為什么選擇鋁合金作為罐車材料？

為什么選擇鋁合金作為罐車材料？

在傳統(tǒng)觀念中，鋁合金比較輕，但比較軟，強(qiáng)度不高，其實(shí)這是一種誤解，鋁合金在交通工具上的應(yīng)用開始于100多年前，早在1903年，懷特兄弟發(fā)明首架飛機(jī)上的發(fā)動機(jī)上就采用了鋁合金材料，應(yīng)用于航天飛機(jī)、輪船、汽車、火車等等交通工具。那么鋁合金焊接相比其它金屬材料焊接起來要麻煩的很多，首先就是要做到焊前預(yù)熱：焊前預(yù)熱的主目的是改善材料的可焊性。相比鋼和其他合金而言，鋁合金具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1質(zhì)量輕

鋁的密度低，只有2.7g/cm3，同樣體積的鋁合金幾乎只有鋼的1/3重量。鋁合金在罐車上的應(yīng)用，極大的減輕了其自重。例如，一個45m3的罐車，如果用鋁合金制造，相比鋼材制造來說可以減輕5T的自重。

2耐腐蝕性強(qiáng)

鋁合金有比鋼無法比擬的耐腐蝕性，用鋁合金制造的罐體，內(nèi)部不需要涂任何防護(hù)層就可以運(yùn)輸各種液體或液化氣。這也是為什么像BP、SHELL這些國際石油巨頭強(qiáng)制使用鋁合金罐體運(yùn)輸石油的原因，因為鋁合金罐體有很好的抗腐蝕性，從而保證油品更清潔。

3可加工性好

鋁作為地殼中含量第三豐富的無素，儲量非常豐富（8.23%）。鋁合金也是除鋼鐵之外第二大廣泛應(yīng)用的金屬，加工藝已經(jīng)非常成熟。MIG、TIG、電阻焊、FSW等焊接方法都可以用來焊接鋁合金。同時，鋁合金也可以進(jìn)行彎曲、沖壓和深拉加工。

鋁材焊接、鋁合金焊接中如何避免熱開裂

開裂是鋁材焊接、鋁合金焊接中可能發(fā)生的一個重大問題。即使很小的縫隙也可能導(dǎo)致焊縫不合規(guī)范，并導(dǎo)致焊點(diǎn)故障。其實(shí)，絕大多數(shù)的鋁合金都可以實(shí)現(xiàn)成功焊接、不發(fā)生破損等相關(guān)問題。關(guān)鍵是使用合適的填充金屬絲、適當(dāng)?shù)墓ば騺硗瓿珊附印?

有兩種類型的開裂——熱開裂和應(yīng)力開裂，熱開裂是焊鋁時比較常見的。熱開裂是焊接復(fù)合物時常遭遇一個麻煩，它會影響金屬焊接的凝固程度。

有三個因素可以顯著影響鋁合金焊接熱開裂的概率：

1）母材組合的開裂敏感度；

2）選擇合適的填充金屬絲，有助于不選容易開裂的材料組合物；以及

3）選擇合適的焊接接頭設(shè)計，來處理基礎(chǔ)金屬，有助于避免開裂敏感的焊接組合。

有些鋁合金焊接起來比其他金屬更容易開裂，所以選擇一種合適的填充金屬絲非常重要，這會產(chǎn)生低開裂敏感度的焊接金屬組合。當(dāng)焊接具有低裂紋敏感性的鋁材時，會采用類似成分的填充金屬絲。反之，焊接高開裂敏感性的鋁合金時，會選擇低裂紋敏感性的不同成分的填充金屬絲。2、如果需要采用熔化極氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲氣體保護(hù)焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上，進(jìn)行焊接時如果不能正確調(diào)整焊接電流，可能會導(dǎo)致兩種情況：一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流，此時不能將薄金屬蓋焊接到厚鋼管上。

