鋁鎂合金管型母線及鋁錳合金管母線料密度低，強(qiáng)度高，熱電導(dǎo)率高，耐腐蝕能力強(qiáng)，具有良好的物理特性和力學(xué)性能，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的焊接結(jié)構(gòu)上。長(zhǎng)期以來(lái)，由于焊接方法及焊接工藝參數(shù)的選取不當(dāng)，造成鋁合金零件焊接后因應(yīng)力過(guò)于集中產(chǎn)生嚴(yán)重變形，或因?yàn)楹缚p氣孔、廣西柳州本地夾渣、廣西柳州本地未焊透等缺陷，導(dǎo)致焊縫金屬裂紋或材質(zhì)疏松，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量及性能。1．鋁合金材料特點(diǎn)鋁是銀白色的輕金屬，具有良好的塑性、廣西柳州本地較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，同時(shí)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(jī)械性能和耐腐蝕性能。常見(jiàn)鋁合金母材和焊絲的化學(xué)成分及機(jī)械性能。廣毅榮銅鋁批發(fā).2．鋁合金材料的焊接難點(diǎn)(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(diǎn)高(約2050℃)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋁及鋁合金的熔點(diǎn)(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(shí)，它阻礙基本金屬的熔合，極易形成氣孔、廣西柳州本地夾渣、廣西柳州本地未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降。(2)易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)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(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí)，氫來(lái)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(lái)源很多，有電弧焊氣氛中的氫，鋁板、廣西柳州本地焊絲表面吸附空氣中的水分等。實(shí)踐證明，即使氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求，純度達(dá)到99.99％以上，但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔，當(dāng)空氣相對(duì)濕度超過(guò)80％時(shí)，焊縫就會(huì)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(yīng)力，對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。(4)鋁的導(dǎo)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(shí)，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(diǎn)的元素(如鎂、廣西柳州本地鋅、廣西柳州本地錳等)，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(xué)成分，使焊縫性能下降。(6)高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。(7)無(wú)色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí)，無(wú)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(zhǔn)備采用化學(xué)或機(jī)械方法，嚴(yán)格清理焊縫坡口兩側(cè)的表面氧化膜。化學(xué)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(guò)程如下：體積分?jǐn)?shù)為6％～10％的氫氧化鈉溶液，在70℃左右浸泡0.5min→水洗→體積分?jǐn)?shù)為15％的硝酸在常溫下浸泡1min進(jìn)行中和處理→水洗→溫水洗→干燥。洗好后的鋁合金表面為無(wú)光澤的銀白色。機(jī)械清理可采用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)銑刀，還可采用刮刀、廣西柳州本地銼刀等工具，對(duì)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(shí)間超過(guò)4h，應(yīng)重新清理。(2)確定裝配間隙及定位焊間距施焊過(guò)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(guò)程中就會(huì)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(guò)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(xiàng)有效措施。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不同板厚對(duì)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(chǎng)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(hù)下，利用鎢電極與工件問(wèn)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(jī)工作時(shí)，由于交流電流的極性是在周期性的變換，在每個(gè)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(guò)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、廣西柳州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(jìn)行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時(shí)，以右焊法進(jìn)行，焊炬和工件成90°角。焊接壁厚在3mm以上時(shí)，開(kāi)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(shí)，不開(kāi)坡口，不留間隙，不加填充絲。焊固定管子對(duì)接接頭時(shí)，當(dāng)管徑為200mm，壁厚為6mm時(shí)，應(yīng)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(shí)間的延長(zhǎng)與脫脂溫度的升高對(duì)6063G鋁鎂合金管 管母線具有相類似的影響規(guī)律,即脫脂時(shí)間越長(zhǎng),合金表面出現(xiàn)斑點(diǎn)、廣西柳州附近斑塊腐蝕的可能性越大,斑點(diǎn)、廣西柳州附近斑塊腐蝕的影響程度也越來(lái)越深。