鋁鎂合金管型母線及鋁錳合金管母線料密度低，強度高，熱電導率高，耐腐蝕能力強，具有良好的物理特性和力學性能，因而廣泛應用于工業(yè)產(chǎn)品的焊接結(jié)構(gòu)上。長期以來，由于焊接方法及焊接工藝參數(shù)的選取不當，造成鋁合金零件焊接后因應力過于集中產(chǎn)生嚴重變形，或因為焊縫氣孔、福建莆田本地夾渣、福建莆田本地未焊透等缺陷，導致焊縫金屬裂紋或材質(zhì)疏松，嚴重影響了產(chǎn)品質(zhì)量及性能。1．鋁合金材料特點鋁是銀白色的輕金屬，具有良好的塑性、福建莆田本地較高的導電性和導熱性，同時還具有抗氧化和抗腐蝕的能力。鋁極易氧化產(chǎn)生三氧化二鋁薄膜，在焊縫中容易產(chǎn)生夾雜物，從而破壞金屬的連續(xù)性和均勻性，降低其機械性能和耐腐蝕性能。常見鋁合金母材和焊絲的化學成分及機械性能。廣毅榮銅鋁批發(fā).2．鋁合金材料的焊接難點(1)極易氧化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm)，熔點高(約2050℃)，遠遠超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3，約為鋁的1.4倍，氧化鋁薄膜的表面易吸附水分，焊接時，它阻礙基本金屬的熔合，極易形成氣孔、福建莆田本地夾渣、福建莆田本地未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降。(2)易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫，由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫，而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫，因此當熔池溫度快速冷卻與凝固時，氫來不及逸出，容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔目前難于完全避免，氫的來源很多，有電弧焊氣氛中的氫，鋁板、福建莆田本地焊絲表面吸附空氣中的水分等。實踐證明，即使氬氣按GB/T4842標準要求，純度達到99.99％以上，但當水分含量達到20ppm時，也會出現(xiàn)大量的致密氣孔，當空氣相對濕度超過80％時，焊縫就會明顯出現(xiàn)氣孔。(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍，易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應力，對剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。(4)鋁的導熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時，比焊鋼要消耗更多的熱量。(5)合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、福建莆田本地鋅、福建莆田本地錳等)，在高溫電弧作用下，極易蒸發(fā)燒損，從而改變焊縫金屬的化學成分，使焊縫性能下降。(6)高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。(7)無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。3．鋁合金材料焊接的工藝方法(1)焊前準備采用化學或機械方法，嚴格清理焊縫坡口兩側(cè)的表面氧化膜?；瘜W清洗是使用堿或酸清洗工件表面，該法既可去除氧化膜，還可除油污，具體工藝過程如下：體積分數(shù)為6％～10％的氫氧化鈉溶液，在70℃左右浸泡0.5min→水洗→體積分數(shù)為15％的硝酸在常溫下浸泡1min進行中和處理→水洗→溫水洗→干燥。