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铝合金管焊接特点和方法

铝合金管焊接特点和方法

  • 分类:焊接知识
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-12-21 17:22
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铝合金管焊接特点和方法

【概要描述】铝合金因其重量轻、强度高、耐腐蚀性好、无磁性、成型性好、低温性能好等优点,被广泛应用于各种焊接结构产品中。

用铝合金代替钢板进行焊接,可使结构重量减轻50%以上。因此,铝及铝合金广泛应用于航空、航天、电气等领域,越来越多也用于石油化工。

使用铝镁合金(主要是:5083、5183、5A02相当于老品牌的LF2、LF4)。但铝及铝合金在焊接过程中容易氧化、气孔、热裂、烧穿和塌陷。这类材料是公认的难焊焊接材料,尤其是小直径薄壁管的焊接更难掌握。因此,解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。

铝及铝合金的理化性能及焊接特点 

    2.1 易氧化    

    铝和氧的亲和力很强。在常温下,铝表面就能被氧化成厚度约0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。虽然这层氧化铝薄膜比较致密,能防止金属的继续氧化,对自然防腐有利,但它给焊接带来了困难,这是由于氧化铝的熔点(2050℃)远远超过了铝的熔点(600℃左右),比重约为铝的1.4倍。在焊接过程中,会阻碍金属之间的熔合,易形成夹渣,而且氧化铝薄膜还吸附了较多的水份,焊接时会促使焊缝生成气孔。 

    2.2 较大的导热系数和比热容    

    铝的导热系数约为钢的四倍,因此,焊接铝材管时,比钢管焊接要消耗更多的热量,为得到高质量的焊接接头,必需采用能量集中,功率大的热源。

    2.3 易形成氢气孔    

    铝及铝合金的焊接气孔主要氢气孔。铝在液态时能大量吸收和溶解氢,在熔融状态下溶解度为0.0069ml/g,而在高温凝固状态下为0.00036 ml/g,前后相差近20倍。铝的导热系数很大,在相同的焊接工艺条件下,其冷却速度为钢的4~7倍,使金属结晶加快,焊接熔池在快速冷却过程中,氢的溶解度急剧下降,此时析出大量过饱和气体,氢气来不及析出在焊缝金属中形成气孔。因此,在焊接铝材时,焊缝产生气孔的倾向很大。

     2.4 易形成热裂纹 

    铝的线膨胀系数和结晶收缩率比钢大约一倍,易产生较大的焊接变形和应力,加上某些杂质或合金元素的不利影响,在刚性较大的接头中将导致产生裂纹。

    2.5 烧穿和塌陷 

   铝及铝合金由固态转变为液态时.由于没有明显的颜色变化,所以,不易判断熔池的温度。焊接时,常因温度过高不易被察觉而导致烧穿或严重塌陷。

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铝合金因其重量轻、强度高、耐腐蚀性好、无磁性、成型性好、低温性能好等优点,被广泛应用于各种焊接结构产品中。

用铝合金代替钢板进行焊接,可使结构重量减轻50%以上。因此,铝及铝合金广泛应用于航空、航天、电气等领域,越来越多也用于石油化工。

使用铝镁合金(主要是:5083、5183、5A02相当于老品牌的LF2、LF4)。但铝及铝合金在焊接过程中容易氧化、气孔、热裂、烧穿和塌陷。这类材料是公认的难焊焊接材料,尤其是小直径薄壁管的焊接更难掌握。因此,解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。

铝及铝合金的理化性能及焊接特点 

    2.1 易氧化    

    铝和氧的亲和力很强。在常温下,铝表面就能被氧化成厚度约0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。虽然这层氧化铝薄膜比较致密,能防止金属的继续氧化,对自然防腐有利,但它给焊接带来了困难,这是由于氧化铝的熔点(2050℃)远远超过了铝的熔点(600℃左右),比重约为铝的1.4倍。在焊接过程中,会阻碍金属之间的熔合,易形成夹渣,而且氧化铝薄膜还吸附了较多的水份,焊接时会促使焊缝生成气孔。 

    2.2 较大的导热系数和比热容    

    铝的导热系数约为钢的四倍,因此,焊接铝材管时,比钢管焊接要消耗更多的热量,为得到高质量的焊接接头,必需采用能量集中,功率大的热源。

    2.3 易形成氢气孔    

    铝及铝合金的焊接气孔主要氢气孔。铝在液态时能大量吸收和溶解氢,在熔融状态下溶解度为0.0069ml/g,而在高温凝固状态下为0.00036 ml/g,前后相差近20倍。铝的导热系数很大,在相同的焊接工艺条件下,其冷却速度为钢的4~7倍,使金属结晶加快,焊接熔池在快速冷却过程中,氢的溶解度急剧下降,此时析出大量过饱和气体,氢气来不及析出在焊缝金属中形成气孔。因此,在焊接铝材时,焊缝产生气孔的倾向很大。

     2.4 易形成热裂纹 

    铝的线膨胀系数和结晶收缩率比钢大约一倍,易产生较大的焊接变形和应力,加上某些杂质或合金元素的不利影响,在刚性较大的接头中将导致产生裂纹。

    2.5 烧穿和塌陷 

   铝及铝合金由固态转变为液态时.由于没有明显的颜色变化,所以,不易判断熔池的温度。焊接时,常因温度过高不易被察觉而导致烧穿或严重塌陷。

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