一般脫脂時(shí)間應(yīng)為3min(對(duì)200g/L的H2SO4而言),脫脂時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都會(huì)使型材表面出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,為后續(xù)的陽(yáng)極氧化處理留下隱患。關(guān)于脫脂時(shí)間的影響作用可從以下兩方面介釋:(1)脫脂液中的Cl-有擴(kuò)大斑點(diǎn)和斑塊腐蝕的趨勢(shì),而且其濃度越高,影響越甚,這種情況下,如果脫脂時(shí)間超過(guò)正常值,負(fù)面作用就更為嚴(yán)重；(2)隨著脫脂時(shí)間的延長(zhǎng),合金中的微量元素會(huì)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(yù)處理工藝中關(guān)鍵的步驟,堿洗劑以及添加劑,反應(yīng)溫度、廣西柳州附近時(shí)間等不同程度地影響著鋁型材的表面質(zhì)量。當(dāng)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(shí)間。2.1溫度的影響堿洗時(shí)的反應(yīng)活化能約46kJ/mol,這個(gè)數(shù)值一般不隨蝕洗條件的變化而改變,但反應(yīng)速度卻會(huì)因溫度升高而加快(溫度每升高10℃,速度就增加一倍)。文獻(xiàn)研究表明:堿洗時(shí)反應(yīng)溫度過(guò)高會(huì)使鋁型材表面產(chǎn)生“干涸斑點(diǎn)”缺陷。當(dāng)堿洗溫度較高時(shí)(高于70℃),堿液反應(yīng)速度非?？?型材從堿洗槽移出時(shí),會(huì)有大量的堿液附集在其表面,由于此時(shí)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(diǎn),而且這些斑點(diǎn)在后續(xù)處理中很難。另外,由于堿洗溫度高,反應(yīng)速度快,溶解下來(lái)的Zn2＋、廣西柳州附近Fe3＋亦能在較短時(shí)間內(nèi)以溶解2再沉積方式進(jìn)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(diǎn)塊的發(fā)生。2.2時(shí)間的影響堿洗時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)處理效果有著至關(guān)重要的作用,對(duì)于在50℃,用NaOH(50g/L)作為堿洗劑的條件下,時(shí)間一般取2min為宜。堿洗時(shí)間太短,達(dá)不到除氧化膜及活化表面的效果；時(shí)間過(guò)長(zhǎng),不僅增加鋁的損耗量,而且有可能將潛在的缺陷擴(kuò)大,造成產(chǎn)品報(bào)廢。3水洗水洗的質(zhì)量對(duì)合金的陽(yáng)極氧化效果有很大影響,由酸槽、廣西柳州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(huì)產(chǎn)生點(diǎn)蝕,特別是對(duì)點(diǎn)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(diǎn)。所以,應(yīng)注意預(yù)處理過(guò)程中的水洗質(zhì)量,在保證充分水洗的情況下,還要適當(dāng)控制水洗液中的氯離子含量。3.1時(shí)間的影響隨著水洗時(shí)間的延長(zhǎng),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(diǎn)腐蝕隨水洗時(shí)間的變化沒(méi)有明顯的規(guī)律性,但斑塊腐蝕受水洗時(shí)間的影響顯著,即水洗時(shí)間超過(guò)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(shí)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(shí)間比堿洗后的稍長(zhǎng),但均以不超過(guò)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(dāng)水洗液中無(wú)Cl-存在時(shí),型材表面幾乎沒(méi)有出現(xiàn)斑塊腐蝕,只有零星的少量斑點(diǎn)腐蝕；當(dāng)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(dāng)Cl-達(dá)到0.3g/L時(shí),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(guò)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、廣西柳州附近Si等雖溶于堿,但蝕洗時(shí)會(huì)重新積存于合金表面,所以在陽(yáng)極氧化前必須進(jìn)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(diǎn)很重要:一是適當(dāng)控制中和溫度,避免因溫度過(guò)高或過(guò)低出現(xiàn)表面缺陷；二是嚴(yán)格控制中和液中的Fe3＋濃度,減少因Fe3＋的氧化性引起的斑點(diǎn)腐蝕。4.1溫度的影響溫度是中和過(guò)程的重要因素,它直接影響中和反應(yīng)的速度。溫度過(guò)低,反應(yīng)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(yīng)注意溫差的影響；溫度過(guò)高,鋁的溶解速度較快,為斑點(diǎn)腐蝕的擴(kuò)展準(zhǔn)備了條件。一般反應(yīng)溫度控制在20℃較為理想,對(duì)于新配制的酸液(特別是H2SO4),應(yīng)冷卻到需要溫度再進(jìn)行中和反應(yīng)。4.2 Fe3＋的影響實(shí)驗(yàn)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(diǎn)腐蝕,同時(shí)還能誘發(fā)、廣西柳州附近加劇斑塊腐蝕的發(fā)展。當(dāng)H2SO4中Fe3＋很少時(shí),金屬表面的斑點(diǎn)、廣西柳州附近斑塊腐蝕很少,反應(yīng)較均勻；當(dāng)H2SO4中Fe3＋的濃度達(dá)到0.1g/L時(shí),金屬表面開(kāi)始出現(xiàn)斑點(diǎn)腐蝕,并且有散亂的斑塊腐蝕分布；當(dāng)Fe3＋的濃度提高到0.3g/L時(shí),斑點(diǎn)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(dāng)Fe3＋濃度很高時(shí),H2SO4中和液的氧化性就很強(qiáng)(因Fe3＋的氧化性很強(qiáng)),致使中和過(guò)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(yǔ)預(yù)處理工藝雖然是陽(yáng)極氧化處理前的輔助工序,但對(duì)鋁型材的表面質(zhì)量有著不可低估的作用。各廠家應(yīng)從自身的情況出發(fā),制定出切實(shí)可行的預(yù)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 –