鋁及鋁合金的焊接工藝探討

摘要：鋁材料以及鋁合金的衍生物廣泛地存在于人們的日常生活中，在近些年來關(guān)于鋁材料以及合金的焊接技術(shù)發(fā)展速度飛快，并且新型的焊接技術(shù)相比于傳統(tǒng)的合金焊接技術(shù)來說，具有眾多優(yōu)勢。本文主要分析了鋁材料以及合金材料在焊接過程中可能出現(xiàn)的問題，并且研究了鋁以及鋁合金焊接的工藝，希望能夠?yàn)椴粩啻龠M(jìn)鋁材料以及合金焊接技術(shù)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋁以及鋁合金;焊接技術(shù);創(chuàng)新

鋁材料以及鋁合金在使用的過程中具有良好的抗腐蝕性能，是理想的導(dǎo)熱以及導(dǎo)電材料，因此，這些材料被廣泛的應(yīng)用與我國的工業(yè)制造經(jīng)常出現(xiàn)在人們的日常生活中。在目前這個(gè)階段，我國鋁材料以及鋁合金相關(guān)的焊接技術(shù)發(fā)展已經(jīng)獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，并且在傳統(tǒng)焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，還研究了創(chuàng)新型的焊接技術(shù)，而創(chuàng)新型的焊接技術(shù)，離不開對現(xiàn)代化設(shè)備的應(yīng)用，這些新型焊接技術(shù)的出現(xiàn)，讓鋁以及鋁合金在應(yīng)用的過程中更加具有優(yōu)勢。針對這種現(xiàn)狀，本文闡述了鋁以及鋁合金在焊接過程中可能會(huì)出現(xiàn)的一些不可避免的問題，并且講述了鋁以及鋁合金的焊接工藝，希望為鋁合金工藝的良性發(fā)展提供有效的理論依據(jù)。

一、鋁以及鋁合金焊接技術(shù)過程中可能會(huì)出現(xiàn)的問題

鋁以及鋁合金材料材質(zhì)重量較輕，并且還具有一定的強(qiáng)度，在應(yīng)用的過程中，具有良好的耐腐蝕性能，但是在工業(yè)制造的具體過程中，鋁產(chǎn)品的焊接經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)氣孔以及裂紋等等問題，這在一定程度上影響了產(chǎn)品制造的最終質(zhì)量。

（一）產(chǎn)生氣孔

鋁材料在焊接的過程中，氣孔的出現(xiàn)主要是由于氫氣而造成的，而在焊接的過程中，親戚主要從各種外部原因所產(chǎn)生的水中釋放出來。為了能夠有效地避免鋁材料在焊接的過程中出現(xiàn)氣孔，我們可以通過熔池吸水的方式來解決這一問題。首先在焊接鋁材料之前，要確保材質(zhì)表面處于干燥狀態(tài)，并且做好焊接前材質(zhì)表面的清理工作。在焊接的過程中，相關(guān)工作人員必須要?jiǎng)討B(tài)的控制熔池的溫度，這樣就可以確保溶脂有效的吸收焊接過程中產(chǎn)生的氫氣，避免焊接產(chǎn)品中產(chǎn)生氣孔。

（二）焊接裂紋

在鋁產(chǎn)品焊接的過程中，出現(xiàn)裂紋的原因主要有以下兩個(gè)方面。第一，熔池的溫度區(qū)間不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致鋁產(chǎn)品從液態(tài)到固態(tài)的過程中出現(xiàn)了某一區(qū)間強(qiáng)度脆性較低，這種情況下就會(huì)導(dǎo)致焊接過程中出現(xiàn)裂縫。第二，鋁產(chǎn)品出現(xiàn)裂縫，與焊接過程中的膨脹系數(shù)也具有緊密地聯(lián)系，如果在焊接過程中膨脹系數(shù)，超過了規(guī)定范圍，那么榮匙在液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程中就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，這就在一定程度上增加了凝固過程中出現(xiàn)產(chǎn)品裂縫的概率。由此可見，在進(jìn)行焊接工作時(shí)，必須要不斷地提高焊接的工藝，在焊接過程中，還可以采用其他金屬元素，這樣就可以有效地防止焊接裂縫的出現(xiàn)。

（三）易氧化

鋁材料暴露在空氣中進(jìn)行焊接工作時(shí)，很容易就會(huì)被氧化，然后就會(huì)在產(chǎn)品的表面形成一層氧化膜，這層氧化膜熔點(diǎn)較高，并且化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，因此很難通過有效的手段將其去除掉。如果氧化膜的占比較大，那么鋁材料在融化以及融合的過程中就會(huì)受到阻礙，還容易在焊接的過程中形成夾渣或出現(xiàn)焊接不透徹等缺陷。而鋁材料在氧化過后，氧化膜還會(huì)吸收一定量的水分，這就容易導(dǎo)致焊接過程中出現(xiàn)氣孔，因此，在焊接工作之前，必須要采取有效的方式，將鋁材料表面的氧化成分清理掉，同時(shí)在焊接的過程中也需要注重保護(hù)工作，避免出現(xiàn)氧化膜附著的情況[1]。

