铝合金搅拌摩擦焊焊接缺陷分析

铝合金钎焊缺陷

焊接金相 铝合金钎焊缺 陷 哈尔滨焊接研究所金相室(150080) 于　捷　孙秀芳　郭力力 山东省淄博学院机电系(255091)姜　英 焊接方法 钎焊 母 材 L F3铝合金 焊 材 铝硅及铝硅镁钎料 图1　钎缝中各种缺陷　(50×)2/3图2　钎缝发生轻微溶蚀现象　400× 会)已在2000年1月巴黎会议上取消。两者原有职能 全部移交给IAB B组(实施与授权)。 EWF Committee2,3和IIW Commission今后只能 从事IIW IAB还没有的项目开发工作。 被IIW接受的培训规程在大约五年内将同时印制 EWF和IIW文件号。培训规程中规定了IIW和EWF 证书等效。同时,由于EWF人员资格仍被许多欧洲标 准采用,EWF证书在一定时期有很高的市场价值,所 以EWF证书仍将继续发放约五年。 1.4　授权的国家团体Authorised National Body(ANB) ANB是Authorised National Body(授权的国家团 体)的缩写,是指由IIW授权的在某一IIW成员国实施 IIW人员资格认证体系的唯一合法机构。其作用是: (1)评估和验收培训机构,批准授权的培训机构 (A TB)按照IIW规程举办各类培训课程; (2)进行考试; (3)颁发各类焊接人员的资格证书并管理焊接人 员档案。 一个IIW成员国只能有一个ANB。某个成员国 的ANB如果要在其它无ANB国家开展IIW课程,应 受到代表该国的国家焊接学会的邀请,在课程培训中, 必须解决语言障碍的问题。 根据EWF和IIW之间的协议,1999年,19个 EWF的ANB自动成为IIW的ANB。我国于2000年 1月取得欧洲以外的第一个ANB资格,美国、日本和澳 大利亚已于2001年1月召开的IAB B组巴黎工作会 通过,成为正式的ANB。到2001年1月底为止,已正 式授权下列国家的ANB组织:奥地利、比利时、中国、 克罗地亚、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、匈牙利、意大 利、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯 洛维尼亚、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国、澳大利亚和 日本,共计25个。 加拿大计划在2002年末进行验收,俄罗斯、乌克 兰和南斯拉夫已向IIW提出了申请。(未完待续) ? 5 4 ?焊接　2001(6)

几种铝合金焊接先进工艺

铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工 艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。 关键词: 铝合金搅拌摩擦焊激光焊激光- 电弧复合焊电子束焊 1 铝合金焊接的特点 铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。 铝合金焊接有几大难点: ①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍; ②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用 大功率密度的焊接工艺; ③铝合金焊接容易产生气孔; ④铝合金焊接易产生热裂纹; ⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形; ⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大 2～4 倍。 因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效 焊接方法。 2 铝合金的先进焊接工艺 针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。 2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接 搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。图1为搅拌 摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性 状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料 焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al - Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结 构件。 铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与

