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泡沫鋁的焊接-金相檢驗(yàn)

焊接金相檢驗(yàn)可以通過(guò)金相分析方法研究焊接接頭的組織變化、焊縫成形情況，發(fā)現(xiàn)肉眼不能檢查出的焊接缺陷。

制備金相試樣
鑲嵌焊接試樣斷面尺寸較小，在磨制時(shí)容易磨成曲面而非平面，并且不便于握持，因此需要對(duì)試樣進(jìn)行鑲嵌。鑲嵌時(shí)，先選取泡沫鋁與鋼板長(zhǎng)度方向邊緣距離較近的一-側(cè)，用280#砂紙預(yù)磨試樣至斷面平整。然后取長(zhǎng)約20mm,內(nèi)徑15mm的一段硬質(zhì)塑料管，兩端磨平整。將塑料管立于水平工作臺(tái)面上，試樣預(yù)磨過(guò)的斷面朝下插
入塑料管中，保持試樣豎直，斷面與工作臺(tái)面接觸。使用義齒基托樹(shù)脂II型(自凝牙托粉)和義齒基托樹(shù)脂液II型(自凝牙托水)配制成粘稠狀自凝樹(shù)脂，填充試樣與塑料管的空隙。4小時(shí)后，樹(shù)脂完全硬化，鑲嵌完成，將鑲嵌好的試樣從工作臺(tái)面移除，用刻刀在塑料管外壁刻上實(shí)驗(yàn)編號(hào)。
磨光

將鑲嵌好的金相試樣進(jìn)行逐級(jí)順序磨光。磨光試樣在水平工作臺(tái)面上手工進(jìn)行。磨削時(shí)左手按住砂紙，右手持試樣輕壓向前推進(jìn)，回程時(shí)試樣不與砂紙接觸。砂紙的使用順序?yàn)?/span>280#，360#，500#，600#，800#，1000#，1500#，然后更換為4#、5#金相砂紙。每磨幾次，就要更換磨削方向90°。更換砂紙前，目測(cè)表面磨痕，保證將前一工序留下的磨痕完全除掉。使用金相砂紙時(shí)，不能用力磨削，動(dòng)作要輕柔緩慢，速度均勻。
拋光

試樣磨光后，在拋光機(jī)上進(jìn)行拋光。以絨布作拋光布，選用三氧化二鉻作拋光膏。拋光時(shí)，緊握試樣輕輕壓向拋光布，從中心往邊緣移動(dòng)，不斷加入冷卻水，確保試樣不過(guò)熱。每隔一段時(shí)間目視檢查一次試樣表面，拋到劃痕完全消除即可。拋光好的試樣立即用清水沖洗干凈，再用無(wú)水乙醇脫水。甩干后，用吹風(fēng)機(jī)吹干。
浸蝕

拋光好的試樣使用5%氫氟酸溶液浸蝕，浸蝕程度以骨架鋁表面出現(xiàn)霧狀斑紋為準(zhǔn)。泡沫鋁的孔洞會(huì)殘留酸液，浸蝕后立即用大量清水沖洗，用力將試樣中的水甩出后，用無(wú)水乙醇擦洗脫水并甩干，再用吹風(fēng)機(jī)吹干。將制好的試樣放入干燥皿中備用。

加熱溫度對(duì)焊接質(zhì)量的影響
585℃時(shí)，焊縫形狀均勻，邊界清晰，釬料和母材的晶粒較細(xì)，釬料向母材擴(kuò)散和母材向釬料溶解均不明顯。當(dāng)溫度提高到600℃以后，焊縫區(qū)變寬，泡沫鋁一側(cè)的邊界變得模糊不清，釬料發(fā)生明顯地向母材擴(kuò)散，母材晶粒長(zhǎng)大，焊縫區(qū)的鋁向釬料溶解增多，出現(xiàn)輕微溶蝕現(xiàn)象。
585℃時(shí)，母材仍有少許區(qū)域未得到釬料填縫，造成空隙，而600℃時(shí)，釬料填滿了裝配間隙，并流向了泡沫鋁孔洞。這說(shuō)明，溫度升高以后，釬料流動(dòng)性增強(qiáng)，有更好的毛細(xì)填縫能力。

保溫時(shí)間對(duì)焊接質(zhì)量的影響
保溫時(shí)間5分鐘時(shí)，焊縫形狀均勻，邊界清晰，釬料和母材的晶粒較細(xì)，釬料向母材擴(kuò)散和母材向釬料溶解均不明顯，但是有少量位置填縫不足。保溫時(shí)間延長(zhǎng)以后，釬料向母材的擴(kuò)散程度增加，焊縫邊界不平整，但焊縫和母材未出現(xiàn)明顯的晶粒長(zhǎng)大。在保溫10分鐘的條件下，焊縫未良好成形，大塊區(qū)域沒(méi)有焊上。當(dāng)保溫時(shí)間增加到60分鐘后，由于Cu原子有足夠的時(shí)間發(fā)生擴(kuò)散作用，焊縫形成條件得到了很大改善，焊縫區(qū)向母材的過(guò)渡均勻，固溶體相和共晶相形態(tài)規(guī)整。溫度升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng)，均可能促進(jìn)金屬間化合物的形成，影響接頭質(zhì)量。從金相照片可以看出，焊縫界面鋼一側(cè)白色的Fe-Al 化合物相含量隨溫度升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，這對(duì)焊縫質(zhì)量是不利的。