二、鋁以及鋁合金焊接工藝的主要步驟

（一）焊前準(zhǔn)備工作

首先在進(jìn)行焊接工作之前，為了防止焊接過程中出現(xiàn)氣孔或裂紋，必須要做好認(rèn)真的清理工作，確保鋁材料的表面不會(huì)存在氧化膜，除此之外，還要注意材料表面的其他污垢也要進(jìn)行及時(shí)的清理。其次，鋁以及鋁合金具有較好的導(dǎo)熱性能，在高溫環(huán)境中較為柔軟。因此在焊接時(shí)很可能會(huì)出現(xiàn)焊接過渡的狀況，為了能夠有效地避免這一問題，在焊接時(shí)還應(yīng)該在材料下方放置焊接墊板，這樣就可以避免焊接過度而導(dǎo)致的燒穿問題，需要注意的是，焊接墊板的材料通常為不銹鋼材料[2]。第三，在進(jìn)行鋁材料焊接的過程中，為了能夠在短時(shí)間內(nèi)提高焊接的質(zhì)量，還可以設(shè)置焊接工裝，這樣就可以保障焊接過程中力度的均勻。第四，在焊接工作之前，還應(yīng)該進(jìn)行預(yù)熱處理，這種預(yù)熱處理的方式能夠及時(shí)地排除掉鋁合金金屬表面的水分，并且還能通過逐步加熱的方法來緩解焊接材料的表面溫度差，有效地減少后期出現(xiàn)裂紋和氣孔的可能性。除此之外，通過焊接之前的預(yù)熱處理，還能夠有效地提高焊接工作的效率，在正常情況下，如果鋁以及鋁合金的焊接部件超過了八毫米的范圍，就需要對其表面進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱的溫度也要控制在一定范圍內(nèi)。最后在焊接之前還要選擇型號(hào)合適的焊絲。在選擇焊絲的過程中，必須要根據(jù)具體的材質(zhì)，考慮到焊絲的化學(xué)構(gòu)成成分[3]。

（二）焊接后的處理工作

在工件焊接完成之后，首先要對焊接部位進(jìn)行仔細(xì)地檢查，第一時(shí)間清除掉焊接部位，周邊的焊渣以及殘留的焊接藥劑，防止這些殘?jiān)约案g性的焊接藥劑影響到工件的最終質(zhì)量。其次，在焊接過后還應(yīng)該應(yīng)用熱處理的方式消除焊接接口出現(xiàn)的殘余應(yīng)力，這樣可以有效地提高焊接接口處化學(xué)組織的性能，除此之外，在焊接工作完成之后進(jìn)行充分的熱處理工作，還能夠讓金屬材質(zhì)逐步恢復(fù)到原先的性能，有效地提高焊接工件的強(qiáng)度。第三，在焊接工作完成之后，如果接口處出現(xiàn)不平整狀況，必須要采取有效的措施進(jìn)行處理，可以利用現(xiàn)代化的超聲波技術(shù)確認(rèn)缺陷的形態(tài)以及規(guī)格，然后進(jìn)行有效的返修工作[4]。

結(jié)語：

綜上所述，目前隨著人們?nèi)粘Ｉ钜约肮I(yè)發(fā)展過程中，對于鋁以及鋁合金材料的用量規(guī)模不斷增加，鋁以及鋁合金材料已經(jīng)在我國的航空航天車輛制造，化學(xué)加工等多個(gè)方面得到了有效的應(yīng)用。但是鋁以及鋁合金材料在焊接的過程中，通常會(huì)出現(xiàn)氣孔和裂縫等等問題，為了能夠有效地避免這些問題，必須要不斷完善鋁合金焊接的工藝流程，不斷提高鋁以及鋁合金材料的焊接工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]王光智.鋁及鋁合金焊接主要問題及工藝完善[J].科技視界，2016，06：128.

[2]張明闊.探討鋁及鋁合金焊接工藝[J].建材與裝飾，2017，24：199-200.

[3]婁振洋，祁文玲，李志強(qiáng).關(guān)于鋁及鋁合金傳統(tǒng)焊接方法與先進(jìn)焊接方法的比較[J].中國金屬通報(bào)，2017，10：85-87.

[4]王俊.對鋁及鋁合金先進(jìn)焊接技術(shù)研究[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018，40：220.

作者簡介：劉曄（1986.09-），男，漢族，吉林白山人，本科，中級(jí)，研究方向：焊接專業(yè)