铝及铝合金常用焊接材料与被焊材料
铝及铝合金常用焊接材料与被焊材料
1 焊接保护气体
1.1 保护气体类型
在铝及铝合金的氩弧焊中，焊接材料主要指焊丝、保护气体（氩气、氩气和氦气的混合气）等。
1.1.1 氩气
氩气（Ar）是惰性气体，既不与金属起反应又不溶于液态金属，同时能量损耗低，电弧燃烧稳定。在TIG焊和MIG焊中都能保证没有飞溅或最小飞溅。由于其密度比空气大，所以保护效果非常好。
对氩气纯度的要求：在生产实际中，铝合金焊接时，氩气的纯度应大于99.9%以上，其中杂质氧和氢含量小于0.005%，氮含量小于0.015%，水分控制在0.02mg/L以下。否则就会造成合金元素烧损，焊缝出现气孔，表面无光泽、发渣或发黑，成形不良等现象。此外，还会影响电弧的稳定性，导电嘴回烧频率加大，使焊丝与母材熔合不好。
焊接铝合金薄板时，主要使用纯氩气保护，这主要是因为纯氩气保护时的热输入量较小、熔深浅的原故。
1.1.2 氦气
氦气（He）也是惰性气体，焊接过程中，吸热小，熔池停留时间长，因此氦气保护焊接时气孔倾向小。但由于纯氦气保护焊接时，电弧稳定性差、短路
过渡形式等缺点，故一般不单独使用。
1.1.3 氩－氦混合气体
采用氩气保护时，可使熔滴过渡非常稳定，但采用氩气和氦气混合气体可改善熔深和抗气孔性能。采用氦气混合气可降低预热所需费用或者甚至不用预热。
氩－氦混合气体，其组成为70％的氩气和30％的氦气。使用氩氦混合气体的优势在于它综合了两种保护气体的优点，既氩气的电弧稳定、能形成射流过渡、保护效果好以及氦气的热输入量大、抗气孔能力强。
如果用于大厚度铝合金板材的焊接或散热系数更大的铜合金的焊接时，可以增加氦气的含量，常用的氦气加入量为50％和70％。
目前市场上已经开始使用含有微量O2 或N2 的氦氩混合气体，其组成通常为1.5%氮气（或氧气）、30％氦气、其余为氩气。虽然O2 或N2 不能改善焊透性能，但电离状态下，属于发热气体，可以进一步增加焊接热输入量，减小预热温度，改善焊缝成型。
1.2 焊接保护气体成份对焊接效果的影响
当进行铝及铝合金焊接时，焊接保护气体的选择对生产效率和最终焊缝质量都有着重要影响。
由于铝合金对氢气和氧气的高敏感性，因此要采用氩气和氦气做保护气体。由于成本问题,氩气是铝合金焊接最广泛使用的保护气体，但是使用氦、氩混合气体也另有优点,在重要结构中,要选择使用。
这些优点包括：
（1）增加熔深和改善焊缝成形；
（2）提高焊接速度；
（3）可焊接厚度范围大；
（4）降低预热温度；
（5）减少气孔等焊接缺陷。
焊接保护气体在不同的条件下，按如下原则使用：
氩气一般焊接工作保护气体。
氩气70/He 30 可以减少气孔性，在中厚壁焊接中，广泛采用。
氩气50/ He 50 适合更大壁厚。
纯氩气保护焊接铝合金时，噪音小，金属过渡稳定，但是在焊透性和氢感应气孔方面不如氩氦混合物。当提高氦、氩混合气体中氦的含量时，焊缝熔深将会从较圆的形状变为狭窄的指状。也会使焊缝余高降低、熔深增加。对于任何厚度的材料，都可以通过向氩气中添加氦气来提高焊接速度。
含氦成分越高，所需相同电弧长度的弧电压越高。
使用含氦较高的混合气所产生的高热量输入也促进了对较厚工件的焊接。然而，除了自动焊以外，高氦含量的混合气通常不推荐使用在厚度小于3mm 的材料上。
氦气流量越高，焊缝的宽度越宽和越平坦。焊缝不再是“手指形状”了，当它与氩气结合时，反而形状变得更圆、更深。更合理的焊透性能可以保证电弧熔透焊根区，并允许更快的焊接速度。
表1-1 说明了气体成份对表面成型的影响。
表1-1 在氩气保护焊接铝合金的过程中，增加氦气比例对其它因素的影响