搅拌摩擦焊和熔焊对比优劣

搅拌摩擦焊和熔焊对比优劣 FSW（搅拌摩擦焊）的一些优势。 搅拌摩擦焊（FSW）实践证明是非铁金属连接工艺，它没有母材熔化、填充金属和保护气体。因为它是固态连接工艺，搅拌摩擦焊消除了传统熔焊本身存在的大多数与再凝固相关的副作用。该工艺同时也能应用于全位置焊。 FSW的优缺点 三个重要特征展现了搅拌摩擦焊较之传统熔焊工艺的优势：高效率，低成本和有效连接铝合金。用传统熔焊法连接铝合金很难，或者几乎是不可能的。 当然，为了最好地确定搅拌摩擦焊潜在优势或劣势，要对每一个所述的优点进行测评。举个例子，如果一家公司需要在相关设备成本中分解，以建立生产部件的成本，由于最初投资成本相对较高，FSW的优势就只能体现在高生产率应用上。要焊接连续长焊缝长度的部件，或需要焊接2xxx或7xxx系列的铝，选择此项工艺是最好的。在选择最佳工艺时，铝合金型号和材料厚度也可能起到重要作用。 建立FWS的优势 搅拌摩擦焊是一种快速工艺，变形小，没有气孔，无热裂纹，能在单焊道内焊接厚铝板。这些都是效率高，生产成本低的原因。 表1显示的数据在焊接2in.厚铝型材时对FSW和GMAW两种焊接工艺作了比较。虽然FSW投资成本要高些，但由于焊接速度快，焊接准备工作成本低，所以每段长度的成本更少。 对焊接厚铝板来说，由于搅拌摩擦焊不熔化铝，所以不需要多焊道来限制线能量。它有足够的热来塑化铝，很像热压时的情况。 双重焊头设置也可用，能让用户同时焊接厚铝板的正反面，或同时焊接夹层板，从而进一步减少了线能量。同时，由于每个焊头负责材料厚度的一半，焊接总速度实质上加了倍。 使用搅拌摩擦焊的一个缺陷可能是焊接夹具投资成本，尤其是在更为复杂的焊接应用中。每边必须有足够的侧边和向下夹紧压力，以夹紧它们不离原位。这一方法可能需要用到液压传动装置。这一压力可能很大，但很合理。 减少生产成本 由于500°C是该工艺的最高连接温度，气孔和热裂纹消除，所以使用搅拌摩擦焊的生产成本要低些。这个温度不足铝660°C的熔化温度（图1），尤其是在评估疲劳寿命时特别有优势。 与此相关的是由于依赖旋转触针，搅拌摩擦焊能消除熔化或焊缝熔深问题。只有极大改变工具长度，超过15%，才会影响焊缝完整性，如弯折试验时所示。工具磨损最小，在保持质量的前提下，可持续使用。 搅拌摩擦焊不需要焊接气体和耗材。因此可很大节省生产成本。气体保护电弧焊中工艺的可变性，如焊丝直径容差和送丝问题，在搅拌摩擦焊中不需考虑。 减少焊前准备工作时间 搅拌摩擦焊焊前准备工作时间相对简单，这进一步节省了成本。只要去除油脂或其它润滑溶液就行了。换句话说，表面氧化和腐蚀对搅拌摩擦焊不会有多大的影响。实际上，该工艺有效弥补了GTAW或GMAW工艺的不足。在如航空业这些要求焊缝零缺陷的行业这一点尤为重要。 焊后修整 由于搅拌摩擦焊的锻接特性，焊缝断面很美观，大大减少了如去除熔渣和飞溅的焊后工艺。搅拌摩擦焊不需要去除污物和过度打磨。由于打磨通常要花大量时间，尤其是对长焊件

铝合金焊接技术要点及注意事项

铝及铝合金焊接特点及焊接工艺 铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此，铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外，同时还越来越多的应用于石油化学工业。但是铝及铝合金在焊接过程中，易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料，特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此，解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。 1铝及铝合金的焊接特点 铝材及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。特别注意以下几点： 1.1强的氧化能力 铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是： a焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物； b焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护； c在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。 1.2铝的热导率和比热大，导热快 尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。 1.3线膨胀系数大 铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时尤其如此。另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。 1.4容易形成气孔 焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，以焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。 铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，在高温下溶入的大量气体，在由液态凝固时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，焊前必须严格限制所使用焊接材料（包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体）的含水量，使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2－3小时内焊接完毕，最多不超过24小时。TIG焊时，选用大的焊

