关于铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究吴其标

关于铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究吴其标
发布时间：2021-08-03T08:29:57.376Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：吴其标李暖[导读] 对于铝合金材料而言，其导热性与化学性质很强，氧化膜的密度十分低，上述性质导致使用铝合金进行焊接时，易产生各种不同的问题，为了科学解决上述不良情况的目的，应该确保铝合金焊接的质量达到相关规定，在深入掌握铝合金焊接性能、焊接接头性能的基础上，学会合理处理相关难题。

本文通过说明铝合金焊接性能与焊接接头性能，并且结合常见铝合金焊接问题，制定出科学的处理策略，进
而对相关铝合金焊接人员形成一定的借鉴与启发。

吴其标李暖
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摘要：对于铝合金材料而言，其导热性与化学性质很强，氧化膜的密度十分低，上述性质导致使用铝合金进行焊接时，易产生各种不同的问题，为了科学解决上述不良情况的目的，应该确保铝合金焊接的质量达到相关规定，在深入掌握铝合金焊接性能、焊接接头性能的基础上，学会合理处理相关难题。

本文通过说明铝合金焊接性能与焊接接头性能，并且结合常见铝合金焊接问题，制定出科学的处理策略，进而对相关铝合金焊接人员形成一定的借鉴与启发。

关键词：铝合金；焊接性能；焊接接头
引言：
从当前的情况来看，铝合金焊接被运用到高铁与轻轨等城市轨道交通、军工、汽车与船舶以及储罐等不同的行业领域当中，与此同时，针对铝合金焊接的质量提出了更高的要求。

由于铝合金焊接接头的化学成分与力学性能不均匀，容易产生焊接变形、残余应力，带给接头性能不良的影响。

1.铝合金焊接性能与焊接接头性能的说明 1.1较高的膨胀系数
一般来说，铝合金材料具有很高的膨胀系数，大部分超过了铜、钢的2倍，相应的最高收缩性为75%，由此说明了进行焊接处理的时候，受到高温的干扰，易于让铝材料受到热胀冷缩的影响发生变形的现象，与此同时，产生了结晶裂纹与液化裂纹等不同的问题。

并且，尽管铝合金具有很高的导热性，不过，受到高温的不良影响，导致内、外部的温度呈现出一定的差别，在温差改变的作用下，让内、外部产生了不一样的膨胀问题，形成很大的内应力，进而造成铝合金焊接易于发生热裂纹的现象。

在进行焊接处理结束之后，受到焊接接头温度下降的影响，假如收缩量很大，冷却的速度非常快，相应收缩的变速率不断提升，让铝合金焊接接头的位置产生了应力-应变状态，由此致使焊接的位置发生了裂纹的问题[1]。

1.2较强的氧化能力
由于铝材料的氧亲和力较强，其长久处于空气当中，非常易于产生相应的氧化铝薄膜，此类薄膜尽管厚度是很低的，同时，结实度、密度均很高，不过其熔点达到了2050℃，假如没有通过处理之后，便实施焊接，会容易导致铝材料无法和其他金属材料紧密结合到一起，此时，焊接的接头受到氧化铝残渣的影响，进而形成了气孔。

并且，有关氧化膜薄膜自身能够进行水分的吸附，进行焊接处理的过程当中，在氧化薄膜表面上的水分将快速汽化，同时分解成氢气，当焊接完毕以后，因为铝合金材料的温度快速下降，导致氢气溶解度同样降低，最后进行上浮，产生气孔，不利于确保焊接处理的质量[2]。

1.3焊接接头容易出现软化现象
开展铝合金材料焊接处理的过程当中，一般会采用热处理焊接的方式，运用此种模式，尽管获得了有效地运用，不过因为铝合金具有很低的高温塑性与强度，所以，在焊接接头的相关热影响区，十分容易发生软化的情况，通过科学处理之后，能够避免出现裂缝与变形等问题，不过受到强度下降的干扰，依然会干扰到焊缝周围区域的力学性能，同时焊接线的能量较大时，会使其性能下降。