高质量MIG焊接所需要的惰性气体流量是由多种因素决定的：焊枪的型号、焊接电流、焊枪喷嘴的直径、接头设计、焊接位置、焊接速度和焊接区域内的气体扩散度。最后一个因素很大程度上影响到气体的使用方法和焊接的质量。当进行焊接时，用防风材料对焊接区域提供保护，以防止空气混入惰性保护气体是必要的。通常来讲，氦气保护的流量要大于氩气保护的流量。
1.3.1 保护气体的消耗（氩气）
短路过渡电弧：12 - 15 l/min
喷射脉冲电弧：15 - 20 l/min
1.3.2 对于混合气体，应用如下流量参考数据：
保护气体类型最小流动速度
Ar 70/ He 30 20 l/min
Ar 50/ He 50 28 l/min
Ar 30/ He 70 35 l/min
100% He 40 l/min
氦气流量越高，促进排气越快，需要更高的热量输入。在同等焊接条件下，氦气流量比氩气高许多。
2 焊接填充材料
2.1 焊接填充材料的选择
在铝合金焊接中，焊缝金属的组织成份决定着焊缝的强度、塑性、抗裂性、耐蚀性等。因此，合理选择焊丝（填充材料）是十分重要的。选择焊丝时必须首先考虑基本金属的成份、产品的具体要求及施工条件，除了应满足接头机械性能、耐腐蚀性能外，还应考虑结构的刚性及抗裂性等问题。
选择焊丝通常基于以下几方面因素：
(1) 与母材的化学成分相兼容，例如：焊接裂纹倾向；
(2) 焊缝力学性能要求（需要将焊接热影响区和焊缝金属性能统一计算）；
(3) 焊接部件或构件的后续处理，例如表面处理，阳极氧化和表面装饰抛光；
(4) 焊缝要求的抗腐蚀能力；
(5) 最佳焊接性。
最终的选择将根据产品实际需要，在上述几方面做综合平衡。
表2-2提供了各类（1类、3类、4类、5类）铝合金焊丝的相关信息,表2-1推荐了若干条件下铝合金焊丝的选择建议和问题分析，表2-3给出了常见铝合金焊丝和母材匹配关系。
表2-1 铝合金焊丝相关信息
表2-2 铝合金焊丝的选择
从理论上讲，所有可焊铝合金都能用以上填充金属进行焊接加工。当选择最适宜的填充金属进行特殊应用的时候，在任何可能的地方选择和母材相同的铝合金是非常重要的。尤其在铸铝合金补焊时，如果用以上填充金属作为焊接材料，焊缝强度、硬度均存在一定问题，因此采用用母材金属浇铸出焊条，作为铸铝合金的添充金属，是非常必要和重要的。
当对焊后工件进行阳极化处理的时候，决不能使用含有硅的焊丝，因为这样会导致焊缝发黑现象。
填充金属的选择主要考虑焊缝的机械性能和化学特性，如为获得最好的综合性能，铝合金AlMgSi 0.7最好用焊料AlMg 4.5Mn Zr焊接可以获得最好的效果。
表2-3常用填充金属和母材匹配表：
2.2 不同焊丝的接头耐腐蚀性
当焊接接头是用纯铝或非时效硬化铝合金焊成的时候，在其耐腐蚀性方面，焊接接头会降低很小或不发生降低，因为非时效硬化铝合金在镁含量>3.5% 的情况下，焊接热输入不会带来微观结构的变化，事实上，如果金属被置在
100 °C –230 °C温度下太长时间，理论上会形成晶间沉淀物，这些沉淀物会削弱材料抗晶间应力腐蚀的能力。但是，需要在这种临界温度范围内，保留相对长的时间以达到这种效果，这也就是为什么在通常焊接过程中不太可能发生这种情况的原因。
对许多时效硬化铝合金，可以通过人工时效来达到对晶间腐蚀的最好预防。但焊缝热影响区，因为焊接热输入导致晶间耐腐蚀下降，自然时效在有些合金上不能达到消除晶间沉淀物的结果，因此，焊接热输入消极地影响了这些合金的耐腐蚀性（特别是在HAZ）。
此外，晶间耐腐蚀性的退化也可能由母材和填充金属的成份、结构不同所引起。例如，对于7000系列的铝合金材料，用5000系列填充金属焊接得到的热影响区HAZ会产生强化的局部腐蚀。
