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鋁合金焊接(jiē)時出現裂紋的問題如何防止措(cuò)施?

文章出處:公司動態 責任(rèn)編輯:東莞市宅男在线免费观看精密機械有限公司 發表時間:2022-09-06
  ​鋁合金除具有鋁的一般特性外,由於添加合金化元素的種類和數量的不同又具有一些合(hé)金的具體特性。鋁合金的密(mì)度為2.63~2.85g/cm3,有較高的(de)強(qiáng)度(σb為110~650MPa),比強度接(jiē)近高(gāo)合金鋼,比剛度超過鋼,有(yǒu)良好的鑄造性能和塑性加工性能,良好(hǎo)的導電、導熱性能,良好的耐蝕性和可焊性,可作結構材料使用(yòng),在航天、航空、交通運輸、建築(zhù)、機電、輕化和日用品(pǐn)中有著廣泛的應用。
鋁(lǚ)合金
根據(jù)鋁合金焊接時產生熱裂紋的機理,可以從冶金(jīn)因素和工藝因素兩個(gè)方麵進行改進,降低鋁合金焊(hàn)接熱裂紋產生的機率。

在冶金因素方麵,為了防止焊接時產生晶間熱裂紋,主要通過調整焊縫合金係統或向填加金屬中添加變質劑。調整焊縫合金係統的著眼點,從抗裂角度考慮,在於控(kòng)製適量的易(yì)熔共晶並縮小結晶溫度區間。

由於鋁合金屬於典型的共晶型合金(jīn),最大裂紋傾向正好同合金的“最大”凝固(gù)溫度區間相對應,少量易(yì)熔共晶的存在總是(shì)增大凝固裂紋傾向,所以,一般都是使主要合金元(yuán)素含量超過裂紋傾向最大時的合金組元,以便能產生“愈合”作用。

而作為變質劑向填加金屬中加入Ti、Zr、V和B等微量元素,試圖通過(guò)細化(huà)晶粒來改善塑性、韌性(xìng),並達到防止焊接熱裂紋的目的嚐試,在很早以前就開始(shǐ)了,並(bìng)且取得了效果(guǒ)。

試驗(yàn)中加入(rù)的Zr為 0.15%,Ti+B 為0.1%。根據結(jié)果,發(fā)現同時加入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(diǎn),是(shì)都能同鋁(lǚ)形成一係列包晶反應生成難熔金屬化合物(Al3Ti、Al3Zr、Al7V、AlB2、Al3Ta等)。這種細小的(de)難熔質(zhì)點,可成為液體金屬凝固時的(de)非自發凝固的晶核,從而可以產生細化晶粒作用。

在工藝因素上,主要是焊接規範、預熱、接頭形式和焊接順(shùn)序,這些方法都是從焊接應力上著手來解決焊接裂紋。焊接工藝參(cān)數影(yǐng)響凝固過程的不平衡性和凝固的組織狀態,也影響凝固過程中的應變增長(zhǎng)速度,因而影(yǐng)響裂紋的產生。

熱能(néng)集中的焊接方法,有利於快速進行焊接過程(chéng),可防止形成方向性強的粗大柱狀晶,因而(ér)可以改善抗裂性。采用小的(de)焊接電流,減慢焊接速度,可減少(shǎo)熔池過熱,也有利(lì)於改(gǎi)善抗裂性。

而焊接速(sù)度的提高,促使增大焊接接頭的應變(biàn)速度,增大熱裂的傾向。可見,增大焊接(jiē)速度和焊接電流,都促使增大裂紋傾向。在鋁結構裝配、施焊時不使焊縫承(chéng)受很大的鋼性(xìng),在工藝上可采(cǎi)取分段焊、預熱或適當降低焊接速度等措施。

通過預熱,可以使得試(shì)件相對膨脹(zhàng)量較小,產生焊接應力(lì)相應降低,減小了在脆性溫度區間的應力;盡量采用開坡口和留小間隙的對接焊,並避免采(cǎi)用十字形接頭及不適當的定位、焊接順序;焊接結束或中斷時,應及時填(tián)滿弧坑,然後再移去熱源,否則易(yì)引起弧坑裂紋。對於5000係合金多層(céng)焊(hàn)的焊接接頭,往往由於晶間局部熔(róng)化(huà)而產生顯微(wēi)裂紋,因此必須控製後一層焊道焊接熱輸入量。

而根據(jù)試驗所證明,對於鋁(lǚ)合(hé)金的焊接,母材和填充材料的表麵清理工作也相當重(chóng)要。材料的夾雜在(zài)焊縫中將成為(wéi)裂紋(wén)產生的源頭,並成為引起焊縫性能(néng)下降的(de)最主要原因。

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