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铝板加工焊接接头产生不同裂纹的原因
发布时间:2018-09-21 16:04:43 点击次数:23次
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在铝合金焊接过程中,由于材料的种类、性质和焊接结构的不同,焊接接头中可以出现各种裂纹,裂纹的形态和分布特征都很复杂,铝板加工根据其产生的部位可分为以下四种裂纹形式:

一、焊缝裂纹  

焊缝裂纹通常也叫热裂纹,一般发生在焊接完成后,在焊缝纵向中间部位,焊缝裂发生  主要有以下原因。  

1. 拘束应力过大产生的裂纹  

焊缝在冷却过程中,受到周围金属的限制,产生对焊缝的拉伸作用,由于焊缝金属在半溶化状态下,强度还没有上来,造成焊缝金属不能抵抗拉应力而裂开,因此解决焊缝裂纹的首要措施就是研究如何调整焊接顺序,使焊接收缩应力至小。

2. 焊接材料和母材不匹配导致的裂纹  

焊接材料强度过低或焊接材料和母材共同溶化后,产生了晶间低熔点物质,使焊缝在应 力下开裂。

3.焊脚过小  

焊脚过小,导致焊缝强度低,在焊缝形成过程中发生开裂。 焊缝裂纹对结构的危害相对较小。 

二、热影响区(HAZ)裂纹  

在焊缝溶合线附近产生的裂纹叫热影响区裂纹,该裂纹的产生主要有以下原因。 

1. 母材材料的因素  

当材料的化学成分存在问题,在材料的晶间存在过多的低熔点物质,在焊接热作用下,材料晶间先行溶化,在应力作用下沿晶间开裂,因此出现此问题的首要解决步骤是检查材料是否有不合格的化学成分。 

2. 拘束度的因素     

该裂纹的产生是应力和热的共同作用,因此降低拘束应力的措施均可降低裂纹倾向,如改变焊接顺序、夹紧位置可缓解拘束应力的大小。 

3. 热输入的因素     

过多的热量输入,会对金属层间产生溶化作用,使金属晶间产生溶化导致裂纹,因此控制热输入是解决该类裂纹的一项措施,如提高焊接速度、减小焊脚均可有效解决该类问题。

4. 焊缝冷却速度因素  

焊缝冷却速度也是导致HAZ裂纹的一个主要原因。 

三、弧坑裂纹     

在铝合金焊接收弧过程中,在弧坑位置一般会产生弧坑裂纹,弧坑裂纹是铝合金焊接的常见现象。

四、宏观断口微观裂纹  

该种裂纹在外观上没有任何表现,只是在宏观断口的试件上,在放大镜下能够看到微观 裂纹,对于该种裂纹,解决的唯一措施就是增加焊接速度,降低热输入。

裂纹的修理:

对于焊接裂纹,原则上需要用旋转锉、片刀、磨片处理后,用渗透(PT)检查无误后,再进行焊接,焊接后,需要再次PT检查无裂纹后才算完成此工作。

裂纹的控制标准:  

无论何种结构、何种要求,何种形式的裂纹均不允许存在。裂纹必须清除、重焊并PT 检查后,才能算完成焊接工作

由于铝及其合金的化学活泼性很强,表面易形成氧化膜,且多具有难熔性质,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,氧化膜可以吸收较多水分而常常成为焊缝气孔的重要原因之一。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。

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