工業(yè)大風(fēng)扇的材料，主要是指扇葉的材料，要作為扇葉的材料，首先需要滿足其強(qiáng)度和韌度，保證在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中不會斷裂，其次還要考慮其焊接性能，因為作為工業(yè)大風(fēng)扇的扇葉，一般都是空心折彎工藝，在邊緣需要進(jìn)行焊接。
6061鋁合金為鋁鎂硅系列鋁合金，屬熱處理可強(qiáng)化合金，具有良好的成形性、焊接性、加工性，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于要求有一定強(qiáng)度和抗蝕性高的各種工業(yè)結(jié)構(gòu)件。但是6061鋁合金在焊接過程中易產(chǎn)生氣孔、未熔合、裂紋等焊接缺陷，這些缺陷對工業(yè)風(fēng)扇的扇葉有什么影響，能否克服這些缺陷，讓6061鋁合金替代5052鋁合金作為工業(yè)風(fēng)扇扇葉新的材料？今天我們就根據(jù)安伯瑪工業(yè)風(fēng)扇技術(shù)部的研究數(shù)據(jù)對6061鋁合金的焊接中出現(xiàn)的氣孔、未熔合、裂紋進(jìn)行分析，并討論如何預(yù)防焊接中出現(xiàn)的這些問題。
1、氣孔
鋁和氧的親和力很大，在空氣中鋁容易同氧結(jié)合生成致密的膜，而膜的熔點(diǎn)高達(dá)2050℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點(diǎn)，而且膜容易吸附水分。在高溫下，氧化膜吸附的水分分解形成大量氫氣，在焊后的冷卻凝固過程中來不及吸出而聚集在焊縫中形成氣孔。在焊接過程中會形成氣孔缺陷，從而破壞金屬的均勻性，降低了接頭的力學(xué)性能，可能導(dǎo)致扇葉運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)斷裂，這對工業(yè)風(fēng)扇扇葉來說是一個極大的安全缺陷。
根據(jù)安伯瑪技術(shù)部門分析，可采用以下工藝來減少氣孔缺陷。
（1）氬弧焊時，必須采用高純度的氬氣。氬氣管路系統(tǒng)要保持干燥，不得有泄漏現(xiàn)象，以免混入潮濕空氣。減少氫氣的來源，對焊絲、焊件坡口及坡口根部兩側(cè)進(jìn)行仔細(xì)的清洗，并加以烘干。焊絲表面應(yīng)呈潔白光亮色，不得有局部腐蝕斑點(diǎn)。
（2）制定合理的焊接工藝。熔化極自動、半自動氬弧焊時，一般采用粗直徑的焊絲，這有利于減少氣孔的數(shù)量，因小直徑焊絲的比表面積(單位長度上的焊絲表面積)大，單位時間內(nèi)熔融并進(jìn)入熔池的焊絲數(shù)量多。因此，熔池中勢必帶入相當(dāng)數(shù)量的氧化膜和氫氣(同粗焊絲相比)。在焊接工藝上盡量采用高的輸入熱量(取決于焊接電流、電弧電壓及焊接速度)，延長熔池在高溫液態(tài)下的時間，為氫氣泡的浮出提供條件。
2、未熔合
鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)約比鋼大一倍。在焊接過程中大量的熱能被迅速傳到基體金屬內(nèi)部，因此焊接鋁及鋁合金時比鋼要消耗更多的熱量。因而焊接過程中工藝參數(shù)選擇不合理，使得焊接熱輸入不足，易產(chǎn)生未熔合、未焊透等缺陷。但是這一問題很容易得到就覺，我們可以在焊接過程中通過調(diào)整焊接電流及電壓、控制熱輸入或焊前預(yù)熱等工藝，可有效避免未熔合缺陷。
3、裂紋
鋁凝固時的體積膨脹率達(dá)6.5%-6.6%，所以在某些鋁合金焊接時，往往由于過大的收縮內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致裂縫。一方面由于鋁合金液態(tài)熔池冷卻、凝固結(jié)晶到完全形成固態(tài)是在某一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，在這溫度范圍內(nèi)由于存在著固液態(tài)金屬，強(qiáng)度和塑性很低，在這個溫度區(qū)間易產(chǎn)生裂紋缺陷。另一方面，由于鋁合金的線膨脹系數(shù)大，在焊縫金屬冷卻收縮過程中產(chǎn)生很大的拉伸變形。當(dāng)熔池金屬經(jīng)過脆性溫度區(qū)間的時刻與產(chǎn)生最大拉伸變形的時刻一致時，易引起裂縫。
為了避免工業(yè)風(fēng)扇扇葉裂紋，安伯瑪技術(shù)部根據(jù)分析采取以下措施來預(yù)防裂縫缺陷。
（1）在焊接扇葉時，為了避免焊縫金屬由于加熱冷卻產(chǎn)生很大的剛性，在焊接工藝上可采取分段焊、預(yù)熱或適當(dāng)降低焊接速度等措施。避免焊接過程中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，來避免焊接裂紋的產(chǎn)生。盡量避免十字形接頭及采用不適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)固、焊接順序產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。
（2）采用加熱集中的焊接方法(如熔化極自動氬弧焊)及選擇大電流、高焊速的規(guī)范。熔化極脈沖氬弧焊與一般的熔化極氬弧焊法相比具有較優(yōu)的抗裂性。
（3）焊接過程中選擇焊絲時控制基體金屬及焊絲的成分。純鋁、鋁錳合金及焊絲中的鐵、硅含量之比應(yīng)大于l，以減少焊縫中低熔點(diǎn)硅共晶的數(shù)量，提高接頭的抗裂性。通過填充焊絲向焊縫金屬加入少量細(xì)化晶粒的變質(zhì)劑，焊縫金屬可變成細(xì)小的等軸晶組織。焊接結(jié)束或中斷時，應(yīng)及時填滿弧坑，然后再移去熱源，否則容易形成弧坑裂縫。
通過
安伯瑪通風(fēng)技術(shù)人員的一系列分析可以知道，6061鋁合金的性能完全能夠替代5052鋁合金作為工業(yè)風(fēng)扇扇葉的材料，但是在生產(chǎn)時需要對焊接人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，避免在在焊接中產(chǎn)生氣孔、未熔合、裂紋，保證扇葉的質(zhì)量。
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