铝合金车体焊接缺陷及控制(二)

焊接 2018-11-26 14:52:17
    (四)容易形成气孔

    焊接接头中的气孔是铝合金焊接时极易产生的缺陷,氢是熔焊时产生气孔的主要原因,为了防止气孔的产生,以获得良好的焊接接头,对氢的来源要加以严格控制,使用前要对焊接材料进行干燥处理。

    (五)焊接热对基体金属的影响

    焊接可热处理强化的铝合金时,由于焊接热的影响,会使基体金属近缝区某些部位软化,即力学性能变坏。采取的措施主要是控制预热温度和层间温度,焊后热处理等。

    (六)焊接接头的耐腐蚀性低于母材

    铝合金接头的耐蚀性的降低很明显,接头组织越不均匀,耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度和致密性也影响接头耐蚀性能。由于杂质较多、晶粒粗大以及脆性相析出等,耐蚀性就会明显下降,不仅产生局部表面腐蚀而且经常出现晶间腐蚀。

    (七)合金元素的蒸发和烧损

    某些铝合金中含有低沸点的合金元素如镁、锌等,这些元素在高温作用下极易蒸发、烧损,从而改变了焊缝金属的化学成分,同时也降低了焊接接头的性能。

    四、铝合金在车体上的应用

    铝合金车体上承载结构普遍使用的铝合金主要是A5083、6N01、7N01三种材料。A5083因耐蚀性、焊接性好,但挤压性能差,所以只能用在骨架及板状的制件;6N01和7N01铝合金主要用于铝型材结构,6N01主要用在车顶、侧墙、底架地板、端墙等受力不大的部件的制造;7N01主要用在牵引梁、枕梁、车钩座、缓冲梁、高度阀座、抗蛇形扭杆座等受力较大的部件制造。

    五、铝合金焊接当中出现的问题及防止措施

    铝合金焊接当中出现的问题主要有焊接缺陷以及变形、接头强度下降等。

    (一)气孔

    1. 产生气孔机理

    产生气孔气体有H2、CO、N2等。N2不溶于液态铝,而H2是主要来源,主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸收的水分。其中,焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分,对焊缝气孔的产生常常占有突出的地位。焊接时,氢在液态铝中的溶解度为0.7ml/100g,而在660℃凝固状态时,氢的溶解度为0.04 ml/100g,使原来溶于液态铝中的氢大量析出,形成气泡,但铝合金本身导热性强,散热快,加上铝合金熔点低,这些气泡来不及逸出,在上浮途中被“搁浅”形成气孔。如图1所示。

    2. 防止措施

    (1)适当控制焊接环境的湿度,提供良好的焊接环境。

    (2)焊前对焊件应认真清理氧化膜、潮气和油污,以防止气孔的形成。特别需要注意的是机械加工后焊件上的油污务必清理好,中小零件最好在配好的清洗溶液里用浸泡的方法彻底清理干净油污。在现场局部地方需要清理的话,可用丙酮或高纯度的酒精。

    (3)操作方面:焊接过程尽可能少中断,在选择工艺参数时选择强参数,使熔池高温存在时间增长,使气泡尽量快速逸出,减少氢气孔的产生。如焊立焊缝时,采用由下向上立焊,由于气泡逸出通道较短,有利于气泡逸出,如图2所示。焊接起弧是由于温度低,散热快,起弧点会产生大量的气孔,故设置引弧板或在焊缝以外的母材上引弧,保证焊缝的质量,如图3所示。

    (4)结构设计:若坡口角度小,则不利于气泡的逸出,所以设计时坡口角度稍大一点,有利于气泡的逸出,减少产生氢气孔的倾向。

    (5)焊接材料方面:Ar气的纯度很重要。纯度越高越好,最好是纯度达到99.99%以上。
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