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鋁合金的焊接變形如何預防2019-8-16 16:16:12 發布: 威爾鼎王 字號: 大 中 小

鋁及鋁合金焊接變形比鋼材要大得多,必須加以控制,特別是尺寸要求高的零部件。除了爐中釺焊、擴散焊等極少部分焊接方法外,絕大部分熔焊、壓力焊和針焊方法均采用熱能比較集中的“點熱源”,如高溫火焰、電弧或瞬間高密度、高強度電子束、激光束等,對工件上的加熱點,快速加熱,使局部待焊母材或焊料迅速熔化,並凝結爲一體,若幹焊點組合起來,或一個個焊點連續起來就形成焊接接頭。因此焊接是一種局部加熱的工藝過程,對焊件這種不均勻的快速加熱與冷卻過程是産生焊接變形的根本原因。

由于鋁合金比許多其他焊接材料有較大的熱膨脹系數,所以在焊接過程中,隨著快速加熱和快速冷卻而帶來的膨脹和收縮發生時,必然出現不同形式的變形。鋁及鋁合金在焊後熱處理時期也會發生變形。

當在金屬局部區域加熱的時候,未加熱區域抑制了加熱區域的膨脹而産生了變形。冷卻時,由于周圍金屬的抑制,可能導致變形或翹曲。由于鋁及鋁合金散熱迅速,焊接金屬的收縮一般是焊接變形的主要原因。熔融鋁的收縮,約爲同容積鋼收縮的3倍之多。

焊接變形造成焊接結構尺寸形狀超差,焊接結構組裝配合困難,焊接變形過大或矯正無效,有可能使産品報廢,造成經濟損失。鋁及鋁合金焊接産品當中目前都以薄板構件居多,在焊接過程中更易發生變形,因而有效地控制其變形就顯得尤爲重要。

控制變形與正確的結構設計,接頭的准備和裝配,焊接方法的選擇和正確的焊接次序有關。爲了使變形減至最小,零件設計時,應該將焊縫減至最少並且合理布置焊縫位置,如果是在剛性的區域局部焊接,如在邊棱或拐角處焊接,將會使變形很小,焊縫應該遠離強烈的冷作硬化區。

合理選擇焊接工藝,可以使變形減至最小,如選用熱輸入集中的焊接方法,單邊焊時采用反變形法,雙面焊時使焊縫的每一邊都熔敷上等量的金屬。

正確的焊接順序是控制和減少變形的主要方法。它使焊接變形消失于焊接過程中,或使不同時期、不同位置産生的焊接變形相反、相消,從而達到控制焊接變形的目的。設計焊接順序時可以考慮以下幾點:

(1)一般應從中心向外進行焊接;(2)具有最大收縮的焊縫先焊;(3)如有可能,爲了平衡收縮,對于一個結構的兩邊焊接應該同時進行;(4)焊縫應分布在結構的兩邊,焊接時,焊道要兩邊交替焊接,以平衡應力。若條件允許,應盡量采用分段逆焊技術;(5)對于一個焊道,一旦開始焊接後,就不要間斷,一直焊完。

采用工裝夾具對焊件進行剛性固定之後再實施焊接,這也是防止變形的有效措施,且不必過分考慮焊接順序。但是對于一些大的、形狀複雜的焊件來說,夾具的制造比較麻煩,而且撤除固定之後,焊件還有少許變形。因此,這種方法更適用于一些小的,形狀規則的焊件焊接。如果焊件尺寸大、形狀複雜,又是成批生産,則可以設計一個能夠轉動的專用焊接模具,既可以防止變形,又能提高生産率。

在實際焊接生産中,控制變形的方法還有很多,而且在運用時,常常多是聯釆用,而不是單獨采用。因此要具體問題具體分析。

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