生產中,可以采取以下措施防止鋁及鋁合金產生焊接熱裂紋:
1、選用熱裂紋傾向小的母料,嚴格控制雜質含量
各種鋁合金焊接熱裂紋傾向不同。其中熱裂紋傾向較小的是工業純鋁和防銹鋁。但防銹鋁中的Al-Mg合金當Mg的質量分數為2%—— 3%時,熱裂傾向也比較大。熱處理強化鋁合金一般來說熱裂紋傾向都比較大。因此,作為焊接結構用的比較多的是防銹鋁、2A16(LY16) 及Al-Zn-Mg合金;其次是6A02(LD2)、2A14 (LD10)、2A11(LY11)合金;2A12(LY12)、7A04(LC4)合金則主要用于電阻焊結構。
2、正確選用填充金屬
當母材確定以后,正確選用填充材料是防止熱裂紋的關鍵。
一般來說,填充金屬可以從以下幾方面對防止熱裂紋發揮作用:
、僭黾拥腿埸c共晶物數量,對裂紋起“自愈”作用。
例如,對一些熱裂紋傾向大的硬鋁合金,焊縫成分在原合金系統中進行調整難以奏效,但如果采用ωsi5%的Al-Si焊絲(SAlSi5)焊接,由于能形成較多低熔點共晶物,能夠“自愈”,因而有較高的抗熱裂紋能力。
、趯缚p進行變質處理。
鋁合金的焊絲中幾乎都有Ti、Zr、V、B等微量元素,一般都是作為變質劑加入的。這些元素能與Al 形成難熔的金屬間化合物的細小微粒,起到非自發結晶核心的作用,因而能細化晶粒,疏散低熔點共晶物,提高焊縫的抗熱裂性。
、蹨p小有效的結晶溫度區間。
例如,為焊接Al-Cu-Mg 系硬鋁而發展的B61焊絲加入了Ni、Mn和Ti元素,Ni 能與Al、Cu發生包晶反應,形成復雜的金屬間化合物(CuAlNi),能提高固相線溫度,從而使有效結晶溫度區間減小,加之,Mn和Ti能細化晶粒,因而能提高焊縫的抗熱裂性。
3、正確選擇焊接方法和焊接參數
采用熱能集中的焊接方法可以實現快速焊接,能防止形成方向性強的粗大的柱狀晶,因此可以減小熱裂紋傾向,例如TIG或MIG焊接時熱烈紋傾向比氣焊時小得多。
在焊接參數的選擇上,宜選用較小的焊接電流和較慢的焊接速度。因為電流過大不僅使熔池過熱、柱狀晶粗大,而且會增大熔合比,使熱裂紋傾向較大的母材過多地進入焊縫,因而使熱裂紋傾向增大;焊接速度過快,則能提高焊縫在結晶過程中的應變速度,也使熱裂紋傾向增大。