洗好后的鋁合金表面為無光澤的銀白色。機械清理可采用風動或電動銑刀，還可采用刮刀、福建莆田本地銼刀等工具，對于較薄的氧化膜也可用0.25mm的銅絲刷打磨氧化膜。清理好后立即施焊，如果放置時間超過4h，應重新清理。(2)確定裝配間隙及定位焊間距施焊過程中，鋁板受熱膨脹，致使焊縫坡口間隙減少，焊前裝配間隙如果留得太小，焊接過程中就會引起兩板的坡口重疊，增加焊后板面不平度和變形量；相反，裝配間隙過大，則施焊困難，并有燒穿的可能。合適的定位焊間距能保證所需的定位焊間隙，因此，選擇合適的裝配間隙及定位焊間距，是減少變形的一項有效措施。根據(jù)經(jīng)驗，不同板厚對接縫較合理的裝配工藝參數(shù)如表2。(3)選擇焊接設(shè)備目前市場上焊接產(chǎn)品種類較多，一般情況下宜采用交流鎢極氬弧焊(即TIG焊)。它是在氬氣的保護下，利用鎢電極與工件問產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接方法。該焊機工作時，由于交流電流的極性是在周期性的變換，在每個周期里半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波期間鎢極可以發(fā)射足夠的電子而又不致于過熱，有利于電弧的穩(wěn)定。反接的半波期間工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而獲得表面光亮美觀、福建莆田本地成形良好的焊縫。(4)選擇焊絲一般選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。(5)選取焊接方法和參數(shù)一般以左焊法進行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時，以右焊法進行，焊炬和工件成90°角。焊接壁厚在3mm以上時，開V形坡口，夾角為60°～70°，間隙不得大于1mm，以多層焊完成。壁厚在1.5mm以下時，不開坡口，不留間隙，不加填充絲。焊固定管子對接接頭時，當管徑為200mm，壁厚為6mm時，應采用直徑為3～4mm的鎢極，以220～240A的焊接電流，直徑為4mm的填充焊絲，以1～2層焊完。 [轉(zhuǎn)載需保留出處 –

　脫脂時間的延長與脫脂溫度的升高對6063G鋁鎂合金管 管母線具有相類似的影響規(guī)律,即脫脂時間越長,合金表面出現(xiàn)斑點、福建莆田附近斑塊腐蝕的可能性越大,斑點、福建莆田附近斑塊腐蝕的影響程度也越來越深。一般脫脂時間應為3min(對200g/L的H2SO4而言),脫脂時間過短或過長都會使型材表面出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,為后續(xù)的陽極氧化處理留下隱患。關(guān)于脫脂時間的影響作用可從以下兩方面介釋:(1)脫脂液中的Cl-有擴大斑點和斑塊腐蝕的趨勢,而且其濃度越高,影響越甚,這種情況下,如果脫脂時間超過正常值,負面作用就更為嚴重；(2)隨著脫脂時間的延長,合金中的微量元素會部分溶解,致使型材表面出現(xiàn)凹凸不平的腐蝕缺陷。2堿洗堿洗是預處理工藝中關(guān)鍵的步驟,堿洗劑以及添加劑,反應溫度、福建莆田附近時間等不同程度地影響著鋁型材的表面質(zhì)量。當堿洗劑和添加劑選定之后,影響堿洗效果的因素是堿洗溫度和堿洗時間。2.1溫度的影響堿洗時的反應活化能約46kJ/mol,這個數(shù)值一般不隨蝕洗條件的變化而改變,但反應速度卻會因溫度升高而加快(溫度每升高10℃,速度就增加一倍)。文獻研究表明:堿洗時反應溫度過高會使鋁型材表面產(chǎn)生“干涸斑點”缺陷。當堿洗溫度較高時(高于70℃),堿液反應速度非常快,型材從堿洗槽移出時,會有大量的堿液附集在其表面,由于此時型材表面仍然保持較高溫度,所以蝕洗速度仍然很高,殘留有堿液的區(qū)域迅速干涸后出現(xiàn)Al2O3斑點,而且這些斑點在后續(xù)處理中很難。