鋁合金固態(tài)工件熔焊焊接質(zhì)量分析顯微鏡

  鋁合金可以通過熔化或者固態(tài)加工而結(jié)合。機械緊固，即螺栓連接、
鉚接等，更多涉及的是設(shè)計而不是制造，在此不加詳細論述。在熔接過程
中，熱源既可以使填充物聚集（銅焊）、工件接頭邊緣化（焊接），或者
是當(dāng)熱源退散時使固態(tài)金屬達到其熔化溫度，這樣就能形成輕質(zhì)密封的接
頭。因此，鋁罐、壓力容器、傳輸管以及集裝器常常通過焊接而成。
  固焊就是不使用填充物而直接在固態(tài)工件上進行操作。干凈的金屬表
面在不斷升高的溫度下接合并形成接頭，此過程不涉及熔化。
  由于鋁極易氧化，因此在焊接溫度下必須使用惰性氣體覆蓋鋁合金表
面。在氣壓作用下，鋁氧化物在大約2 050℃的條件下仍能保持穩(wěn)定，這遠
遠超過了純鋁的熔化溫度660℃。因此，常使用一些機械方法來移除這些厚
重的氧化物，如物理敲碎或者化學(xué)腐蝕。在焊接之前，多種形式的熔焊可
用于氧化物的局部清理。以熔焊為基礎(chǔ)，負極清理可以達到表面清理的效
果。在這種模式下，極性逆轉(zhuǎn)使得電子流出而正離子流人工件表面。在逆
轉(zhuǎn)的極性下，正離子滯留在氧化物表面，圍繞在薄鋁氧化物層處誘發(fā)強電
場。伴隨著電場的衰落，鋁氧化物局部受損破壞。在鍵孔模式下的等離子
焊接操作（從焊接板中射出的等離子體達到全滲透）需要焊流中的一小部
分處于逆轉(zhuǎn)極性模式下，以此來清除可能會形成珠狀干擾物的薄鋁氧化層
。
  在焊接弧作用下，油、油脂以及塵垢分解會產(chǎn)生氫，這樣就會產(chǎn)生許
多孔隙。相比于同態(tài)，熔化狀的鋁能結(jié)合更多的氫，因此過多地暴露于氫
氣中會導(dǎo)致固狀表面的多孑L性。含鋰的鋁合金置于氮氣中，在高溫條件形
成氮化鋰，這是一種具有潛在商業(yè)價值的氫存儲介質(zhì)，它能在初級的珠狀
焊接下保存氫氣，然后在后階段的熱作用下形成多孑L狀。
  殘余應(yīng)力會降低焊接強度，金屬中的殘余應(yīng)力是南熱應(yīng)力下高溫區(qū)域
變形及冷卻到正常操作溫度下維持的一些變形所致。相似地，熱應(yīng)力可能
使工件產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。焊接操作置于熱流中可以通過微結(jié)構(gòu)的過時效來
減少附近金屬中的應(yīng)力。因此，在焊接過程中將金屬受熱體積最小化其意
義是非常重大的。

(本文由上海光學(xué)儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復(fù)制http://www.sgaaa.com)