铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理

铝是银白色的轻金属,具有良好的塑性、较高的导电性和导热性,同时还具有抗氧化和抗腐蚀的能力。铝焊接时极易在焊缝中产生夹杂物,从而破坏金属的连续性和均匀性,降低其机械性能和耐腐蚀性能。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中， 纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值 σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。
关键词：铝合金；焊接接来自百度文库；裂纹；机理；措施
Abstract
In recent decades, with the improvement of science and technology, the welding technology also continued to make progress, many high efficiency and high performance welding method for promotion. Aluminum and aluminum alloy material low density, high strength, and thermal conductivity high, corrosion resistance, and a strong ability without magnetic, forming the gender is good and low temperature performance is good, have good physical properties and mechanical properties, and widely used in industrial products of welding structure. But the aluminum alloy and aluminum alloy localization of welding materials are abroad and a big gap between the still exist. Although has been used aluminum alloys welding into many important products, but aluminum and aluminum alloy with their unique physical and chemical properties, so the welding process of will produce a series of difficulties, the main problem: the porosity, welding seam hot cracking, joint "aggressive", etc. In this paper, the aluminum alloy welding joint crack characteristics and produce mechanism are analyzed, and puts forward some preventive measures.
KeyWords:aluminum alloy; Welding joint; Crack; Mechanism; measures
1绪论
1.1引言
铝及铝合金材料密度低,强度高,热电导率高,耐腐蚀能力强,具有良好的物理特性和力学性能,因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。随着焊接技术的广泛应用，目前已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但实际焊接生产中并不是没有困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如 Al2O3的熔点为 2050℃，MgO 熔点为 2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时，氧化膜（特别是有 MgO 存在的，不很致密的氧化膜）可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一[1]。此外，铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。这些也都是焊接生产中颇感困难的问题。
1.2铝合金的概述
铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
摘要
近几十年来，随着科学技术的不断进步，焊接技术也在不断进步，许多高效率和高性能的焊接方法得到了推广。铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀能力强，无磁性，成形性好及低温性能好，具有良好的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。但国产化的铝合金和铝合金焊接材料均与国外还存在着一定的差距。虽然已经应用铝及其合金焊成许多重要产品，但铝及铝合金由于具有独特的理化性能，因此在焊接过程中会产生一系列的困难，主要的问题有：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”等。本文对铝合金焊接接头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析，提出了几点防范措施。