铝合金螺旋管双丝焊接工艺技术研究(3)
1.2.2.2 焊接热裂纹
铝合金焊接时，焊缝金属和近缝区所发现的热裂纹主要是焊缝金属结晶裂纹，也可在近缝区见到液化裂纹。
铝合金属于典型的共晶型合金，最大裂纹倾向正好同合金的“最大”凝固温度区间相对应。但是由平衡状态图的概念得出的结论和实际情况是有较大出入的。因此，裂纹倾向最大时的合金组元均小于它在合金中的极限溶解度。这是由于焊接时的加热和冷却速度都很迅速，使合金来不及建立平衡状态，在不平衡的凝固条件下，相图中的固相线一般要向左下方移动，以致在较少的平均浓度下就出现共晶体，且共晶温度比平衡冷却过程将有所降低。至于近缝区的“液化裂纹”，同焊缝凝固裂纹一样，也是与晶间易熔共晶的存在有联系，但这种易熔共晶夹层并非晶间原已存在的，而是在不平衡的焊接加热条件下因偏析而熔化形成的，所以称为晶间“液化”。
1.2.3 铝合金缺陷的防止措施
1.2.3.1 气孔的防止措施
（1）减少氢的来源 所有使用的焊接材料（包括保护气体、焊丝、焊条、焊剂等）要严格限制含水量，使用前均需干燥处理。一般认为，氩气中的含水量小于0.08%时不易产生气孔。
（2）控制焊接工艺 焊接工艺参数的影响比较明显，但其影响规律并不是一个简单的关系，须进行具体分析。焊接工艺参数的影响主要可归结为对熔池在高温存在时间的影响，也就是对氢的溶入时间和氢的析出时间的影响，焊接时，焊接工艺参数的选择，一方面尽量采用小线能量以减少熔池存在时间，从而减小气氛中氢的溶入，同时又要能充分保证根部熔合，以利根部氧化膜上的气泡逸出。所以采用大的焊接电流配合较高的焊接速度是比较有利的。
1.2.3.2 焊接热裂纹的防止措施
（1）控制成分 从抗裂角度考虑，调整焊缝合金系统的着眼点在于控制食量的易熔共晶并缩小结晶温度区间。由于现有铝合金均为共晶型合金，少量易熔共晶的存在总是增大凝固裂纹倾向，所以，一般都是使主要合金元素含量超过裂纹倾向最大时的合金成分，以便产生愈合作用。
（2）在焊丝中填加变质剂 铝合金焊丝总几乎都有Ti、Zr、B、V等微量元素，一般都是作为变质剂加入的。不仅可以细化晶粒而改善塑性、韧性，并可显著提高抗裂能力。Ti、Zr、B、V、Ta等元素的共同特点都是能同铝形成一系列包晶反应生成细小的难熔质点，可成为液态金属凝固时的非自发凝固的晶核，从而可以产生细化晶粒的作用。
（3）合理选用焊接参数 焊接工艺参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固做成中的应变增长速度，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接过程，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性。减小焊接电流、降低拘束度、改善装配间隙对减小热裂纹倾向都是有利的。而焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应变速度，而增大热裂的倾向。增大焊接速度和焊接电流，都可促使增大裂纹倾向。
1.3 铝合金焊接方法研究现状
1.4 螺旋管焊接
1.4.1 螺旋管带钢边缘铣削形状与焊接工艺的匹配
螺旋管是由带钢在一定的螺旋线角度下卷轧，再将管缝焊接形成。所以，带钢的加工对焊接质量有很大的影响。相对于原来用剪边的圆盘剪及碎边机设备来说，用铣削机对带钢进行加工，可以实现更高的加工精度（可控厚度误差为 ，可控宽度误差为5-10mm），更小的带钢去边量（圆盘剪的剪边量大于等于1.5倍板厚），提高了材料的利用率[18]。而且，采用铣边方法加工出的带钢边缘坡口和表面粗糙度质量高，焊接合口间隙均匀，焊管成形，内、外焊缝焊接稳定，产品一次性通过率提高。所以采用铣边机铣削带钢边缘和坡口为螺旋管成形和焊接提供了方便。