铝合金焊接缺陷分析及预防

铝合金焊接缺陷分析及预防 1、焊缝尺寸不符合要求 主要是指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀，焊接电流过大或过小，运条方式或速度及焊角角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。 2、咬边 由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起应力集中，承载后有可能造成在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。产生咬边的原因主要有操作方式不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不当等。咬边超过允许值应予以补焊。 3、焊瘤 焊接过程中，熔化的金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。对于管道接头来说，管道内部的焊瘤还会使管内的有效面积减小，严重时使管内产生堵塞。焊瘤常在立焊和仰焊时产生，焊缝间隙过大，焊条角度和运条方法不正确、焊条质量不好、焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。 4、烧穿 焊接过程中，熔化的金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。发生烧穿，焊接过程不能继续进行，是一种不能允许存在的焊接缺陷。造成烧穿的主要原因是焊接电流太大焊接速度过低、坡口和间隙太大或钝边太薄以及操作不当等。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口尺寸，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊接可采用加铜板或焊剂垫等办法防止熔化金属下塌及烧穿。手工电弧焊接薄板时，可采用跳弧焊接法或续灭弧焊接法。 5、未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透，未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。未焊透的原因是焊接电流过小，焊接速度太快、焊条角度不当或电弧发生偏吹、坡口角度或对口间隙太小、焊件散热太快、氧化物或焊渣等阻碍了金属间充分的熔合等。凡是造成焊条金属和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的发生。 防止未焊透的措施包括：1）正确选择坡口形式和装配间隙，并清除掉坡口两侧和焊层间的污物及熔渣；2）选用适当的焊接电流和焊接速度；3）运条时应随时注意调整焊条的角度，特别是遇到磁偏吹和焊条偏心时，更要调整焊条角度，以使焊缝金属和母材金属得到充分熔合；4）对导热快、散热面积大的焊件，应采取焊前预热或焊接过程中加热的措施。 6、未熔合 未熔合指焊接时，焊道与母材之间或焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。 未熔合的最大危害大致与未焊透相同。产生未熔合的原因有：焊接线能量太低、电弧发生偏吹、坡口侧壁有锈垢和污物、焊层间清渣不彻底等。 7、凹坑、塌陷及未焊满

铝合金焊接通用工艺规范

铝合金焊接工艺规范 技术部 编制 审核 批准 ××工业有限公司

前言 本规范根据××工业有限公司，定制与实施设计规范、工艺规范、试验规范的要求，按《企业标准编写的一般规定》，为明确铝合金焊接的工艺要求而制定。 本规范是公司在铝合金焊接中的经验总结，对于生产起指导作用。 本规范编制部门：技术部 本规范制定日期：2012－6－26。 一、目的 为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本规范。 二、编制依据 1. GB/T 《铝及铝合金气体保护焊推荐坡口》 2. GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》 3. GB/T24598-2009《铝及铝合金熔化焊焊工技能评定》 4. GBT3199-2007 《铝及铝合金加工产品贮存及包装》 5. GBT22087-2008《铝及铝合金弧焊接头缺欠质量》 6.有关产品设计图纸 三、焊前准备 焊接材料 铝板3A21(原LF21)及铝合金型材。 焊丝：S311铝硅焊丝ER4043 直径φ2，φ3，焊丝应有制造长的质量合格证，领取 和 发放由管理员统一管理。铝硅焊丝抗裂性好，通用性大。 氩气

氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥%，所用流量8-16升/分钟，气瓶中的氩 气不能用尽，瓶内余压不得低于，以保证充氩纯度。氩气应符合GB/T4842-1995。 焊接工具 ①采用交流电焊机，本厂用WSME-315(J19)。 ②选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气 瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。 ③输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管 代用，长度不超过30米。 其它工器具 焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消除缺陷。 焊前清理 ①化学清理：效率高，清理质量稳定，焊件清理范围一般为坡口及其两边各100mm 区域，用干净棉纱蘸丙酮溶液擦拭或用8%-10%的NaOH溶液浸泡，去除油污并干燥。 ②机械清理：适用于多层焊层间的清理，先用汽油、丙酮等有机溶剂进行表面脱脂， 再用直径不大于的铜丝或不锈钢丝刷刷至露出铝本色为止，也可用刮刀清理，效果 良好。 焊前预热和使用垫板 ①预热要求薄板一般可不预热。壁厚5mm以上的焊件则应进行100～300℃预热。 ②垫板使用由于铝及铝合金高温强度低，铝液流动性很好，焊接时易引起熔池塌陷， 故使用垫板承托熔池。垫板材料可为石墨、不锈钢或者普通碳钢。 焊接坡口 焊缝的坡口形式和尺寸应应符合本规范附录1的规定。切割后的坡口表面应进行清理，并达到平整光滑、无毛刺和飞边。 焊接场所与焊接环境 装配焊接应尽量在车间内干净的工作台上进行，氩气保护焊时风速应小于2m/s，风大时 作业场所要围上挡板进行焊接，其相对湿度≤90%。 四、焊接工艺要求 手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。 焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。 焊接前应在试焊板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。

