文档介绍：铝合金焊接接头产生裂纹特征及产生机理分析
摘要:近40年来,由于焊接技术的进步,高效率和高性能的焊接方法得到了推反广,铝及铝合金在车辆、船Л舶、建筑、桥梁、化工机械商、低温工程和宇航工业等各滩种结构方面的应用在不断扩舯大,但国产化的铝合金和铝滇合金焊接材料均还存在着一┵定的差距。对铝合金焊接接ケ头产生裂纹的特征及产生机理进行了分析,提出了几点丐防范措施。
关键词:铝合争金;焊接接头;裂纹;机理
虽然已经应用铝及其合金焊爰成许多重要产品,但实际焊∞接生产中并不是没有困难,主要的问题有:焊缝中的气圃孔、焊接热裂纹、接头“等亘强性”等。由于铝及其合金剑的化学活泼性很强,表面极源易形成氧化膜,且多具有难谢熔性质,加之铝及其合金导称热性强,焊接时容易造成不船熔合现象。由于氧化膜密度夹同铝的密度极其接近,所以绡也容易成为焊缝金属中夹杂物。同时,氧化膜可以吸收蒈较多水分而常常成为焊缝气┧孔的重要原因之一。此外,平铝及其合金的线胀系数大,窝导热性又强,焊接时容易产星生翘曲变形。这些也都是焊莼接生产中颇感困难的问题。踅下面,对在试验过程中产生嵴比较严重的裂纹进行深入的》分析。
1铝合金焊接接头飞中的裂纹及其特征
在铝合诚金焊接过程中,由于材料的瘟种类、性质和焊接结构的不唯同,焊接接头中可以出现各染种裂纹,裂纹的形态和分布挤特征都很复杂,根据其产生斯的部位可分为以下两种裂纹站形式:
焊缝金属中的裂纹仳:纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂纹、发状或弧状裂纹、菥焊根裂纹和显微裂纹。
热权影响区的裂纹:焊趾裂纹、层状裂纹和熔合线附近的显俦微热裂纹。按裂纹产生的温枘度区间分为热裂纹和冷裂纹唠,热裂纹是在焊接时高温下觚产生的,它主要是由晶界上咕的合金元素偏析或低熔点物质的存在所引起的。根据所律焊金属的材料不同,产生热皎裂纹的形态、温度区间和主惧要原因也各有不同,热裂纹又可分为结晶裂纹、液化裂禺纹和多边化裂纹3类。热裂唱纹中主要产生结晶裂纹,它瑙是在焊缝结晶过程中,在固冈相线附近,由于凝固金属的>收缩,残余液体金属不足不账能及时填充,在凝固收缩应钔力或外力的作用下发生沿晶开裂,这种裂纹主要产生在拎含杂质较多的碳钢、低合金妗钢焊缝和某些铝合金;液化猕裂纹是在热影响区中被加热挪到高温的晶界凝固时的收缩觳应力作用下产生的。
在试扎验过程中发现,当填充材料栉表面清理不够充分时,焊接后焊缝中仍存在较多的夹杂啁和少量的气孔。在三组号试卟验中,由于焊接填充材料为动铸造组织,其中夹杂为高熔
滠点物质,焊接后在焊缝中仍将存在;又,铸造组织比较咐稀疏,孔洞较多,易于吸附鲔含结晶水的成分和油质,它们将成为焊接过程中产生气秋孔的因素。当焊缝在拉伸应瓷力作用下时,这些夹杂和气孔往往成为诱发微裂纹的关后键部位。通过显微镜进一步毁观察发现,这些夹杂和气孔讷诱发的微观裂纹之间有明显钶的相互交汇的趋势。然而,碛对于夹杂物在此的有害作用髯究竟是主要表现为应力集中虑源从而诱发裂纹,还是主要表现为脆性相从而诱发裂纹ぷ,尚难以判断。此外,一般镟认为,铝镁合金焊缝中的气只孔不会对焊缝金属的拉伸强罱度产生重大影响,而本研究泉试验中却发现焊缝拉伸试样中同时存在着由夹杂和气孔用诱发微裂纹的现象。气孔诱蹉发微裂纹的现象是否只是一榧种居次要地位的伴生现象,№还是引起焊缝拉伸强度大幅度下降的主要因