鋁合金專用焊錫絲：鋁合金的焊接性

鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強(qiáng)度和導(dǎo)熱性以及在低溫下能保持良好力學(xué)性能等特點(diǎn)，在航空航天、汽車、電工、化工、交通運(yùn)輸、國(guó)防等工業(yè)部門被廣泛地應(yīng)用。掌握鋁合金的焊接性特點(diǎn)、焊接操作技術(shù)、接頭質(zhì)量和性能、缺陷的形成及防止措施等，對(duì)正確制定鋁合金的焊接工藝，獲得良好的接頭性能和擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)用范圍具有十分重要的意義。

鋁的重量輕和耐腐蝕是其性能的兩大突出特點(diǎn)，純鋁的密度約為2.7 g/cm3,僅為鐵、銅密度的1/3；鋁及鋁合金的表面易生成一層致密、牢固的Al2O3保護(hù)膜，這層保護(hù)膜只有在鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會(huì)遭到破壞，因此具有很好的耐大氣（包括工業(yè)性大氣和海洋大氣）腐蝕和水腐蝕的能力，能抵抗多數(shù)酸和有機(jī)物的腐蝕。采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；采用保護(hù)措施，可以提高鋁合金的耐蝕性能。在各種牌號(hào)的變形鋁及鋁合金中，鋁錳和鋁鎂合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強(qiáng)化，但強(qiáng)度比純鋁高，并具有優(yōu)秀的抗蝕性和焊接性能。

鋁合金的焊接性特點(diǎn)

受鋁合金理化特性的影響，在焊接過(guò)程中存在一定難度，目前的鋁合金焊接主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：熱應(yīng)力、燒蝕蒸發(fā)、固態(tài)夾雜、氣孔塌陷等：

熱應(yīng)力

鋁合金的熱膨脹系數(shù)較高，彈性模量較小。在焊接過(guò)程中，由于鋁合金變形大、線膨脹系數(shù)大，凝固時(shí)體積收縮率達(dá)6%左右，且冷卻速度和熔池一次結(jié)晶速度快，導(dǎo)致焊縫的內(nèi)應(yīng)力和焊接接頭的剛性拘束度較大，易使鋁合金接頭內(nèi)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，引起較大的焊接應(yīng)力與變形，形成裂紋、波浪變形等缺陷。

燒蝕蒸發(fā)

鋁的熔點(diǎn)為660℃，沸點(diǎn)為2647℃，相比于銅、鐵其他金屬元素較低。在焊接過(guò)程中，如果焊接溫度過(guò)高，容易產(chǎn)生爆炸并形成飛濺，尤其在高能束焊接時(shí)更易發(fā)生，如圖1所示。另外，鋁合金中添加的合金元素有的沸點(diǎn)較低，在焊接的瞬時(shí)高溫下極易蒸發(fā)燒損，爆炸產(chǎn)生的飛濺也會(huì)帶走部分液滴，從而不可避免的改變了焊縫區(qū)的預(yù)定化學(xué)成分，不利于焊接接頭的性能調(diào)控。因此，為了彌補(bǔ)高溫?zé)g，在焊接時(shí)常常選用沸點(diǎn)元素含量比母材高的焊絲或者其他焊接材料。

固態(tài)夾雜

鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑，極易氧化。在焊接過(guò)程中，鋁合金表面發(fā)生氧化形成高熔點(diǎn)的Al2O3（約為2050℃，而鋁的熔點(diǎn)為660℃，兩者相差很大）。氧化物致密且硬度較高，夾雜在熔池區(qū)密度較小的熔融合金液中，容易形成細(xì)小的固態(tài)夾渣不易排出，不僅影響焊縫的組織成形，也易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，這會(huì)造成焊接接頭力學(xué)性能的下降，并且Al2O3覆蓋在熔池和坡口上，嚴(yán)重影響了合金的焊接，降低焊接接頭的組織性能。

氣孔塌陷

鋁合金的熔點(diǎn)遠(yuǎn)小于其氧化物，且性質(zhì)活潑極易氧化。在焊接過(guò)程中，鋁合金因高溫熔化形成熔池。而熔池表面的鋁被氧化生成氧化膜，以固態(tài)的形式覆蓋于熔池之上。由于氧化膜熔化后顏色與鋁合金熔融狀態(tài)并無(wú)太大差別，且因?yàn)檠趸さ母采w在焊接過(guò)程中很難觀察到鋁合金熔池熔化的程度，因此易造成溫度過(guò)高，引起焊接熱影響區(qū)的大塊塌陷，破壞焊縫金屬的形狀及性能。

廣勝純錫錠

在焊接熱源瞬時(shí)高功率的作用下，在合金液中溶解了大量的氫氣，焊接完成后，隨著熔池溫度的降低，氣體的溶解度也逐漸減小，這成了焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣孔的主要原因。由于鋁合金凝固速度過(guò)快且密度較低，在焊縫迅速固化過(guò)程中，形成了大小不一的氫氣孔。這些氣孔會(huì)在焊接過(guò)程中不斷地聚集和擴(kuò)展，最終形成了可見(jiàn)的大氣孔，降低了接頭的組織性能。當(dāng)然，氣孔的產(chǎn)生不一定是在焊接過(guò)程中形成的，由于鑄造工藝技術(shù)的影響，母材本身在鑄造過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生氣孔。焊接時(shí)，熱輸入和內(nèi)部壓力不斷變化引起母材中原有的氣孔受熱膨脹或相互結(jié)合形成焊縫氣孔，隨著焊接熱輸入的增加氣孔也會(huì)隨之增大。因此，為控制氫的來(lái)源，焊接材料在使用前需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的干燥處理，焊接時(shí)，適當(dāng)?shù)募哟箅娏饕匝娱L(zhǎng)熔池的存在時(shí)間，給氫氣足夠的時(shí)間析出，從而控制氣孔的形成。