原鋁在市場供應(yīng)中統(tǒng)稱為電解鋁,是生產(chǎn)鋁材及鋁合金材的原料。鋁是強度低、塑性好的金屬,除應(yīng)用部分純鋁外,為了提高強度或綜合性能,配成合金。鋁中加入一種合金元素,就能使其組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生改變,適宜作各種加工材或鑄造零件。經(jīng)常加入的合金元素有銅、鎂、鋅、硅
鋁合金的比強度高、質(zhì)量輕、流動性好、充型能力強、耐蝕性好、熔點低,廣泛用于拖拉機、機車零部件、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、建筑裝飾等行業(yè)。鋁合金有優(yōu)良的延展性,在日用品行業(yè)及食品行業(yè)得到大量使用。在輸送電力領(lǐng)域,鋁合金制作的導(dǎo)線成本低、質(zhì)量輕、抗腐蝕性能好、傳熱及易導(dǎo)電、抗磨,因而越來越受到人們的重視。在輸電領(lǐng)域,鋁合金的使用量,高達90%的高壓導(dǎo)線材料是鋁制品[10]。鋁硅合金可作為良好的脫氧劑,減少鋼產(chǎn)生皮下氣泡的敏感性,煉鋼脫氧提高鋼的品質(zhì),鋁硅合金市場用量大,全國每年需求量達百萬噸。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等??蔁崽幚韽娀弯X合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
1. 極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點高(約 2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍, 氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫 性能下降。
2. 易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫, 因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔目前難于完全避免,氫的 來源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實踐證明,即使氬氣按GB/T4842標(biāo) 準(zhǔn)要求,純度達到99.99% 以上,但當(dāng)水分含量達到20ppm時,也會出現(xiàn)大量的致密氣孔,當(dāng)空氣相對濕度超過 80%時,如果不采取加熱等措施,焊縫就會明顯出現(xiàn)氣孔。同時,采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時間,并利用 焊絲電弧進行熔池攪動,可以較好的幫助氣體排出熔池。
3. 焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對剛 性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
4. 鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱 量。
5. 合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,極易蒸發(fā)燒損,從 而改變焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫性能下降。
6. 高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn) 象。
7. 無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度。