铝合金焊接气孔是什么原因?
铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免,氢的来源很多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842标准要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过80%时,焊缝就会明显出现气孔。
1、铝合金的结构比较大,尺寸比较大,散热快,对应的措施采用做预热处理
2、材料选择不对,根据铝的成分选择合适的焊接材料
3、铝合金本身的原因,有一些压铸铝件在焊接的过程中就是容易产生气孔,对应的措施可以采用WEWELDING53低温铝焊接,采用火焰钎焊。
铸造性气孔甚至群孔的描述
因为铸造工艺或者材料本身的缘故在铸造出来的产品端部出现气孔或者群孔,这样的孔往往是来自产品内在或者是产品深部延伸出来的气孔,对于修复工作有一定的难度。
低温铝焊丝WE53焊接铸造铝气孔的过程
1、清理清洁表面油污杂质。这个环节是很重要的,因为WE53低温铝焊丝是在没有配任何的助焊剂使用的
2、按照WE53的使用原理及操作方法将群孔处焊上第一层WE53的焊层。这个过程应该是一个一遍加热母材一边用焊丝在群孔处划的过程(就像划火柴一样),切记这个焊接过程不要用火直接去烧焊丝,而是完全靠母体热传导熔融焊丝成型。
3、用专用的不锈钢小刷刷拭第一遍划上去的焊层,我们叫打底。这个过程非常非常重要,因为需要修复的是群孔,所以你的刷拭的面应该是比较大的,并且刷拭的过程中第一遍划上去的焊层应该时刻保持金属液态的,也就是说整个刷拭的过程中你的火焰加热应该时刻保持,要不铸铝件就很快会冷却,导致用不锈钢小刷刷拭不动第一遍划上去的焊层。
4、打完底后重复第2步的操作划第二遍。此操作是最后让焊处成型的,在第一遍打底的基础上焊接的,这个时候焊丝被划到焊处的时候就像水一样流淌的,前提是你的母体的温度时刻要达到400度,温度可以高但是不可以低。
5、第二遍划完到表面平坦后,自然缓冷。
6、用抛光机抛光即可
特别注意:
1、如果群控的密度比较大,并且有稍微偏大的气孔,在焊接之前可以用锥子碾压一下密度大的群孔处,或者大的气孔然后焊接,这样做的目的是防止焊接的过程中因为加热膨胀导致铸造气孔受热而在焊接的时候产生冒泡现象。
2、我们说第一遍划,打底,第二遍划这几个步骤是连贯的,并且母体的温度是时刻保持可以工作的温度的 ,也就是400度。温度可以高一点,但是不可以低的,铸件不建议高得太多,不然容易产生温度过高而表面起皮现象。
3、再强调一遍:刷拭非常非常重要,特别是密集群孔的时候,第一遍划上去以后,然后刷拭,刷拭是多角度的刷拭,将第一遍划上去的焊层刷到缺陷气孔里面,这样才不至于抛光打磨的时候重新露出气孔。
1、气体纯度不高,改善气体纯度。
2、表面处理不好,有灰砂石都有可能产生气孔的原因,包括表面氧化膜处理。
3、气体保护的缘故。
4、环境湿度,用排湿机。
5、机器的输出故障。
6、焊丝的错误选择。
2、表面处理要干净
3、焊丝杂质含量的控制,可以考虑一下杂质含量比较控制的威欧丁铝氩弧焊丝
4、部分铝合金母体的铝质特性决定了容易产生气孔,比如压铸铝件,这个是很难控制的
一、强的氧化能力铝与氧的亲和力很强,在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜,厚度约为0.1μm,熔点高达2050℃,远远超过铝及铝合金的熔点,而且密度很大,约为铝的1.4倍。在焊接过程中,氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合,并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分,焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷,都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量,焊前必须严格清理焊件表面的氧化物,并防止在焊接过程中再氧化,对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护,这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是:
1、焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物;
2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护;
3、在气焊时,采用熔剂,在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。
二、铝的热导率和比热大,导热快尽管铝及铝合金的熔点远比钢低,但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大,比钢大一倍多,在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部,为了获得高质量的焊接接头,必须采用能量集中、功率大的热源,有时需采用预热等工艺措施,才能实现熔焊过程。
三、线膨胀系数大铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍,凝固时体积收缩率达6.5%-6.6%,因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外,采用适宜的焊接工装也是非常重要的,焊接薄板时尤其如此。另外,某些铝及铝合金焊接时,在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大,往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金,尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计,选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序,采用适应母材特点的焊接填充材料等。
