樞?;焊接結(jié)束或中斷時,應(yīng)及時填滿弧坑,然后再移去熱源,否則易引起弧坑裂紋。對于5000系合金多層焊的焊接接頭,往往由于晶間局部熔化而產(chǎn)生顯微裂紋,因此必須控制后一層焊道焊接熱輸入量。

而根據(jù)試驗所證明,對于鋁合金的焊接,母材和填充材料的表面清理工作也相當重要。材料的夾雜在焊縫中將成為裂紋產(chǎn)生的源頭,并成為引起焊縫性能下降的最主要原因。

哈密鋁合金焊接時出現(xiàn)裂紋的問題如何防止措施?

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