铝焊接的工艺和注意要点

铝焊接的工艺和注意要点 铝焊接的工艺和注意要点 1．铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，{TodayHot}清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。{HotTag} （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%～6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi條（硅含量4.5%～6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。 （6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝 性能下降。 （7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 （8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。 2铝合金焊接有几大难点:

铝合金通用焊接工艺设计规范流程

铝合金通用焊接工艺规程 1 使用围及目的 围：本规是适用于地铁铝合金部件焊接全过程的通用工艺要求。 目的：与焊接相关的作业人员按标准规作业，同时也使焊接过程检查更具可操作性。 2 焊前准备的要求 2.1 在焊接作业前首先必须根据图纸检查来料或可见的重要尺寸、形位公差和焊接质量，来料不合格不能进行焊接作业。 2.2 在焊接作业前，必须将残留在产品表面和型腔的灰尘、飞溅、毛刺、切削液、铝屑及其它杂物清理干净。 2.3 用棉布将来料或工件上的灰尘和脏物擦干净，如果工件上有油污，使用清洗液清理干净。 2.4 使用风动不锈钢丝轮将焊缝区域的氧化膜打磨干净，以打磨处呈白亮色为标准，打磨区域为焊缝两侧至少25mm以上。 2.5 焊前确认待焊焊缝区域无打磨时断掉的钢丝等杂物。 2.6 钢焊和铝焊的打磨、清理工具禁止混用。 2.7 原则上工件打磨后在48小时没有进行焊接，酸洗部件在72小时没有进行焊接，则焊前必须重新打磨焊接区域。 2.8 为保证焊丝的质量，焊丝原则上用完后再到焊丝房领用，对于晚班需换焊丝的，可以在当天白班下班前领用，禁止现场长时间（24小时以上）存放焊丝。 2.9 在焊接作业前，必须检查焊接设备和工装处于正常工作状态。焊

前应检查焊机喷嘴的实际气流量（允差为+3L/min）,自动焊焊丝在8圈以下，手工焊焊丝在5圈以上，否则需要更换气体或焊丝；检查导电嘴是否拧紧，喷嘴是否需要清理。导电嘴不能只简单的采用手动拧紧，必须采用尖嘴钳拧紧。检查工装状态是否完好，若工装有损坏，应立即通知工装管理员进行核查，并组织维修,禁止在工装异常状态下进行焊接操作。 2.10 焊接前必须检查环境的温度和湿度。作业区要求温度在5℃以上，MIG焊湿度小于65％，TIG焊湿度小于70％。环境不符合要求，不能进行焊接作业。 2.11 焊接过程中不允许有穿堂风。因此，在焊接作业前必须关闭台位附近的通道门。当焊接过程中，如果有人打开台位相近处的大门，则要立即停止施焊。如果台位附近的空调风影响到焊接作业，也必须将该处空调的排风口关闭，才能进行焊接作业。 2.12 对于厚度在8mm以上（包括8mm）的铝材，焊接要预热,预热温度80℃～120℃，层间温度控制在60℃～100℃。预热时要使用接触式测温仪进行测温，工件板厚不超过50mm时,正对着焊工的工件表面,距坡口表面4倍板厚,最多不超过50mm的距离处测量,当工件厚度超过50mm时,要求的测温点应位于至少75mm距离的母材或坡口任何方向上同一的位置,条件允许时,温度应在加热面的背面上测定,严禁凭个人感觉及经验做事。 2.13 按图纸进行组装,点焊固定,点焊要满足与焊接相同的要求,不属于焊接组成部分的点焊要尽可能在焊接时完全熔化(图纸要求的点焊

铝合金焊接缺陷及检验

第八章：焊接缺陷及焊接质量检验 学习要求：掌握焊接中各种焊接缺陷，了解焊接缺陷产生的原因及预防措施，掌握各种焊接检验方法。掌握公司焊缝外观检验标准， 课时：4课时 基本内容 前言：随着科学技术的发展，焊接在工业生产中的地位更加重要。从大量结构的事故原因分析结果可以看出，很多是由于焊接质量不好造成的，而焊工的责任心和操作技能直接影响到焊接质量。为提高焊工的素质，保证焊接结构的使用安全、可靠，对焊工进行培训与考核是十分必要的。 第一节焊接缺陷 焊接缺陷：焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷 一、焊接缺陷的分类按焊接缺陷在焊缝中的位置，可分为外部缺陷与内部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝区的外表面，肉眼或用低倍放大镜即可观察到。例如：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、烧穿、下塌、表面气孔、表面裂纹等。内部缺陷位于焊缝内部，需用破坏性实验或探伤方法来发现。例如：未焊透、未熔合、夹渣、内部气孔、内部裂纹等。 二、常见电焊缺陷 （1）焊缝尺寸不符合要求主要指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不