四、容易形成气孔
焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷,尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因,这已为实践所证明。氢的来源,主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分,其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分,以焊缝气孔的产生,常常占有突出的地位。
铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体,在高温下溶入的大量气体,在由液态凝固时,溶解度急剧下降,在焊后冷却凝固过程中来不及析出,而聚集在焊缝中形成气孔。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,焊前必须严格限制所使用焊接材料(包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体)的含水量,使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2-3小时内焊接完毕,最多不超过24小时。TIG焊时,选用大的焊接电流配合较高的焊接速度。MIG焊时,选用大的焊接电流慢的焊接速度,以提高熔池的存在时间。Al-Li合金焊接时,加强正、背面保护,配合坡口刮削,清除概况氧化膜,可有效地防止气孔。
五、焊接接头容易软化
焊接可热处理强化的铝合金时,由于焊接热的影响,焊接接头中热影响区会出现软化,即强度降低,使基体金属近缝区部位的一些力学性能变坏。对于冷作硬化的合金也是如此,使接头性能弱化,并且焊接线能量越大,性能降低的程序也愈严重。针对此类问题,采取的措施主要是制定符合特定材料焊接的工艺,如限制焊接条件,采取适当的焊接顺序,控制预热温度和层间温度,焊后热处理等。对于焊后软化不能恢复的铝合金,最好采用退火或在固溶状态下焊接,焊后再进行热处理,若不允许进行焊后热处理,则应采用能量集中的焊接方法和小线能量焊接,以减小接头强度降低。
六、合金元素蒸发和烧损
某些铝合金含有低沸点的合金元素,这些元素在高温下容易蒸发烧损,从而改变了焊缝金属的化学成分,降低了焊接接头的性能。为了弥补这些烧损,在调整工艺的同时,常常采用含有这些沸点元素含量比母材高的焊丝或其他焊接材料。
七、铝在高温时的强度和塑性低
铝在370℃时强度仅为10Mpa,焊接时会因为不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良,甚至形成塌陷或烧穿,为了解决这个问题,焊接铝及铝合金时常常要采用垫板。
八、焊接接头的耐腐蚀性能低于母材
热处理强化铝合金(如硬铝)接头的耐腐蚀性的降低很明显,接头组织越不均匀,耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度或致密性也影响接头耐蚀性能。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,此外对于铝合金,焊接应力的存在也是影响耐蚀性的一个重要因素。
为了提高焊接接头的耐蚀性,主要采取以下几个措施:
1、改善接头组织成分的不均匀性。主要是通过焊接材料使焊缝合金化,细化晶粒并防止缺陷;同时调整焊接工艺以减小热影响区,并防止过热,焊后热处理。
2、消除焊接应力,如局部表面拉应力可以采用局部锤击办法来消除。
3、采取保护措施,如采取阳极氧化处理或涂层等。
九、无色泽变化,给焊接操作带来困难
铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时,没有明显的颜色变化,因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此,要求焊工掌握好焊接时的加热温度,尽量采用平焊,在引(熄)弧板上引(熄)弧等。
1、可以采用交流铝氩弧焊机焊接,用高纯氩气保护,气体流量在8-10L/MIN。
2、采用电焊手工焊接,焊条选用WEWELDING555的铝电焊条焊接,直流反接,适合小缺陷的修复裂纹,对于操作要求比较高,需要对焊条要皮做烘烤。
3、如果两者都没有条件或者尺寸不允许的话,就用火焰钎焊,一般适合小件的铸铝的件的焊接,一般采用铝的低温钎料焊接,比如可以了解WEWELDING53的一个焊接操作视频,可以解决气焊焊接铸铝的应用。
扩展资料
焊接注意事项:
1、电弧的长度:
电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧,特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属,形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。
2、焊接速度
适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化,不能作出标准的规定。
保持适宜的焊接速度,熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间,避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快,焊接部位冷却时,收缩应力会增大,使焊缝产生裂缝。
参考资料来源:百度百科-氩弧焊
参考资料来源:百度百科-生铝
参考资料来源:百度百科-焊接
铝焊缝中的气孔
形成气孔的特点
主要是H2气孔。
[H]来源于弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分,
特别是表面氧化膜中吸附的水分!