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研究发现6061铝合金能制作扇叶吗

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
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工业大风扇的材料,主要是指扇叶的材料,要作为扇叶的材料,首先需要满足其强度和韧度,保证在长期运转中不会断裂,其次还要考虑其焊接性能,因为作为工业大风扇的扇叶,一般都是空心折弯工艺,在边缘需要进行焊接。大型工业风扇



6061铝合金为铝镁硅系列铝合金,属热处理可强化合金,具有良好的成形性、焊接性、加工性,目前已经广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件。但是6061铝合金在焊接过程中易产生气孔、未熔合、裂纹等焊接缺陷,这些缺陷对工业风扇的扇叶有什么影响,能否克服这些缺陷,让6061铝合金替代5052铝合金作为工业风扇扇叶新的材料?今天我们就根据大王工业风扇技术部的研究数据对6061铝合金的焊接中出现的气孔、未熔合、裂纹进行分析,并讨论如何预防焊接中出现的这些问题。

       

1、气孔


铝和氧的亲和力很大,在空气中铝容易同氧结合生成致密的膜,而膜的熔点高达2050℃,远远超过铝及铝合金的熔点,而且膜容易吸附水分。在高温下,氧化膜吸附的水分分解形成大量氢气,在焊后的冷却凝固过程中来不及吸出而聚集在焊缝中形成气孔。在焊接过程中会形成气孔缺陷,从而破坏金属的均匀性,降低了接头的力学性能,可能导致扇叶运转过程中出现断裂,这对工业风扇扇叶来说是一个极大的安全缺陷。


根据大王技术部门分析,可采用以下工艺来减少气孔缺陷。


(1)氩弧焊时,必须采用高纯度的氩气。氩气管路系统要保持干燥,不得有泄漏现象,以免混入潮湿空气。减少氢气的来源,对焊丝、焊件坡口及坡口根部两侧进行仔细的清洗,并加以烘干。焊丝表面应呈洁白光亮色,不得有局部腐蚀斑点。


(2)制定合理的焊接工艺。熔化极自动、半自动氩弧焊时,一般采用粗直径的焊丝,这有利于减少气孔的数量,因小直径焊丝的比表面积(单位长度上的焊丝表面积)大,单位时间内熔融并进入熔池的焊丝数量多。因此,熔池中势必带入相当数量的氧化膜和氢气(同粗焊丝相比)。在焊接工艺上尽量采用高的输入热量(取决于焊接电流、电弧电压及焊接速度),延长熔池在高温液态下的时间,为氢气泡的浮出提供条件。
2、未熔合


铝合金的导热系数约比钢大一倍。在焊接过程中大量的热能被迅速传到基体金属内部,因此焊接铝及铝合金时比钢要消耗更多的热量。因而焊接过程中工艺参数选择不合理,使得焊接热输入不足,易产生未熔合、未焊透等缺陷。但是这一问题很容易得到就觉,我们可以在焊接过程中通过调整焊接电流及电压、控制热输入或焊前预热等工艺,可有效避免未熔合缺陷。
3、裂纹


铝凝固时的体积膨胀率达65%-66%,所以在某些铝合金焊接时,往往由于过大的收缩内应力而导致裂缝。一方面由于铝合金液态熔池冷却、凝固结晶到完全形成固态是在某一温度范围内进行的,在这温度范围内由于存在着固液态金属,强度和塑性很低,在这个温度区间易产生裂纹缺陷。另一方面,由于铝合金的线膨胀系数大,在焊缝金属冷却收缩过程中产生很大的拉伸变形。当熔池金属经过脆性温度区间的时刻与产生最大拉伸变形的时刻一致时,易引起裂缝。


为了避免工业风扇扇叶裂纹,技术部根据分析采取以下措施来预防裂缝缺陷。


(1)在焊接扇叶时,为了避免焊缝金属由于加热冷却产生很大的刚性,在焊接工艺上可采取分段焊、预热或适当降低焊接速度等措施。避免焊接过程中产生较大的焊接应力,来避免焊接裂纹的产生。尽量避免十字形接头及采用不适当的点固、焊接顺序产生较大的内应力。


(2)采用加热集中的焊接方法(如熔化极自动氩弧焊)及选择大电流、高焊速的规范。熔化极脉冲氩弧焊与一般的熔化极氩弧焊法相比具有较优的抗裂性。


(3)焊接过程中选择焊丝时控制基体金属及焊丝的成分。纯铝、铝锰合金及焊丝中的铁、硅含量之比应大于l,以减少焊缝中低熔点硅共晶的数量,提高接头的抗裂性。通过填充焊丝向焊缝金属加入少量细化晶粒的变质剂,焊缝金属可变成细小的等轴晶组织。焊接结束或中断时,应及时填满弧坑,然后再移去热源,否则容易形成弧坑裂缝。


通过技术人员的一系列分析可以知道,6061铝合金的性能完全能够替代5052铝合金作为工业风扇扇叶的材料,但是在生产时需要对焊接人员进行技能培训,避免在在焊接中产生气孔、未熔合、裂纹,保证扇叶的质量。




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