6061铝合金材料焊接特性及焊接工艺研究.pdf

一 鬻黧嚣黧赣嚣鬻黧麓魏冀赣鬻 黧灏糍 i鼬 越 圈 6061铝合金材料焊接特性 及焊接工艺研究 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 (四川绵阳 621900) 刘 斌 在低、中温的水冷堆中，606t铝合金具有较低的热中 金属内部，因此焊接铝及铝合金时比钢要消耗更多的热 子俘获截面，在较低的温度下有一定强度，并具有较好的耐 量。为了达到高质量 的焊接接头，必须采用能量集 中、 辐照性；有一定的抗水腐蚀的能力，加工性能良好，易成 功率大的热源，并采取预热等措施。 形，可焊接。在反应堆中子试验科研中，广泛利用6061铝 (3)容易形成裂纹倾向 铝的线膨胀系数23．5× 合金作为中子探测器孔道及支架。以下就6061铝合金管材 10～，约 比钢大两倍左右，凝 固时的体积膨胀率达 (4,50mm~2mm)焊接特眭及工艺进行探讨研究。 6．5％～6．6％，所以在某些铝合金焊接时，往往由于过 一 、 6061铝合金的焊接特性 大的收缩内应力而导致裂缝。 6061铝合金具有独特的物理化学性能，在焊接过程 (4)容易形成气孔的倾向 铝合金的液体熔池很容 中会产生同其他铝合金一样冶金上的困难 ，具体表现以 易吸收气体，在高温下熔人的大量氢气，在焊后的冷却 下几点： 凝固过程中来不及析出而聚集在焊缝中形成气孑L。 (1)强的氧化能力 铝和氧的亲和力很大，在空气 (5)高温下的强度和塑性低 在高温下铝的强度和 中铝容易同氧结合生成紧密而结实的A1O，薄膜 (厚度 塑性很低，以致支撑住液体金属而引起焊缝成形的恶化， 约0．1pum)。薄膜的熔点高达2050oC，远远超过铝及铝 甚至形成塌陷 (或烧穿)缺陷。因此在某些场合下需要 合金的熔点，而且密度3．95—4．10g／cm ，约为铝的1．4 用夹具和垫板。 倍。氧化膜表面吸附的水分在焊接过程中会形成气孔、 (6)合金元素的蒸发和烧损 铝合金中含有低沸点 夹渣等缺陷，从而破坏金属的均匀性，降低了接头的力 的合金元素如镁、锌、锰等，这些元素在高温火焰或电 学性能。 弧的作用下极易蒸发、烧损，从而改变了焊缝金属的化 学成分，同时也降低了焊接接头的性能。 (2)高的导热、导电性 铝合金的导热系数、比热、 (7)无色泽变化 铝及铝合金从 固态变成液态时， 熔化潜热很大，导热系数为0．538eal／(em ·s·℃)，约 无明显的颜色变化 ，给焊接操作带来困难。 比钢大一倍。在焊接过程中大量的热能被迅速传到基体 度为68mm，大大降低了加工难度。即使在后序的热加 对顶精车外圆，大大降低了加工难度。配合用的内孑L 工中出现4,3mm内冷孔以及4,2mm出水孔被盐堵死的情 4,11H8可用铰刀直接铰成，待热处理后再进行研磨，以 况，也比较容易用工具进行疏通。图4为刀体2，总长 降低表面粗糙度值，保证焊接强度。 196mm，车序加工时可以两端钻通内冷孔4,6mm后 ，再 3．结语 z-驴Z 经过以上对复合铰刀工艺结构的改进，达到了图样 — — 、 一 一 l