铝合金焊接后常用的化学处理方法

来源:金属热处理标准应用手册作者:张覃轶

    一、清除残渣
    焊件焊完后,如果是使用气焊或药皮焊条焊,在对焊缝进行外观检查和无损检测之前,需要对焊缝及两侧的残存熔剂和焊渣及时进行清除,以防止焊渣和残存焊剂腐蚀焊缝及其表面,避免造成不良后果。常用的焊后清理方法如下:
    (1)在60℃-80℃的热水中刷洗;
    (2)放入重铬酸钾(K2Cr2O2)或质量分数为2%-3%的铬酐(Cr2O2);
    (3)再在60℃-80℃的热水中洗涤;
    (4)放入干燥箱中烘干或风干。

为了检验残存熔剂去除的效果,可以在焊件的焊缝中滴上蒸馏水,然后再将蒸馏水收集起来,并滴入装有5%的硝酸溶液的小试管中,如有白色沉淀,则表示残存熔剂尚未清除彻底。

铝合金焊接后常用的化学处理方法


    二、焊件的表面处理
    通过适当的焊接工艺和正确的操作技术,焊接后的铝及铝合金焊缝表面,具有均匀的波纹光滑的外貌。阳极化处理,特别是抛光及染色技术配合使用时,可获得高质量的装饰表面。减小焊接热影响区,可使用阳极化处理导致不良的颜色变化减至最小。使用快速焊接工艺,可最大限度地减少焊接热影响区。因此闪光对焊的焊缝,阳极化处理质量良好。
    特别是对退火状态下不能热处理强化的合金的焊接件,阳极化处理后,金属基本和焊接热影响区之间的颜色反差最小。炉中和浸渍钎焊不是局部加热的,所以金属颜色的外观是非常均匀的。可热处理强化的合金,常常用作建筑结构零件,它们在焊接以后,常常进行阳极化处理。在这类合金中,焊接加热会形成合金元素的析出,阳极化处理以后,热影响区和焊缝之间会出现差异。这些在焊接区附近的晕圈,使用快速焊接可使其减至最小,或者使用冷却垫块和压板也可使晕圈减到很小,这些晕圈在焊接后,阳极化处理前,进行固落处理可以消除。
    在化学处理的焊接件中,有时会遇到焊缝金属和基全金属的颜色差别较大,这就必须他细地选择填充金属的成分,特别是合金成分中含有硅时,就会对颜色的配比有影响。

如有必要可以对焊进行机械抛光。常用的机械抛光有抛光、磨光、磨料喷击、喷丸等。机械抛光即通过研磨、去毛刺、滚光,抛光或砂光等物理方法改善铝工件的表面。它的目的是通过尽可能少的工序获得所需要的表面质量。然而,铝及铝合金属软金属,摩擦系数比较高,而且在研磨过程中如果发生过热,有可能使焊件变形,基至从晶界断裂的现象。这要求在抛光过程中有充分的润滑,对金属表面的压力应降低到最低。

铝合金焊接后常用的化学处理方法


    三、焊后热处理
    焊后热处理的目的就是为了改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力。
    可热处理强化铝合金在焊接以后,可以重新进行热处理,使基体金属热影响区的强度恢复到接近原来的强度。一般情况下,接头破坏处通常都是在焊缝的熔化区内。在重新进行焊后热处理后,焊缝金属所获得的强度,主要取决于使散的填充金属。填充金属与基体金属的成分不同时,强度将取决于填充金属对基体金属的稀释度。最好的强度与焊接金属所使用的热处理相适应。
    由于焊缝附近熔化区的沉淀和晶界的熔化,使可热处理强化铝合金的某些焊件的韧性很差,假使情况不是太严重,焊后热处理可以使可溶的成分重新溶解,得到更均匀的结构,对韧性稍微有点改善,并会较大地增加强度。

焊件进行完全的重新热处理是不实际的,焊件可以在固溶热处理状态焊接,焊后进行人工时效处理。在这种焊接方法中,当使用高焊接速率时,有时性能能够获得显着的提高,超过了正常焊接状态的强度。然而,焊件很少达到完全重新热处理的性能。

铝合金焊接后常用的化学处理方法


    四、焊缝的整形和焊缝缺陷的返修
    一件产品焊接完毕之后,对于下述外形缺陷的焊缝必须加以整形:
    (1)大接头(即堆高、宽均大量超差很不美观);
    (2)赘瘤。 赘瘤是过多的熔化金属,机械地堆积在一起,与母材并没有熔合,不是焊缝的组成部分,必须铲去;
    (3)断续焊起弧处的焊瘤。整形工具一般是采用各种形状的铲棍,使修理后的外形与良好焊缝基本一致,在修理时不能使母材产生划伤或刀伤。
    根据国家标准,对于所不允许的焊缝缺陷,必须进行返修。
    返修的程序一般是先确定返修范围,一般应分别向缺陷两头扩展50~70mm。如根椐探伤结果已能判断缺陷是靠近产品的内侧或外侧,则可先返修该侧,如不能判断是属于哪一侧,则必须进行双面返修,一般是先返修外侧,后修内侧。
    返修前必须将缺陷挖出,如采用风铲,则先用扁铲削平焊缝的加固高,然后用豁铲开沟,开沟的深度,是以发现缺陷,将缺陷合部清除干净,露出完好金属为止。如果缺陷掊位较大,开出的沟槽太宽、太深,则必须先进行补焊,待完全补好后,再开坡口,然后才能进行正式的返修焊接。