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表面处理对铝合金焊丝气孔敏感性的影响

表面光滑、光亮、可有效避免沾附污染物的洁净铝合金焊丝,是铝合金焊丝发展的方向之一。焊丝表面质量与焊缝气孔、夹杂等焊接缺陷的产生密切相关。

焊缝气孔是铝合金焊接接头的常见缺陷,是铝合金焊接的难点之一,一直受到研究者的极大关注。焊缝气孔减少了接头有效截面积,并导致焊缝致密性降低,引起焊接接头强度、塑性等力学性能的变化,故采取有效措施控制铝合金焊接气孔的产生非常有必要。

铝合金焊接中,气孔的生成主要是因为铝在固态和液态对氢的溶解能力的显著差异造成的铝合金焊接中微量的氢污染都能引起严重的气孔。控制焊接过程中氢的来源,对氢气孔的防范起到重要作用。焊接过程中氢的主要来源有:焊接材料及基体金属内部固溶的氢,焊接材料及基体金属表面氧化膜吸附的水分、有机物,弧柱气氛中的水分等含有的氢。目前,铝合金焊丝常用生产工艺为:熔炼一挤压一拉拔(中间退火)一表面处理一层绕一包装。铝合金焊丝在挤压、拉拔及退火过程中,表面不可避免地会存在氧化膜(厚度约0.02mm)和油污垢,在存放过程中可能会吸潮或沾染灰尘和油污等,造成焊丝的污染。而焊丝表层的氢污染危害远远超过母材,故消除焊丝表层氢污染非常重要。通过不同的表面处理得到光滑、光洁、光亮的焊丝是制备无污染焊丝的关键技术。

去除焊丝表面氧化膜及油污可采取的方法有:有机溶剂清洗、化学清洗、化学方法抛光、电化学方法抛光、同心刮削的机械抛光方法等。焊丝表面质量的好坏与焊缝气孔倾向性密不可分。故有必要研究焊丝表面处理工艺和焊丝气孔倾向性的关系,为焊丝的应用提供理论参考。

(1)焊丝表面处理工艺不同,氢含量不同。机械抛光焊丝,氢含量最低。

(2)焊丝氢含量与焊缝气孔敏感性呈正相关性,氢含量越高,形成焊缝氢气孔倾向高。

(3)采用机械抛光的焊丝,可有效防止焊缝气孔的产生,但应避免对焊丝进行任何形式的触摸,以免造成焊丝的二次污染。

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