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试述铝及铝合金的焊接性
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⑴强的氧化能力 铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。 3 w$ n) H4 {! p
/ K* k4 M" s w: o⑵较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。 . A& F) u4 }1 }) q. U0 U+ G1 N+ H
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⑶热裂纹倾向大 线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。 $ s4 ]9 C, f* N
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⑷容易形成气孔 形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。
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⑸接头不等强度 铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。 & G% }7 g$ _) {. R- y
# I- S& q+ u% B8 t% c4 c- p⑹焊穿 铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。 8 F% h5 `" @: P4 w( D4 o0 b
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铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作？ ! r, C5 U, t( f( v s1 }* Q; g
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⑴焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重要措施。 8 l9 E) ]) E4 a: {
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a 化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺，见表。 b 机械清理 先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污，然后用细铜线刷至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊，否则应重新清理。 3 M' Q5 G; A: g3 e5 {: j
! S$ C3 s. q6 K) i- d- A⑵垫板 为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。 3 f( ^) B4 l9 F3 O. @- ~
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⑶预热 对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。 4 g, ^6 `& ]( h* _. A: J
& H0 q4 p0 T, e; C铝及铝合金焊后应进行哪些清理工作？
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: [9 s8 [3 A. t# G焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理干净，否则在空气、水分的作用下，残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。因此，焊后应立即严格清除焊件上残存的污物。
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常用的清渣方法和步骤：
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1）在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。
4 `- l) k2 U" ~- c7 i- G8 e2）将焊件在温度为60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗约5～10min，并用硬毛刷仔细洗刷。或者将焊件放于15～20℃质量分数为10%的硝酸溶液中浸洗10～20min。 $ @0 j1 \1 `) Z! }0 {+ p7 l" A1 _
3）在热水中冲刷洗涤焊件。
' u8 a6 E+ M6 e5 b! e% e y4）将焊件用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。 ( W1 ~" b" n. Q Y0 X+ P
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试述铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺。
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⑴焊丝的选用 铝及铝合金用焊丝牌号见表2。其中HS311是一种通用焊丝，采用这种焊丝焊接时，金属流动性好，有较高的抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si，降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝镁合金时应采用HS331。 ⑵焊接接头及坡口形式 坡口形式见表3。
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* P3 ~, B9 \ Z+ X; L( ^⑶焊接电源 应选用交流电源。 6 u' S1 I8 t5 X2 B/ h5 F! b4 t" X
7 U* f b, G* M2 |70 试述铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺参数。
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6 U& r3 s& R" p8 f, C; a1 p铝及铝合金手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊的焊接工艺参数，分别见表4、5。 试述铝及铝合金熔化极氩弧焊的焊接工艺参数。
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自动及半自动熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金时的焊接工艺参数，分别见表6。焊接电源采用直流反接。 试述铝及铝合金的气焊接接工艺。
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4 u: _8 N+ l: W* D⑴接头形式 铝及铝合金气焊时不宜采用搭接接头和T形接头，因为这些接头易于残留气焊熔剂和焊渣，不便焊后清理。 ( M" T5 r. ?. a6 u! t1 d( {% w
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⑵火焰和焊嘴号码 气焊时火焰可采用中性焰 （或轻微碳化焰），焊嘴号码根据铝板厚度进行选择，见表7。 5 `2 |( U; x0 s8 R
9 Z! ]8 ]( p: f# |⑶定位焊 定位焊时的工艺参数见表8。
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⑷焊嘴和焊丝倾角 焊薄板时，焊嘴倾角约为30°～45°，焊丝倾角约为40°～50°；焊厚板时，焊嘴倾角应为50°左右，焊丝倾角为40°～50°。 |
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发表于 2011-8-22 12:39:57