鋁合金專用焊錫絲：鋁合金的焊接性

鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強度和導熱性以及在低溫下能保持良好力學性能等特點，在航空航天、汽車、電工、化工、交通運輸、國防等工業(yè)部門被廣泛地應用。掌握鋁合金的焊接性特點、焊接操作技術、接頭質(zhì)量和性能、缺陷的形成及防止措施等，對正確制定鋁合金的焊接工藝，獲得良好的接頭性能和擴大鋁合金的應用范圍具有十分重要的意義。

鋁的重量輕和耐腐蝕是其性能的兩大突出特點，純鋁的密度約為2.7 g/cm3,僅為鐵、銅密度的1/3；鋁及鋁合金的表面易生成一層致密、牢固的Al2O3保護膜，這層保護膜只有在鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞，因此具有很好的耐大氣（包括工業(yè)性大氣和海洋大氣）腐蝕和水腐蝕的能力，能抵抗多數(shù)酸和有機物的腐蝕。采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；采用保護措施，可以提高鋁合金的耐蝕性能。在各種牌號的變形鋁及鋁合金中，鋁錳和鋁鎂合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強化，但強度比純鋁高，并具有優(yōu)秀的抗蝕性和焊接性能。

鋁合金的焊接性特點

受鋁合金理化特性的影響，在焊接過程中存在一定難度，目前的鋁合金焊接主要存在以下幾個問題：熱應力、燒蝕蒸發(fā)、固態(tài)夾雜、氣孔塌陷等：

熱應力

鋁合金的熱膨脹系數(shù)較高，彈性模量較小。在焊接過程中，由于鋁合金變形大、線膨脹系數(shù)大，凝固時體積收縮率達6%左右，且冷卻速度和熔池一次結(jié)晶速度快，導致焊縫的內(nèi)應力和焊接接頭的剛性拘束度較大，易使鋁合金接頭內(nèi)產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，引起較大的焊接應力與變形，形成裂紋、波浪變形等缺陷。

燒蝕蒸發(fā)

鋁的熔點為660℃，沸點為2647℃，相比于銅、鐵其他金屬元素較低。在焊接過程中，如果焊接溫度過高，容易產(chǎn)生爆炸并形成飛濺，尤其在高能束焊接時更易發(fā)生，如圖1所示。另外，鋁合金中添加的合金元素有的沸點較低，在焊接的瞬時高溫下極易蒸發(fā)燒損，爆炸產(chǎn)生的飛濺也會帶走部分液滴，從而不可避免的改變了焊縫區(qū)的預定化學成分，不利于焊接接頭的性能調(diào)控。因此，為了彌補高溫燒蝕，在焊接時常常選用沸點元素含量比母材高的焊絲或者其他焊接材料。

固態(tài)夾雜

鋁的化學性質(zhì)很活潑，極易氧化。在焊接過程中，鋁合金表面發(fā)生氧化形成高熔點的Al2O3（約為2050℃，而鋁的熔點為660℃，兩者相差很大）。氧化物致密且硬度較高，夾雜在熔池區(qū)密度較小的熔融合金液中，容易形成細小的固態(tài)夾渣不易排出，不僅影響焊縫的組織成形，也易產(chǎn)生電化學腐蝕，這會造成焊接接頭力學性能的下降，并且Al2O3覆蓋在熔池和坡口上，嚴重影響了合金的焊接，降低焊接接頭的組織性能。

氣孔塌陷

鋁合金的熔點遠小于其氧化物，且性質(zhì)活潑極易氧化。在焊接過程中，鋁合金因高溫熔化形成熔池。而熔池表面的鋁被氧化生成氧化膜，以固態(tài)的形式覆蓋于熔池之上。由于氧化膜熔化后顏色與鋁合金熔融狀態(tài)并無太大差別，且因為氧化膜的覆蓋在焊接過程中很難觀察到鋁合金熔池熔化的程度，因此易造成溫度過高，引起焊接熱影響區(qū)的大塊塌陷，破壞焊縫金屬的形狀及性能。

廣勝純錫錠

在焊接熱源瞬時高功率的作用下，在合金液中溶解了大量的氫氣，焊接完成后，隨著熔池溫度的降低，氣體的溶解度也逐漸減小，這成了焊接過程中產(chǎn)生氣孔的主要原因。由于鋁合金凝固速度過快且密度較低，在焊縫迅速固化過程中，形成了大小不一的氫氣孔。這些氣孔會在焊接過程中不斷地聚集和擴展，最終形成了可見的大氣孔，降低了接頭的組織性能。當然，氣孔的產(chǎn)生不一定是在焊接過程中形成的，由于鑄造工藝技術的影響，母材本身在鑄造過程中也會產(chǎn)生氣孔。焊接時，熱輸入和內(nèi)部壓力不斷變化引起母材中原有的氣孔受熱膨脹或相互結(jié)合形成焊縫氣孔，隨著焊接熱輸入的增加氣孔也會隨之增大。因此，為控制氫的來源，焊接材料在使用前需經(jīng)過嚴格的干燥處理，焊接時，適當?shù)募哟箅娏饕匝娱L熔池的存在時間，給氫氣足夠的時間析出，從而控制氣孔的形成。