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铝合金不适合哪些焊接方式

发布时间:2019-11-18 19:05  

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  与低碳钢相比,铝合金具有很好的导电、导热性能,其电阻率仅为钢的三分之一,而导热率却为钢的2-4倍。所以为获得合格的焊点,在相同的条件下铝合金就需要更大的焊接电流以获得足够热量。铝元素非常活泼,在铝合金材料表面非常容易形成氧化膜,这层氧化膜组织致密,熔点极高,导电性能极差,这就使得接触电阻比较大。在规定焊接条件下,接触面上产生较多的热量;另一方面,铝合金材料熔点低,加热熔化时的塑性温度区间窄,所以很容易在工件间接触面上造成喷溅,在电极-工件间造成飞溅。喷溅和飞溅的产生会带走部分热量和熔化金属,影响了熔核直径的大小,对焊质量极为不利。

  铝合金容易形成低熔点(547℃)共晶物,这种低熔点共晶物的电阻率比较大。铝合金工件较大的热导率及接触面上较大的热量产生使得电极-工件接触面上产生局部熔化并发生共晶反应,以致出现电极与工件的粘连,影响了焊点的表面质量。电极与工件的粘连破坏了电极表面的连续性,进而恶化了后续焊点焊接时电极与工件间的接触状态,使电极-工件间的接触由起始连续接触变为不连续接触。在规定焊接条件下,这种不连续接触将加剧飞溅、局部熔化及粘连的产生,对焊点的表面质量更为不利。

  电极-工件表面上的局部熔化、飞溅及电极与工件的粘连,破坏了电极表面的连续性;并且在连续点焊过程中电极表面的不连续性具有较强的随机性,这使得电极-工件间的接触状态不稳定。另外,点焊过程又受工件表面状态、电极压力、焊接电流等因素的影响。铝合金点焊对以上各因素的变化非常敏感,因此连续点焊中熔核尺寸波动较大。

  与弧焊相比,铝合金在点焊时金属的熔化量较少,其导热系数比较大,故而熔核的冷却速度非常快;另一方面,由于铝合金是非导磁材料,液态熔核区的流动速度非常小,熔核在凝固时极易形成缩孔、气孔。虽然这些缺陷对接头强度影响不大,但对接头的疲劳性能却有显著影响。

  由于电极-工件间的接触电阻较大,铝合金工件的导热率也较大,而铝合金点焊又是采用规定条件进行焊接,所以电极-工件间接触面上的温度较高,且铝与铜之间存在着强烈的合金化倾向,以上情况导致铝合金点焊时铜电极的烧损严重。铜铝合金化反应生成合金层的主要成分为CuAl2 金属间化合物,其电阻率为铜的5倍左右。由于该合金层粘附在电极表面,在后续焊点的焊接过程中,合金层的存在增大了电极-工件间的接触电阻,即增加电极-工件间的产热量。在连续点焊过程中,电极表面不连续程度的增加也加剧了电极-工件间局部熔化和飞溅的产生,同时也加剧了铜铝合金化反应的程度。上述因素使得铝合金点焊时电极的烧损速度增加,使用寿命缩短。

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