足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀，焊接电流过大或过小，运条方式或速度及焊角角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。 （2）咬边由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凸陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。产生咬边的原因 操作方式不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流过大，电弧过长，焊条角度不当等。咬边超过允许值，应予补焊。 （3）焊瘤焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。对于管道接头来说，管道内部的焊瘤还会使管内的有效面积减少，严重时使管内产生堵塞。焊瘤常在立焊和仰焊时发生。焊缝间隙过大，焊条角度和运条方法不正确，焊条质量不好，焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。（4）烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。发生烧穿，焊接过程难以继续进行，是一种不允许存在的焊接缺陷。造成烧穿的主要原因是焊接电流太大或焊接速度太低；坡口和间隙太大或钝边太薄以及操作不当等。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口尺寸，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊可采用加铜垫板或焊剂垫等办法防

铝合金焊接工艺

铝合金焊接工艺 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

铝合金焊接工艺 铝合金具有较高的比强度、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，并且工艺成形性和焊接性能良好，MIG焊是铝合金焊接的主要方法之一。由于铝合金表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于航空、航天及其它运载工具的结构材料；如运载火箭的液体燃料箱，超音速飞机和汽车的结构件以及轻型战车的装甲等。本文主要研究了MIG焊接6063铝合金的工艺方法。 焊接材料 焊接所采用的母材为6063铝合金，焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，空隙不得大于1mm，以多层焊完结；焊丝所用的材料为5356铝合金焊丝；壁厚在3mm以下时，不开坡口，不留空隙，不加填充丝；焊接薄铝件, 最好是用低温铝焊条WE53。 焊前准备 坡口加工 铝材可采用机械或等离子弧等方法切割下料。 坡口加工采用机械加工法。加工坡口表面高应平整、无毛刺和飞边。 坡口形式和尺寸根据接头型式，母材厚度、焊接位位置、焊接方法、有无垫板及使用条件。 焊接工艺参数的选择 应在焊接工艺规程规定的范围内正确选用焊接工艺参数

表1手工钨术氩弧焊接工艺参数 焊前清洗 首先，用丙酮等有机溶液除去油污，两侧坡口的清理范围不小于50mm，坡口及其附近（包括垫板)的表面应用机械法清理至露出金属光泽。焊丝去除油污后，应采用化学法除去氧化膜，可用5%～10%的NaOH溶液在70℃下浸泡30～60s，清水冲洗后，再用10%的HNO3常温下浸2min，清水冲洗干净后干燥处理。清理后的焊件、焊丝在4h内应尽快完成施焊。 焊接工艺要求 定位焊缝应符合下列规定： 1）焊件组对可在坡口处点焊定位，也可以坡口内点固。焊接定位焊缝时，选用的焊丝应与母材相匹配。 2）定位焊缝就有适当的长度，间距和高度，以保证其有足够的强度面不致在焊接过程中开裂。 3）定位焊缝如发现缺陷应及时处理。对作为正式焊缝一部分的根部定位焊缝，还应将其表面的黑料，氧化膜清除，并将两端修整成缓坡型。

铝合金的搅拌摩擦焊

毕业设计说明书题目：铝合金的搅拌摩擦焊 姓名： 学号： 指导老师:

摘要 铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点，在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 英国焊接研究所(The Welding Institute)发明的搅拌摩擦焊为轻金属材料的连接提供了新的方法和途径。自从搅拌摩擦焊摩擦焊发明以来搅拌摩擦焊技术得到广泛的关注和深入的研究。特别是针对铝合金材料，世界范围的研究机构学校以及大公司都对此进行了深入细致的研究和工程应用开发并且在诸多工业制领域得到了成功应用。 本文详细介绍了搅拌摩擦焊原理特点并且针对铝合金的搅拌摩擦焊特点性能以及工业应用作了详细的阐述同时对搅拌摩擦焊在中国市场的发展和应用作了简略介绍和预测。 关键词：铝及铝合金搅拌摩擦焊焊接方法焊接特点

