铝具有良好的导电性、导热性和可加工性,也有一定的抗腐蚀能力和强度,因此在工业方面得到了广泛的应用。但是,铝钉焊接时的功能特征与铁有很多不同之处。焊接铝与焊接铁基材料有所不同,与两者物理特性有关下表列出影响纯铝与铁焊接性能的物理特性值。

物理性能

单位

金属密度

g/cm3

7.85

2.7

氧化物密度

g/cm3

3.70

3.4

金属熔点

1539

660

氧化物熔点

1460-1580

2050

固态时的溶氢能力

cm3/100g

8

0.05

导热率

W/(cm·K)

0.58

2.2

导电性

Ω·m/mm2

10

35

根据这些物理性能方面的区别,铝焊接时的特征是:

1、和氧的高亲和力:在短时间内能够在光泽铝钣平面生成高熔点的氧化层 (A1 2 O 3 ) ,其熔点温度大约 2050 ℃ 。而它的密度较大,约 3.70 g/cm 3 ,造成夹渣和增加未熔合的危险。

2、熔点:铝比铁的熔点低很多。铝加热时,当铝还不太红时就已经熔化了。而铁基材料有十分明显的“粘稠”状态,对纯铝来说,则局限在一个很窄的温度段内。当铝的焊接处看起来是固态时,转瞬间都已变成稀熔液状态了,因此在焊接铝时要精确控制热量的输入。

3、热导率:铝的热导性比铁的热导性大3倍,焊接时要集中线能量。

4、溶氢能力:铝在固态时完全不能溶解氢。所有在焊接过程中溶入液态铝熔池中的气体,在熔池凝固之前必须由焊缝中排出。否则,气体将以气孔形式残留在焊缝中。
  氢气的来源主要是母材表面的氧化层。这种氧化层具有吸湿性,它可吸引湿气并溶入熔池。采取的对策是在焊接之前彻底清除待焊工件表面的氧化层。


2020年05月20日

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