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簡(jiǎn)述焊接時(shí)焊劑的體現(xiàn)

發(fā)布時(shí)間：2019/05/24 發(fā)布者：管理員

試驗(yàn)部分試驗(yàn)材料及設(shè)備試驗(yàn)材料為ZA合金，用金屬型鑄造法加工成尺寸為200mm×140mm×20mm的試板。填充材料為與母材同質(zhì)的ZA合金經(jīng) 過金屬型鑄造制成的焊棒。通過對(duì)鋁及其合金焊劑成分作用的分析，結(jié)合ZA合金自身的特點(diǎn)，選擇氟化物及氯化物作為焊劑［2］。本研究選用的焊劑為KCl、 KF、LiCl、ZnCl2的混合物。其中KF有溶解金屬氧化物的特性，作為助焊劑加入。試驗(yàn)前，將焊劑配制成水溶液，然后用刷子均勻涂敷在焊棒表面及待 焊試板表面。試驗(yàn)設(shè)備為NSA―200交流鎢極氬弧焊機(jī)。試驗(yàn)方法試焊前，對(duì)試板取樣，利用X射線衍射儀進(jìn)行測(cè)定，以確定其表面氧化膜組成。首先，不加焊 劑表面堆焊，然后添加焊劑對(duì)試板進(jìn)行堆焊。在焊接過程中觀察電弧的穩(wěn)定性及熔池，初步判斷焊劑對(duì)焊接工藝性的影響。截取焊縫試樣，并磨制金相試樣，在金相 顯微鏡下觀察母材、焊縫及熔合區(qū)的組織。

試驗(yàn)結(jié)果及討論母材表面X射線衍射曲線。母材表面X射線從中可以看出，母材表面氧化膜的主要成分為ZnO、Al2O3、MgAl2O4、 ZnAl2O4.這些氧化膜的熔點(diǎn)都比較高，如Z***905℃，Al2O32050℃，MgAl2O42130℃，且高溫下不易分解。試驗(yàn)過程中的宏觀 觀察發(fā)現(xiàn)，加入焊劑時(shí)飛濺少，焊接過程穩(wěn)定。可以解釋為加入的焊劑有去除氧化膜、保證電弧穩(wěn)定燃燒的作用。焊后采集焊縫表面的殘?jiān)?，進(jìn)行X射線衍射分析， 發(fā)現(xiàn)表面殘?jiān)南嘟M成主要是大量的氧化物。這表明焊接過程中存在嚴(yán)重的氧化現(xiàn)象。ZA合金母材的金相組織（a）、（b）。（c）為不加焊劑時(shí)焊縫的組織。 （d）為添加混合焊劑時(shí)焊縫的組織。

混合焊劑的焊后殘?jiān)蓸覺射線衍射曲線為了研究其去膜機(jī)理，單獨(dú)用LiCl作為焊劑進(jìn)行焊接。焊后殘?jiān)蓸覺射線衍射曲線。在使用LiCl焊劑的焊后 殘?jiān)蓸又邪l(fā)現(xiàn)了Li2O、Li2O2和ZnCl2，同時(shí)通過觀察發(fā)現(xiàn)LiCl有一定的去除氧化膜的作用。這是因?yàn)長(zhǎng)iCl在焊接條件下發(fā)生如下冶金反 應(yīng)：生成的AlCl3氣體從氧化膜下外逸，破碎氧化膜，并形成白色焊接煙霧，而Li2O則呈熔渣狀漂浮在焊接熔池表面，又可能繼續(xù)被氧化，發(fā)生如下反應(yīng)不 論使用焊劑還是不使用焊劑，焊縫表面都有大量的氧化膜存在。加入焊劑的主要作用是在焊接過程中破碎熔池表面的氧化膜，保證電弧穩(wěn)定燃燒。在加入的焊劑中只 有ZnCl2可以通過冶金反應(yīng)向焊縫中過渡合金元素，以補(bǔ)充焊接過程中蒸發(fā)和氧化的Zn.結(jié)論母材表面形成的氧化膜的主要成分為ZnO、Al2O3、 MgAl2O4、ZnAl2O4.這些氧化物的熔點(diǎn)都比較高，高溫下不易分解。由于焊縫的冷卻速度較快，其片層狀的共晶組織比母材細(xì)小。焊縫中的α＇樹枝 狀晶數(shù)量多于母材，α＇＋β二元共晶組織相對(duì)數(shù)量減少。而加入焊劑時(shí)焊縫中的菊花狀組織要比不加焊劑時(shí)多，說明焊劑有向焊縫中過渡合金元素Zn的作用。加 入焊劑的主要作用是破碎焊接過程中的難熔氧化膜，保證熔池液體金屬和母材好地接觸熔合；焊劑可以通過冶金反應(yīng)向焊縫過渡Zn，以補(bǔ)償焊接過程中Zn的蒸 發(fā)和氧化燒損。