为什么铝及铝合金的焊接接头焊后状态一般不能与母材等强度?如何改善?

铝合金焊接时为什么总焊穿孔(为什么铝及铝合金的焊接接头焊后状态一般不能与母材等强度)(1)

工业纯铝和防锈铝在退火状态下焊接,焊接接头强度可以达到母材的95%以上,但在冷作硬化状态下焊接时,接头强度只有母材的70%~ 85%;热处理强化铝合金,除Al-Zn-Mg合金外,在固溶加时效状态下焊接时,接头强度一般只能达到母材的60%~70%;超硬铝的接头只有母材的50%左右。 铝及铝合金焊接接头软化的原因如下:

1、非热处理强化铝合金 工业纯铝和防锈铝焊接接头软化的主要原因是热影响区晶粒长大和冷作硬化效果消失。工业纯铝中不含有其它合金元素,热影响区晶粒长大最为严重;Al-Mg合金次之;Al-Mn 合金由于存在弥散分布的MnAl6质点,能阻止晶粒长大,晶粒长大倾向最小。焊前经过冷作硬化的合金焊接时,热影响区峰值温度超过再结晶温度(200~300℃)的区域发生再结晶过程,使冷作硬化的效果消失。显然,焊前母材冷作硬化程度越高,软化越严重。生产中,可以采用能量集中的焊接方法和较小的焊接热输入来减小软化区的宽度和软化程度。2、热处理强化铝合金 热处理强化铝合金焊接接头软化的部位有两个,即:焊缝和热影响区。

焊缝强度低与焊接材料有关。为了防止焊缝产生热裂纹,往往采用化学成分与母材差别比较大而且强度较低的焊丝焊接,加之焊缝为粗大的铸造组织,因此强度比较低。热影响区软化主要是在焊接热作用下发生过时效和“回归”造成的。以2Al2(LY12)为例,其焊接热影响区硬度分布如图85所示。可以看出在270~350℃发生“回归”,即一些尺寸较小的G·P区又重新溶入固溶体,使G·P区的强化效果消失。同时,原来与母相保持共格关系的过渡相随着温度升高,变成平衡相的量逐渐增多,产生了过时效现象;在加热为350℃的部位,发生了完全过时效,因此硬度最低;加热为350~500℃的部位,随着温度的升高,在G ·P区发生“回归”的同时,析出相固溶的量逐渐增多,因此,经焊后自然失效以后,强化效果则会逐步增大。焊接时,采用能量集中的焊接方法和较小的焊接热输入,可以减轻铝合金的软化程度。此外,如果在退火状态下焊接,然后进行固溶加时效处理,可以改善接头

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