铝合金的焊接变形如何预防2019-8-16 16:16:12 发布: 威尔鼎王 字号:

铝及铝合金焊接变形比钢材要大得多,必须加以控制,特别是尺寸要求高的零部件。除了炉中钎焊、扩散焊等极少部分焊接方法外,绝大部分熔焊、压力焊和针焊方法均采用热能比较集中的“点热源”,如高温火焰、电弧或瞬间高密度、高强度电子束、激光束等,对工件上的加热点,快速加热,使局部待焊母材或焊料迅速熔化,并凝结为一体,若干焊点组合起来,或一个个焊点连续起来就形成焊接接头。因此焊接是一种局部加热的工艺过程,对焊件这种不均匀的快速加热与冷却过程是产生焊接变形的根本原因。

由于铝合金比许多其他焊接材料有较大的热膨胀系数,所以在焊接过程中,随着快速加热和快速冷却而带来的膨胀和收缩发生时,必然出现不同形式的变形。铝及铝合金在焊后热处理时期也会发生变形。

当在金属局部区域加热的时候,未加热区域抑制了加热区域的膨胀而产生了变形。冷却时,由于周围金属的抑制,可能导致变形或翘曲。由于铝及铝合金散热迅速,焊接金属的收缩一般是焊接变形的主要原因。熔融铝的收缩,约为同容积钢收缩的3倍之多。

焊接变形造成焊接结构尺寸形状超差,焊接结构组装配合困难,焊接变形过大或矫正无效,有可能使产品报废,造成经济损失。铝及铝合金焊接产品当中目前都以薄板构件居多,在焊接过程中更易发生变形,因而有效地控制其变形就显得尤为重要。

控制变形与正确的结构设计,接头的准备和装配,焊接方法的选择和正确的焊接次序有关。为了使变形减至最小,零件设计时,应该将焊缝减至最少并且合理布置焊缝位置,如果是在刚性的区域局部焊接,如在边棱或拐角处焊接,将会使变形很小,焊缝应该远离强烈的冷作硬化区。

合理选择焊接工艺,可以使变形减至最小,如选用热输入集中的焊接方法,单边焊时采用反变形法,双面焊时使焊缝的每一边都熔敷上等量的金属。

正确的焊接顺序是控制和减少变形的主要方法。它使焊接变形消失于焊接过程中,或使不同时期、不同位置产生的焊接变形相反、相消,从而达到控制焊接变形的目的。设计焊接顺序时可以考虑以下几点:

(1)一般应从中心向外进行焊接;(2)具有最大收缩的焊缝先焊;(3)如有可能,为了平衡收缩,对于一个结构的两边焊接应该同时进行;(4)焊缝应分布在结构的两边,焊接时,焊道要两边交替焊接,以平衡应力。若条件允许,应尽量采用分段逆焊技术;(5)对于一个焊道,一旦开始焊接后,就不要间断,一直焊完。

采用工装夹具对焊件进行刚性固定之后再实施焊接,这也是防止变形的有效措施,且不必过分考虑焊接顺序。但是对于一些大的、形状复杂的焊件来说,夹具的制造比较麻烦,而且撤除固定之后,焊件还有少许变形。因此,这种方法更适用于一些小的,形状规则的焊件焊接。如果焊件尺寸大、形状复杂,又是成批生产,则可以设计一个能够转动的专用焊接模具,既可以防止变形,又能提高生产率。

在实际焊接生产中,控制变形的方法还有很多,而且在运用时,常常多是联釆用,而不是单独采用。因此要具体问题具体分析。

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