铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施

铝合金焊接裂纹产生的原因和预防措施

杜文普

中车唐山机车车辆有限公司   河北省唐山市   063035

摘要：铝合金材料是一种常用的工艺材料,目前在机械工程行业应用非常广泛,尤其是在空气分离设备、各种容器、塔、换热器、冷却器、罐、管道等中使用最多的铝合金材料。由于铝合金的导热系数高(约为钢的4倍),冷却速度快,熔池结晶也快。此外,线膨胀系数较大(钢的两倍),硬化时体积收缩率约为6.5%,容易导致焊接变形。因此,铝合金焊接接头的内应力和焊接接头的刚性结合相对较大,如果相对应力过大,复杂的应力状态会使焊接接头产生热裂纹。

关键词：铝合金；焊接裂纹；产生原因；预防措施

引言

目前，我们的国家是世界上最重要的生产国之一，也是世界上最重要的金属材料生产国之一，如钢铁、铝等。铝是现代机械制造的重要材料，它对铝材料生产的发展有着重要的影响，在日常生活中，铝材料的生产非常普遍，如同工业生产和制造中常用的金属一样，在社会生活中发挥着重要作用，铝材料通常是以机械材料制造的，许多管道、容器等都是以金属材料为材料制造的，由于热传导和冷却速度的原因，也是铝材料在焊接过程中容易出现裂纹，只有不断的制造和制造过程才能使铝金属的生产和制造更好，不断改进制造工艺，制造高质量的金属。

1铝合金材料的特点

铝是一种轻质金属材料，其颜色是银白色，因此具有较大的形状，因为它很轻，并且具有较高的导电性和导热系数，例如具有抗氧化和耐腐蚀性的金属材料，但在焊接操作过程中，铝容易形成过氧化铝膜，从而极大地影响焊接质量，在焊缝中产生浪费，破坏焊缝结构，极大地降低铝材料的耐腐蚀性。

2裂纹产生的机理

为了准确检测铝焊缝热裂纹的产生机理，焊缝的结晶过程分为三个阶段(1)高温下焊接罐容量开始结晶，此时只有少量晶体随着温度的下降和冷却时间的增加而扩展，并且在此过程中，新的芯液始终占有较大的比重，并且相邻的晶体不接触，因此未凝固的液态铝的自由流动不会受到阻碍， 即使在拉伸应力下，开放的空隙也可以填满液态金属，因此在液态金属的固相过程中，基本上不会产生重复(2)固态聚酯的固相，温度越来越低，冷却时间越来越长，熔池中的固相增大，而结晶内核越来越大，凝固的金属晶体接触到它们之间就会产生“缺口”， 分支骨架的刚度更强，并且形成的固相百分比进一步减小，不能在晶体之间自由流动，只能在颗粒之间留下来形成液体膜，因为液体膜的变形阻力小，变形集中在液体上，此时液体相的数量更少，因此不能通过液体塑料的流动来弥补裂缝，在这种情况下会产生非常糟糕的结晶裂缝， 如果在此温度范围内变形超过合金(3)的塑性值，则在完全熔融金属凝固后形成的焊缝完全凝固时，在拉伸应力下会产生较高的强度和塑性，而在此阶段产生裂纹的可能性相对较小，通常由于该拉伸应力区的温度空间较小，污染较低的金属(包括基本材料和焊缝材料)会产生较小的裂纹。 焊缝总应力较小导致焊缝裂纹的倾向较小；当焊缝中杂质较多时，脆性温度范围变宽，在该区域中的拉伸应力变长，更有可能产生裂纹。

3铝合金焊接裂纹产生的原因分析

3.1焊接工艺参数的影响

焊接工艺也会对铝合金的金属生产产生影响,特别是目前铝合金的金属制造有各种生产和制造的机械设备,有些生产连接也需要手工制作,这样焊接工艺参数不稳定,有时会受到外界因素的影响,焊接工艺参数会受到干扰。

3.2材料的清洁度因素

由于在运输,储存和加工过程中,铝合金焊接材料会受到不同程度的污染,材料的表面会受到影响,从而影响材料的清洁度。铝合金金属的焊接工艺,对于材料的清洁度是要求,对于储存和运输不符合规格,容易对材料的物理性能或化学性能产生一定的影响,焊接工艺,无论是母材还是使用填充材料,都会影响清洁度,进而影响铝合金金金属的焊接。

4铝合金焊接裂纹产生原因的预防措施

4.1合理设置焊接工艺参数

热集中焊接方法有助于快速完成焊接过程，防止创建方向强烈的厚柱，并提高较小焊接电流的抗裂性，从而降低焊接速度。 减少罐内过热，提高焊接速度的抗裂性，提高焊缝应力，提高热裂倾向，加工参数的选择取决于铝金属的具体制造要求，并根据制造零件的实际功能选择合适的操作参数，加工参数的合法性直接影响铝金属的性能，应根据制造要求合理调整焊接工艺参数，以便及时调整批量制造材料的参数， 为确保全批量生产参数的稳定性，以符合国际标准，并确保目前生产质量和国际工业标准的有效对接是违反某些产品的加工参数的，这可能会造成太多或太少的问题，因此在进行此工作时，应仔细检查每批使用的零件，以确保所有材料都符合加工参数。

4.2降低铝合金材料的纯净度

如果基本材料在铝钎焊中不合适，则在焊接过程中会产生多个晶体裂纹，这也是为什么在选择焊接材料时会出现违反规定的情况，这也是为什么焊接材料可能存在较低且成分相对均匀的焊接材料，这种材料较稳定，并且可以显着减少裂纹的发生，还必须检查焊接材料中的标准碳和硫量，以测量铝材料中的杂质并对其采取措施，以提高钎焊材料的纯度。

4.3提高焊接工作的质量和效率

在工艺连接中,为了防止裂缝,必须对施工工艺进行规划,要求工作人员根据焊接工作要求进行有序的施工活动,做好预热、连接形状和焊接。焊接工艺参数直接影响铝合金凝固时的组织,内应变的增长率是产生裂纹的关键。采用这种具有热能集中的焊接方法可以提高焊接效率,有效地防止了焊接活动中重晶的取向,从而提高了铝合金材料的韧性。此外,通过降低焊接流量可以调节焊接速度,通过减慢速度降低熔池温度,减少焊接过程中合金材料的内外温差,防止裂纹的产生。因为如果焊接速度太快,焊接接头的拉伸速度也会朝同一方向发展,从而产生热断裂的倾向。此外,在焊接时还可以使用段焊,或通过焊接前的预热,以尽量减少试样的相对膨胀系数,降低脆性温度范围的张力。如果在焊接过程中发生焊接断裂,工作人员必须及时填充电弧喷嘴,同时清除相关热源,防止电弧喷嘴产生裂缝。

结束语

综上所述，随着人工智能的发展，铝焊缝表现为机械智能操作，这有助于提高加工精度，从而有助于防止裂纹的产生，只有在技术不断提供有效的铝焊缝时，制造和加工才能保持稳定。

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