鋁填充金屬絲，均按照美國焊接學(xué)會（AWS）的分類，對應(yīng)鋁業(yè)協(xié)會的相關(guān)注冊號碼，以確定特定的合金組合成分。并非所有的填充金屬絲都適于焊接所有的鋁基合金。需要一個有信譽(yù)的填充金屬絲選擇指南，以確保不同的鋁合金焊接的選擇。

開裂是鋁材焊接中可能發(fā)生的一個重大問題。即使很小的縫隙也可能導(dǎo)致焊縫不合規(guī)范，并導(dǎo)致焊點(diǎn)故障。其實(shí)，絕大多數(shù)的鋁合金都可以成功焊接，不發(fā)生破損。關(guān)鍵是使用合適的填充金屬絲、適當(dāng)?shù)墓ば騺砗附印?

焊縫設(shè)計是另一個重要的考慮因素，可以影響焊縫的組合物，有助于防止熱裂紋。無斜角的焊縫，會導(dǎo)致基本金屬熔焊稀釋率不夠，有適當(dāng)斜角的焊縫，就可以充分稀釋。這就意味著可以在一個斜面邊緣，增加在焊縫沉積的填料金屬的量，產(chǎn)生一個不太可能開裂的復(fù)合層。有些鋁基合金，比如6XXX系列，是可能強(qiáng)烈影響熱開裂的非常重要的一種因素。鋁合金焊接、金屬焊接中立焊時，由于焊條熔化所形成的熔滴及熔池中的鐵水易下淌形成焊瘤、焊縫兩側(cè)形成咬邊，使焊縫成形惡化。

應(yīng)力開裂

雖然不像熱開裂那么普遍，應(yīng)力開裂也可能影響鋁的焊接。導(dǎo)致應(yīng)力開裂的一個主要原因是：在焊縫凝固和冷卻時的過度收縮率。適當(dāng)?shù)臅r候選擇含有硅的填充金屬絲，能減少收縮壓力，有助于避免應(yīng)力裂紋。

焊鋁過程中出現(xiàn)的大部分裂縫，會在焊口（通常用來定義焊頭里不希望出現(xiàn)的凹陷）里出現(xiàn)，常被忽視。焊口裂縫是很小的，不加處理的話，就可能擴(kuò)大到整個焊縫并造成重大故障。操作方法是，焊工注意在焊接過程中把焊口完全填滿，要么采用焊接電源供應(yīng)設(shè)備上的自動焊口填補(bǔ)功能，要么用其他已經(jīng)批準(zhǔn)的焊口填補(bǔ)方法。焊縫設(shè)計是另一個重要的考慮因素，可以影響焊縫的組合物，有助于防止熱裂紋。

提高焊接移動速度，有助于減少應(yīng)力開裂的可能性，因為這樣做可以縮小熱影響區(qū)，減小堿金屬熔化的程度。通過降低母材在焊接過程中及之后的殘余應(yīng)力水平，也可以用預(yù)熱來起到幫助作用。這反過來也會降低應(yīng)力開裂的可能性。

要避免在非常冷的情況下焊接鋁，要避免預(yù)熱操作導(dǎo)致的過熱——150°F的預(yù)熱溫度，就足以滿足所有的鋁合金焊接要求了。鋁合金焊接、鋁材焊接，我們的專業(yè)的！

目前市場上焊接商品品種較多，通常情況下宜選用溝通鎢極亞弧焊(即TIG焊)。它是在亞氣的維護(hù)下，使用鎢電極與工件問發(fā)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接辦法。該焊機(jī)作業(yè)時，因為溝通電流的極性是在周期性的改換，在每個周期里半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波時間鎢極能夠發(fā)射滿足的電子而又不致于過熱，有利于電弧的安穩(wěn)。反接的半波時間工件外表生成的氧化膜很簡單被整理掉而取得外表亮光美觀、成形杰出的焊縫。焊口裂縫是很小的，不加處理的話，就可能擴(kuò)大到整個焊縫并造成重大故障。

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