國內(nèi)知名鋁廠擠壓型材鋁焊接折彎

鋁合金焊接產(chǎn)生裂紋的原因以及預(yù)防措施：

   鋁合金材料是一種較常用的工藝材料，目前在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，尤其是在空氣分離設(shè)備中，各種容器，塔器，換熱器，冷卻器，貯槽，管道等大多都采用鋁合金材料。
   由于鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)大（大約為鋼的4倍），冷卻速度快，焊接熔池的一次結(jié)晶速度也快.另外，其線膨脹系數(shù)大（為鋼的2倍），凝固時(shí)的體積收縮率為6.5%左右，易產(chǎn)生焊接變形，所以，鋁合金焊縫的內(nèi)應(yīng)力及焊接接頭剛性拘束力都比非常大，若想對(duì)應(yīng)力過大，復(fù)雜的受力狀態(tài)會(huì)使焊縫產(chǎn)生熱裂紋。

 

   鋁合金材料的這些特點(diǎn)以及空分設(shè)備生產(chǎn)工藝的特殊性，使鋁合金材料在脫脂加工.組裝,焊接.探傷等工藝中的要求與一般碳鋼材料不同。本文從熱裂紋形成的機(jī)理和焊接工藝的角度分析鋁合金焊接裂紋產(chǎn)生的原因，并提出防止措施。

 

鋁合金焊接裂紋產(chǎn)生機(jī)理：

 

    在鋁合金焊接過程中，由于材料的種類、性質(zhì)和焊接結(jié)構(gòu)不同，焊接接頭中可能出現(xiàn)各種裂紋，裂紋可使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，甚至引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的突然破壞。因此，焊縫中是絕不允許存在裂縫的。

 

鋁合金焊接裂紋的種類：

 

    裂紋的形態(tài)和分布特征都很復(fù)雜，根據(jù)裂紋產(chǎn)生的部位，鋁合金焊接裂縫可分為以下兩種形式：

 

（1）焊縫金屬中的裂紋。  焊縫金屬中的裂紋包括縱向裂紋，橫向裂紋，弧坑裂紋，發(fā)狀或弧狀裂紋，焊根裂紋和顯微裂紋（尤其在多層焊時(shí)）。（2）熱影響區(qū)的裂紋。 包括焊趾裂紋，層狀裂紋和熔合線附近的顯微熱裂紋。

 

        如果按裂縫產(chǎn)生的溫度區(qū)間，鋁合金焊接裂縫又可分為熱裂紋和冷裂紋。鋁合金焊接焊縫中冷裂紋幾乎很難看到，較常見的是焊接熱裂紋。

 

熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)理：

 

  為了準(zhǔn)確研究鋁合金焊接熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)理，將其焊接熔池的結(jié)晶過程分為三個(gè)階段。

 

        液固階段， 焊接熔池在高溫冷卻開始結(jié)晶時(shí)，只有很少數(shù)量的晶核存在，隨著溫度的降低和冷卻時(shí)間的延長，晶核逐漸長大，并出現(xiàn)新的晶核，但是，在這個(gè)過程中，液淚始終占有較多的份額。且相鄰晶粒之間不接觸，對(duì)還未凝固的的液態(tài)鋁合金的自由流動(dòng)沒有阻礙，在這種情況下，即使有拉伸應(yīng)力存在，倍拉開的縫隙也能即使的倍流動(dòng)著的液態(tài)金屬所填滿。因此，在液固階段基本不會(huì)產(chǎn)生裂紋。

 

        固液階段。 在漢街熔池晶體繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，焊池中固相不斷增多，先前晶體的晶核不斷壯大，當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值時(shí)，已經(jīng)凝固的鋁合金金屬晶體就會(huì)相互發(fā)生接觸，并且不斷傾軋?jiān)谝黄稹＿@時(shí)候，業(yè)態(tài)鋁合金的流動(dòng)受到阻礙，也就是說熔池結(jié)晶進(jìn)入了固液階段的。因此，由于液態(tài)鋁合金金屬較少，晶體本身的變形可以強(qiáng)烈發(fā)展，晶體間殘存的液相則很難流動(dòng)，在拉伸應(yīng)力作用下產(chǎn)生的微小縫隙都無法填充。這時(shí)，只要稍有拉伸應(yīng)力的存在，就有產(chǎn)生裂紋的可能性，因此，這個(gè)階段又叫做“脆性溫度區(qū)”。

 

       完全凝固階段。  熔池金屬完全凝固后所形成的焊縫，受到拉應(yīng)力時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)出較好的強(qiáng)度和塑性，在這一階段產(chǎn)生裂紋的可能性相對(duì)較小。一般情況下，雜質(zhì)較少的金屬 （母材和焊接材料）由于脆性溫度區(qū)間較窄，拉應(yīng)力在這個(gè)區(qū)間作用的時(shí)間比較短，使得焊縫的總應(yīng)變量比較小，因此，焊接時(shí)產(chǎn)生的裂紋傾向較小。如果焊縫中雜質(zhì)比較多，則脆性溫度區(qū)間范圍比較寬，拉伸應(yīng)力在這個(gè)區(qū)間的作用時(shí)間就比較長，產(chǎn)生裂紋的可能性也比非常大。