Abstract Aluminum and aluminum alloy is a kind of nonferrous metal structure material widely used in industry, aluminum alloy has high corrosion resistance, good strength and thermal conductivity as well as in the low temperature can keep good mechanical properties and other characteristics, in the aerospace, automotive, electrical, chemical, transportation, national defense and other industrial sectors are widely used. In recent years with the rapid development of science and technology and industrial economy, structure of the growing demand for aluminum alloy welding, so the aluminum alloy welding research also further. Aluminum alloy is widely used to promote the development of welding technology of aluminum alloy, the welding technology development and expanding the application field of aluminum alloy, so the aluminum alloy welding technology is becoming one of the hot research topics. British Welding Research Institute (The Welding Institute) the invention of the friction stir welding for light metal materials is connected and provided a new approach to. Since the invention of the friction stir welding friction welding, friction stir widely attention and deeply research get welding technology. Especially for aluminum alloy material, worldwide research schools and large companies have conducted in-depth study and engineering application and has been successfully applied in many industrial fields. This paper introduces the principle and the characteristics of friction welding and stirring in aluminum alloy friction stir welding properties and industrial applications are described in detail the development and application of friction stir welding in the Chinese market are briefly introduced and predicted. Keywords: Aluminium and aluminium alloy Friction stir welding Welding process Welding characteristics

铝合金焊接缺陷的分析与研究

铝合金焊接缺陷的分析与研究 铝合金焊接具有密度低、耐腐蚀以及良好的导热性和导电性等特点，在机械、航空以及电子产业中都有广泛的应用。但是，铝合金焊接也存在着裂纹和气孔等多种缺陷。本文针对这些缺陷产生的原因进行了分析和探讨，并针对特定的缺陷提出了具体的防止对策。 在机械制造行业中，焊接加工是一种应用广泛的加工方式，它不仅强度可靠，节省材料，还能加工出其它加工方式难以完成的产品。在焊接中，铝合金焊接具有耐腐蚀、比强度高以及良好的导热性和导电性。这些特点使铝合金焊接在机械、电力以及轨道车辆等多个领域中得到了广泛的应用。但是在铝合金焊接中也存在着裂纹、气孔以及咬边等各种缺陷，这对焊接产品的质量产生了严重的威胁。本文从铝合金的性能和焊接特性出发，对铝合金焊接存在的缺陷进行分析和介绍，并针对性的提出防止对策。 铝合金的性能及其焊接特性 铝合金中的铝是一种轻金属，它的密度非常小，利用它来焊接成的产品重量低，这在航天航空以及交通轨道等领域具有重要的意义。铝合金的耐腐蚀非常好，不容易受到环境的侵蚀，同时它的比强度也高，焊接成的产品质量好。铝合金的导电导热性能好，在低温下也能保持良好的机械性能。 目前焊接所用铝合金用的比较多的是铝锰合金和铝镁合金两类。在航天航空等重要领域也会用到比强度和比刚度高的铝铜合金和铝锂合金。

这些铝合金主要具有以下一些焊接特性。第一，铝合金的氧化能力特别强，在焊接过程中会生成氧化薄膜。第二，铝合金具有高导电性和导热率，不会因局部过热产生内应力，但也因此所需能量更多。第三，线膨胀系数和凝固体积收缩率比较大，容易形成热裂纹。第四，焊接时铝合金没有具体的颜色变化，这给焊接者的观察工作带来困难。第五，铝合金在高温中容易吸入气体，在焊接过程中会形成气孔。 铝合金焊接常见缺陷分析及研究 因为铝合金自身存在的一些焊接特性，以及其它各种原因，在铝合金焊接中容易出现裂纹、气孔、焊缝成型不良以及咬边等多种缺陷。下面本文将针对各个缺陷产生的原因进行分析，再提出具体的防止对策。 2.1.裂纹 形成的原因有很多种，对于某些含共晶相及杂质相比较多的铝合金，在焊后冷却过程中，容易形成裂纹。因为铝合金的线膨胀系数和凝固体积收缩率比较大，在焊缝冷却时容易产生拉伸变形。此外，铝合金在冷却凝固的过程中，在一定的温度范围内存在液态和固态金属，此时的铝合金强度和塑性都很低。在这个温度范围内，容易产生裂纹，特别是在这几种情况共同存在的情况下，裂纹发生情况更加严重。裂纹的存在会产生应力集中，降低了整个焊接结构的强度。对于裂纹的检验方法，有经验的工作人员可以直接凭视觉进行评估。为了保险起见，还可以采用量尺或者X光进行检测。 针对裂纹缺陷，我们可以采取以下措施：第一，选取合适的焊接铝合