另外,由于堿洗溫度高,反應速度快,溶解下來的Zn2＋、福建莆田附近Fe3＋亦能在較短時間內(nèi)以溶解2再沉積方式進一步加劇局部腐蝕。一般堿洗溫度保持在50℃左右較為合適,既能保證堿洗質(zhì)量,又能防止腐蝕斑點塊的發(fā)生。2.2時間的影響堿洗時間的長短對處理效果有著至關(guān)重要的作用,對于在50℃,用NaOH(50g/L)作為堿洗劑的條件下,時間一般取2min為宜。堿洗時間太短,達不到除氧化膜及活化表面的效果；時間過長,不僅增加鋁的損耗量,而且有可能將潛在的缺陷擴大,造成產(chǎn)品報廢。3水洗水洗的質(zhì)量對合金的陽極氧化效果有很大影響,由酸槽、福建莆田附近堿槽帶入的大量雜質(zhì)離子以及較低或較高的pH值都會產(chǎn)生點蝕,特別是對點蝕敏感的氯離子,因其自催化作用很容易在不完整的鈍化膜上產(chǎn)生腐蝕斑點。所以,應注意預處理過程中的水洗質(zhì)量,在保證充分水洗的情況下,還要適當控制水洗液中的氯離子含量。3.1時間的影響隨著水洗時間的延長,鋁型材表面斑塊腐蝕大大加劇,腐蝕面積也有所增大。顯微鏡下觀察水洗試樣,發(fā)現(xiàn)斑點腐蝕隨水洗時間的變化沒有明顯的規(guī)律性,但斑塊腐蝕受水洗時間的影響顯著,即水洗時間超過正常值越多,斑塊腐蝕的面積越大,顏色也更深。關(guān)于水洗時間的確定隨處理工序的不同而略有差別,一般脫脂與中和工序后的水洗時間比堿洗后的稍長,但均以不超過2min為宜,以免型材表面出現(xiàn)斑塊缺陷。另外,若水洗方式改為沖洗,便能有效地防止表面斑塊腐蝕。3.2氯離子的影響研究發(fā)現(xiàn),水洗液中的Cl-有誘發(fā)斑塊腐蝕的作用。當水洗液中無Cl-存在時,型材表面幾乎沒有出現(xiàn)斑塊腐蝕,只有零星的少量斑點腐蝕；當水洗液中加入0.1g/L的Cl-后,型材表面出現(xiàn)了明顯的斑塊腐蝕區(qū)域,但面積不大,腐蝕程度較淺；當Cl-達到0.3g/L時,型材表面出現(xiàn)了大量的斑塊腐蝕,且呈片狀連續(xù)分布。4中和堿洗過程溶解鋁,但合金中許多第二相組分不能溶解,這些物質(zhì)堿洗后殘留于金屬表面。另外,一些合金元素如Zn、福建莆田附近Si等雖溶于堿,但蝕洗時會重新積存于合金表面,所以在陽極氧化前必須進行中和,以表面殘留的雜質(zhì)。要想獲得良好的中和效果,下面兩點很重要:一是適當控制中和溫度,避免因溫度過高或過低出現(xiàn)表面缺陷；二是嚴格控制中和液中的Fe3＋濃度,減少因Fe3＋的氧化性引起的斑點腐蝕。4.1溫度的影響溫度是中和過程的重要因素,它直接影響中和反應的速度。溫度過低,反應不徹底,金屬表面的殘留雜質(zhì)很難干凈,尤其在冬季作業(yè),更應注意溫差的影響；溫度過高,鋁的溶解速度較快,為斑點腐蝕的擴展準備了條件。一般反應溫度控制在20℃較為理想,對于新配制的酸液(特別是H2SO4),應冷卻到需要溫度再進行中和反應。4.2 Fe3＋的影響實驗結(jié)果表明,硫酸中和液中Fe3＋的存在,它在一定程度上加速了斑點腐蝕,同時還能誘發(fā)、福建莆田附近加劇斑塊腐蝕的發(fā)展。當H2SO4中Fe3＋很少時,金屬表面的斑點、福建莆田附近斑塊腐蝕很少,反應較均勻；當H2SO4中Fe3＋的濃度達到0.1g/L時,金屬表面開始出現(xiàn)斑點腐蝕,并且有散亂的斑塊腐蝕分布；當Fe3＋的濃度提高到0.3g/L時,斑點腐蝕的數(shù)目和斑塊腐蝕的面積均明顯增加,型材表面質(zhì)量很差。研究發(fā)現(xiàn),當Fe3＋濃度很高時,H2SO4中和液的氧化性就很強(因Fe3＋的氧化性很強),致使中和過程中鋁的溶解速度加劇,鋁型材的表面質(zhì)量較差。5結(jié)束語預處理工藝雖然是陽極氧化處理前的輔助工序,但對鋁型材的表面質(zhì)量有著不可低估的作用。各廠家應從自身的情況出發(fā),制定出切實可行的預處理工藝參數(shù),以提高鋁型材的表面處理質(zhì)量。 [轉(zhuǎn)載需保留出處 –