關(guān)于鋁和鋁合金的焊接特性

鋁和鋁合金具有非常活躍的化學性質(zhì)，其表面容易生成難以熔化的氧化膜（例如，Al2O3的熔點大約是2050°C，MgO的熔點大約是2500°C）。此外，鋁和鋁合金具有很高的導熱能力，焊接過程中的熱輸入容易迅速流失到母材中，這可能導致鋁和鋁合金出現(xiàn)未熔合的缺陷。

一、關(guān)于鋁和鋁合金的獨特性質(zhì)

1、鋁具有出色的氧化特性，在空氣中容易與氧氣結(jié)合，形成厚度大約為0.1μm的致密且堅固的Al2O3薄膜。Al2O3具有高達2050°C的熔點，這一數(shù)值明顯高于鋁和鋁合金的熔點（大約660°C），同時其體積和質(zhì)量也相當大，大約是鋁的1.4倍。因此，在焊接之前，我們必須確保焊件表面的氧化物被徹底清除，并對焊接區(qū)進行適當?shù)谋Ｗo。

2、與鋼相比，鋁和鋁合金具有更高的熱導率和比熱容，大約是鋼的兩倍，這意味著在焊接過程中，大量的熱量會迅速傳遞到基礎(chǔ)金屬的內(nèi)部。因此，與鋼相比，焊接鋁和鋁合金會消耗更多的熱能，焊接前通常需要進行預熱等工藝處理。

3、在焊接某些鋁合金的過程中，由于內(nèi)部應力過大，熱裂紋的產(chǎn)生傾向很大，其線膨脹系數(shù)大約是鋼材的兩倍，并且在凝固階段體積收縮率大約為6.5%。

4、氫是容易產(chǎn)生氣孔的氣體。由于鋁和鋁合金具有較低的密度，這導致氣泡在熔池內(nèi)上升的速度相對較慢。再加上鋁本身具有很強的導熱能力，熔池冷凝速度也較快，因此上升的氣泡通常沒有足夠的時間逸出，而是留在焊縫內(nèi)，形成氣孔。

5、由于受熱的影響，接頭的不同強度的鋁和鋁合金的熱影響區(qū)會變得軟化和強度下降，導致接頭和母材無法達到相同的強度。

6、在鋁和鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)的過程中，它們的顏色變化并不明顯，因此很難準確判斷基材的溫度。當焊接溫度過高時，很容易被忽略，從而導致焊穿現(xiàn)象。

二、鋁及鋁合金焊前應進行哪些準備工作

1、焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，這是防止產(chǎn)生氣孔、夾渣的重要措施。a 化學清洗 效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的焊件。

2、墊板 為了保證焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接縫下面安放墊板。墊板材料可采用石墨、不銹鋼或碳鋼，表面開一圓弧形槽，以保證反面焊縫成形。

3、預熱 對薄、小的焊件一般可以不用預熱。焊接厚度超過5mm的焊件時，為了使接縫附近達到所需要的溫度，焊前應對焊件進行預熱，預熱溫度為100～300℃。

三、試述鋁及鋁合金鎢極氬弧焊的焊接工藝。

1、焊絲的選用 鋁及鋁合金用焊絲，其中HS311是一種通用焊絲，采用這種焊絲焊接時，金屬流動性好，有較高的抗熱裂性能，并能保證一定的強度。但在焊接鋁鎂合金時，焊縫中會出現(xiàn)脆性化合物Mg2Si，降低接頭的塑性和耐腐蝕性。焊接鋁鎂合金時應采用HS331。

2、焊接接頭及坡口形式 。

3、焊接電源 應選用交流電源。