高硅鋁合金焊接性現狀

高硅鋁合金焊接性現狀

高硅鋁的焊接性

在高硅鋁的焊接過程中，容易出現夾雜、氣孔、裂紋等缺陷，其中如何盡可能的避免氧化產生夾渣是重要研究方向。
　　　 
氧化

高硅鋁中的鋁極易與氧親和，生成致密的三氧化二鋁薄膜，結實致密，其熔點高達2050℃, 遠遠大于高硅鋁合金的熔點，在焊接過程中，致密的氧化膜很難去除，嚴重影響著金屬間的結合且容易造成夾渣。為了防止夾渣的出現可以采取一些措施，在焊接前清除表面的氧化膜，可以用機械清理法，也可采取化學清理法。機械清理法主要是用打磨機、銼刀、刮刀、鋼絲刷打磨的方法清理氧化膜；化學清理法不僅可以清理氧化膜，還可以清理表面油污。

焊接氣孔

產生氣孔的氣體有H2/CO/N2等。其中H是氣孔的主要來源。致密的氧化膜容易吸附水分，焊接時，氫在液態鋁中的溶解度為0.7ml/100g，而在660℃凝固狀態時，氫的溶解度為0.04ml/100g, 使原來溶于液態鋁中的氫大量析出，形成氣泡，又高硅鋁合金本身的導熱性能非常好，熔池結晶過程很快，因此冶金反應產生的氣體來不及逸出熔池的表面，殘留在焊縫中形成氣孔。保護氣體不純及空氣侵入焊接區等，也能使焊縫產生內部氣體和表面氣孔。而且對于粉末冶金制備的硅鋁合金，在熔化焊溫度下閉塞氣體的含量很高，極易造成氣孔缺陷。由于高硅鋁焊接氣孔的產生與該合金表面的氧化膜密切相關，因此要防止氣孔的產生，首先焊接區域合金表面的氧化膜在焊接前必須徹底去除，另外焊接區域在焊接前容易被污染，因此焊接前注意防止污染，特別是焊接端面區域應保持潔凈。要獲得優質的焊接接頭，還應采用合適的焊接方法、規范和保護措施進行焊接，并嚴格控制操作環境的濕度。
　　
焊接裂紋

高硅鋁焊接過程中，焊縫結晶凝固金屬從液態金屬到固態金屬的過程中，熔池凝固收縮產生拉應力，在焊接凝固的初期，溫度比較高，金屬的流動性好，金屬液體可以在已經凝固的晶粒之間自由的流動，可以填充拉應力造成的間隙，不會形成裂紋，在結晶的過程中，較先結晶的晶粒致使焊接熱影響區開裂，但有研究表明，焊接熔池越小，產生裂紋的可能性越小。

另外高硅鋁的合金中硅含量高，受熱硅相變粗大，對合金的韌性和塑性產生不利影響，易產生應力變形和裂紋。