铝制压力容器焊接工艺规程

铝制压力容器焊接工艺规程 1 适用范围 本工艺标准适用于铝及铝合金压力容器的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接; 2 准备 2.1 铝及铝合金的焊接除应执行本工艺标准外,还应符合国家颁布的有关标准、法律法规及规定; 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准 《铝及铝合金轧制板材》 《铝及铝合金热挤压管》第一部分：无缝圆管 《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》 《铝及铝合金焊丝》 《铝及铝合金焊接管》 《铝制焊接容器》 2.2 材料 2.2.1 一般规定 工程中使用的母材和焊丝应具备出厂质量合格证或质量复验合格报告,并优先选用已列入国家标准或行业标准的母材和焊丝,母材和焊丝应妥善保管,防止损伤、污染和腐蚀;当选用国外材料时,其使用范围应符合相应标准的规定,并应有该材料的质量证明书; 2.2.2 母材 2.2.2.1 工程选用的母材应符合现行的国家标准规定; 2.2.2.2 当对母材有特殊要求时,应在设计图样或相应的技术条件上标明; 2.2.2.3 施工单位对设备、容器和管道的材料的代用,必须事先取得原设计单位的设计修改证明文件,并对改动部位作详细记载; 2.2.2.4 损伤和锈蚀严重的母材不得在工程中使用; 2.2.3 焊接材料 2.2. 3.1 母材焊接所选用的焊丝应符合现行的国家标准《铝及铝合金焊丝》GB/T10858的规定; 2.2. 3.2 选用焊丝时应综合考虑母材的化学成分、力学性能及使用条件因素,并应符合下列规定; （1）焊接纯铝时应选用纯度与母材相同或比母材高的焊丝; （2）焊接铝锰合金时应选用含锰量与母材相近的焊丝或铝硅合金焊丝; （3）焊接铝镁合金时应选用含镁量与母材相同或比母材高的焊丝; （4）异种铝及铝合金的焊接应选用与抗拉强度较高的母材相应的焊丝 2.2. 3.3 焊接时所使用的氩气应符合现行的国家标准《纯氩》GB4842的规定; 2.2. 3.4 手工钨极氩弧焊电极应选用铈钨极,也可选用钍钨极,施焊前应根据焊接电流的大小正确选用钨极直径; 2.3 作业人员 2.3.1 铝及铝合金施工应具有符合国家质量技术监督或国家压力容器、压力管道监察机构有关法规要求的质量管理体系; 2.3.2 主要作业人员：焊工,管道工,无损探伤工

搅拌摩擦焊接头缺陷检测与修复方法

搅拌摩擦焊接头缺陷检测与修复方法 中图分类号：T341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0048-01 1 缺陷的检测方法 铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷具有紧贴、细微、取向复杂等特点，增加了缺陷无损检测的难度，目前的检测方法主要有：超声检测、射线探伤、涡流探伤、激光干涉等检测方法。 1.1 超声检测法 超声检测技术是基于声波在材料中的传播路径与材料的均匀性有关，当声波的传播路径上出现缺陷时，就会改变原来的传播特性，产生反射、折射和波形转换。超声检测技术是目前应用于搅拌摩擦焊接头缺陷检测的一种理想的无损检测方法，也是应用最广泛的一种方法，具有灵敏度和检出率高、缺陷定位准确等优点。超声波定性检测缺陷的方法主要有波形判别法、回波相位法、频谱分析法、超声C和B 扫描法等[1]。 刘松平[2]等人研究了利用超声反射法检测搅拌摩擦焊缝区不同取向的缺陷。通过计算分析超声波在焊缝区的声波入射角、缺陷取向和缺陷紧贴性对声波反射的影响，确定入射声波的角度变化范围，通过改变入射角获取入射声波在缺