1.4接头的耐腐蚀性不佳
通常情况下，铝合金的耐腐蚀性较好，不过通过对其热处理之后，因为焊缝位置和铝合金本自身进行对比，其致密性与纯度都呈现出不够的情况。

并且，在此过程当中，出现了很多的杂质、粗大晶粒等，鉴于此，相应耐腐蚀性降低。

面对耐腐蚀性较低的状况，在铝合金焊缝的位置易于受到表面腐蚀影响，导致产生晶间腐蚀与裂缝的现象[3]。

2.常见铝合金焊接问题的科学处理策略 2.1做好对接头软化问题的有效处理工作
因为被铝合金性能所干扰，进行铝合金接头焊接处理的时候，无法规避出现软化的现象。

所以，有关焊接技术人员需要紧密根据材料的性能，科学运用焊接技术，有效掌握相关焊接条件、温度以及具体的顺序等，比如，可以借助脉冲氩弧焊加以焊接处理，能够有效运用焊件的变形较小的特征，减小了焊接接头软化方面的影响，依靠科学管控焊接温度的方式，能够减小接头的软化程度，并且规避接头的力学性能受到过大的不良影响。

除此之外，当铝合金材料的高温软化难以进行恢复的时候，需要尽可能处于退火，亦或者固溶状态当中实施焊接处理，结束以后可以实施热处理[4]。

由此可见，通过前文的阐述与分析之后，从中不难看出，做好对接头软化问题的有效处理工作显得尤为必要，具有很大的研究意义和实施价值。

2.2注重对焊缝热裂纹缺陷的科学处理
开展铝合金材料焊接处理的时候，容易产生热裂纹问题，对此项问题的处理手段可谓非常多。

具体来说：第一，对于铝合金材料而言，尽管处于较高温度、迅速冷却环境当中会产生应力应变的情况，不过，可以事先借助焊接实验的方式，达到明确焊接温度相关参数的目的，同时提高了焊接处理的规范程度，确保焊接顺序的合理性，如此，使焊缝热裂纹的发生率降低。

第二，对于铝合金材料的焊缝结晶裂纹、相关热影响区的液化裂纹而言，有关焊接工作者应该紧密结合具体的焊接状况，以便完成针对铝合金材料焊接接头有效优化的任务，达到减小应力应变带给焊接接头的不良影响。

第三，需要进行焊接的过程当中，在金属当中增加Ti、Zr以及B等众多的微量元素，将其当成变质剂，使其产生具有高塑性的细化晶粒，有助于优化铝合金焊缝位置相应的力学性能，增强抗裂性能，有效规避了热裂纹现象的产生[5]。

2.3强化对接头腐蚀问题的正确处理
对于铝合金材料来说，尽管经过高温影响之后，将产生耐腐蚀性下降的现象，不过初期阶段产生的影响是较小的，所以，有关焊接技术工作者需要借助对接头组织成分中不均匀性能的方式，达到改进焊缝的目的，与此同时，可以在焊缝的位置，科学制造出不同类型的细化晶粒，进而达到增强耐腐蚀性的效果。

除此之外，通过运用阳极氧化处理、涂层等不同的方式，能够有效保护铝合金材料，进而规避发生铝合金材料腐蚀的现象。

显而易见，经过上文的论述与分析以后，从中不难看出，强化对接头腐蚀问题的正确处理可谓十分关键，拥有一定的研究意义与实践价值。

2.4确保焊缝气孔处理的合理性
结合受到铝合金材料表面氧化铝薄膜因素造成的相关焊缝气孔问题，有关焊接工作者应该借助化学方法，及时清理铝合金材料表面的氧化物，有效规避氧化铝薄膜产生残渣的情况发生。

与此同时，具体进行焊接处理的过程当中，可以运用一些保护气体，达到有效保护相关铝合金材料的效果。

还可以借助焊丝把氧化铝薄膜进行挑破处理，能够谨防铝合金材料进行焊接处理的时候重新发生氧化的情况。

结束语：
综上所述，由于被铝合金材料的焊接性能、焊接接头性能所干扰，进行具体焊接处理的时候，非常易于产生气孔、塌陷以及裂纹等诸多方面的问题，以科学处理上述问题的目的，一方面，应该保证焊接工序的合理性，另一方面，需要科学运用焊接技术与材料，并且编制出科学的处理方案。

参考文献：
[1]段金龙，陈晓燕，李月月.铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究[J].世界有色金属，2020，No.541（201）：286-287.
[2]王元良，屈金山，晏传鹏，等.铝合金焊接性能及焊接接头性能[J].中国有色金属学报，2020，007（001）：169-174.
[3]朴圣君，张文瀚，张路遥.铝合金焊接性能及焊接接头性能[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2019，165（144）：00208-00209.
[4]许鸿吉，唐海鹰，刘志平，等.6082铝合金MIG焊焊接接头组织与力学性能研究[J].热加工工艺，2020，239（001）：1231-1233.
[5]刘春宁，王秀义，钮旭晶，等.补焊对6082铝合金焊接接头组织和性能的影响[J].焊接技术，2019，341（101）：245-247.。