陷处的最佳声学反射方向，提高入射声波对不同取向缺陷的检出能力。检测结果表明，该法可以有效地检出铝合金搅拌摩擦焊缝区不同取向焊接缺陷，是解决搅拌摩擦焊缝区微细和紧贴型缺陷无损检测的一种可行的方法。另外，利用高分辨率超声波在缺陷的反射回波信号波形（即频谱）的不同，还可以区分缺陷的性质或类型。 徐蒋明[3]等人通过超声波检测中的前后扫查和左右扫 查获取缺陷的超声波回波动态波形，分别描述了铝合金搅拌摩擦焊焊缝的包铝陷入缺陷、隧道孔缺陷和未焊透缺陷的动态波形特点，并分析了各缺陷动态波形形成的原因。结果表明三种缺陷左右扫查的动态波形相似；隧道孔缺陷的前后扫查动态波形具有自身特征，而包铝陷入缺陷和未焊透缺陷的前后扫查动态波形具有光滑平面反射体的前后扫查的动态 波形特征，需要辅助以其他手段来区分这两种缺陷并对其定性。 1.2 X射线检测法 X射线检测方法基于射线束穿过缺陷区引起的能量衰减原理，利用合理感光材料或用记录仪器记录这种能量衰减，以灰（黑）度变化来评定缺陷的存在。 刘松平[4]等人利用X射线成功的探测了3mm厚铝合金板内预制的孔洞缺陷，但是相比超声检测的方法，X射线的检测能力有限，特别是针对搅拌摩擦焊缝中的微细和紧贴型

常见铝合金焊接缺陷及检验方法

常见铝合金焊接缺陷及检验方法 摘要：本文通过研究铝合金缺陷产生的原因、预防措施，来发现解决缺陷的最佳方法，进一步提高焊接质量。 关键词：焊接，缺陷，检验 随着高速动车轻量化、高速化发展，铝合金以其良好的性能得到越来越广泛的应用。铝合金车体具有耐腐蚀性强、质量轻、造型美观等特点，是今后高速列车车体的主要发展方向。铝合金焊接时最容易产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷，下面将分类介绍缺陷的产生原因和预防措施。 1 缺陷类别 1.1 气孔 1.1.1 气孔的根源 铝合金在焊接时会产生气孔等缺陷，而产生气孔的气体主要是氢气、一氧化碳、氮气。氮不溶于液态铝，而且铝合金材质中不含碳，所以铝合金在焊接时不会出现氮气和一氧化碳，只会产生氢气孔。产生气孔的原因一是因为氢在焊缝液态铝中的溶解度为7ml/kg，而在660℃焊缝凝固时，氢的溶解度为0.4ml/kg，使原氢在液态铝中大量析出，会产生气泡。另一方面是铝合金密度小、导热性很强，焊接时冷却速度快，不利于气泡的逸出。为此，在焊接铝合金时，为了减少氢的来源，应限制氢溶入母材金属和填充金属，且应该使用纯度较高的保护气体；焊前对铝合金表面、焊材等要认真清除表面氧化膜、水分和油污；焊接过程尽可能连续焊接，以防止产生气孔。另外在焊接时要选择合理的焊接工艺参数，TIG焊时选择大的焊接电流和较快的焊接速度。MIG焊时选择大的焊接电流和较慢的焊接速度，以提高熔池的形成时间，有利于氢从过饱和固溶状态铝合金焊接金属中逸出，减少焊接缺陷。 氢的来源主要有：（1）在金属表面和焊接材料中溶解的氢；（2）在金属表面和焊接材料表面附着的水分、有机物和其他杂物；（3）焊接保护气体纯度到不到要求；（4）在焊接区域保护不到位时来自空气中的氢和水分。 1.1.2 预防措施 （1）焊前清理。保证铝合金焊接质量的工艺措施是焊前清理。由于铝合金在存放和焊接过程中及易被氧化，母材表面易生成致密而坚硬的氧化膜，该薄膜很容易吸收水分，它不但妨碍焊缝与母材的良好熔合，也是产生气孔和夹渣的主要来源。此外，如工件表面不清洁也会产生气孔等缺陷。为保证焊接质量，焊前要采取清除焊件表面的氧化膜和油污等。