2.3 焊丝的使用注意事项
2.3.1 储存
对于不同的工作来说，选择正确的焊丝（填充金属）是十分重要的。需要特别注意的是焊接所使用的焊丝必须是干净的。如果焊丝被油、油脂、灰尘或车间的烟尘所污染则会导致焊接不牢固。使用刚刚从包装箱中取出的焊丝进行焊接，可以达到最好的焊接效果。焊丝应当置于温暖、干燥的地方遮盖保存。如果在焊丝没有用完时停止焊接，那么应当将焊丝取下并放回其原包装箱中，防止可能对其造成的污染。对包装箱进行遮盖，有助于保护焊丝不受污染。2.3.2 焊丝输送装置
由于铝焊丝比较软，焊枪中的送丝软管要用塑料或特氟纶制成的专用软管，焊接钢结构所用的弹簧软管不适合铝焊。
对于铝焊丝，必须使用较大直径的铝送丝软管。
对于纯铝和铝硅合金焊丝，最好使用推拉式焊枪系统是有利的。
相比钢焊丝，铝焊丝是非常柔软的。因此在送丝机上采用四轮送丝，并且送丝轮上的压力不宜过大，并保证送丝时无磨损。四轮驱动可以保证运用足够的力来送丝，甚至在较低接触压力时也可以送丝。在大多情况下，送丝轮采用平稳、光滑的半圆凹槽辊轮。施加在前送丝轮的接触压力要比后送丝轮的大，送丝轮的质量直接影响送丝的平稳性。
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铝及铝合金焊接材料应用
一、铝及铝合金焊接材料应用 纯铝焊丝ER1100 性能特点：纯铝焊丝，铝含量≥99.5%,有极好的抗腐蚀性能，很 高的导热与导电性能，以及极好的可加工性能。对经阳极化处理 的材料，需要配色时十分理想，推荐用于焊接1000系列铝合金。 典型化学成份：Si≤0.03、Cu≤0.002、Zn≤0.013、Fe≤0.18 、Mn≤0.003，AL余量用途广泛用于铁路机车、电力、化学、食 品等行业。 铝硅合金焊丝ER4047 性能特点：本品为含硅12％的合金焊丝，适合焊接各种铸造及挤压成型铝合金。低熔点及良好的流动性使母材焊接变形很小。 典型化学成份：Si 12、Mg≤0.10、Fe≤0.80、Cu≤0.03、Zn≤0.20、Mn≤0.15，AL余量 用途：焊接或堆焊轻质合金加工业。 铝硅合金焊丝ER4043 性能特点：本品为含硅5％的合金焊丝，适合焊接铸铝合金 典型化学成份：Si 5、Mg≤0.10、Fe≤0.04、Cu≤0.05 ，AL余量 用途：船舶、机车、化工、食品、运动器材 、模具、家具、容器、集装箱 铝镁合金焊丝ER5356 性能特点：本品为含镁5％的合金焊丝，是一种用途广泛的通用型焊材，适合焊接或表面堆焊5％镁的铸锻铝合金，强度高，可锻性好，有良好的抗腐蚀性。本品也能为经阳极化处理的焊接提供良好的配色。 典型化学成份：Mg 5、Cr 0.10、（Fe＋Si）0.3、Cu≤0.05、Zn 0.05、Mn 0.15、 Ti 0.1，AL余量 用途：自行车、铝滑板车等运动器材，机车车厢、化工压力容器、兵工生产、造船、航空等 行业。 精选范本,供参考！
铝镁合金焊丝ER5183 性能特点：本品为含镁3％的合金焊丝，适用于焊接或表 面堆焊同等级的铝合金材料。 典型化学成份：Mg 3.5,Cr 0.2,Fe 0.15,Cu≤0.05, Zn 0.10,Mn 0.05,Ti 0.1，AL余量 用途：化工压力容器、核工业、造船、制冷行业、锅炉、 航空航天工业等 铝铜合金焊丝ER2319 性能特点：本品为含铜5.8%-6.8%的合金焊丝，适用于 焊接2219同等级的铝合金材料。 典型化学成份：Cu5.8-6.8,Mg 0.2-0.4,Si0.2,Fe 0.3,V0.05-0.15,Zr0.1-0.2 , Zn 0.10, Mn0.2-0.4,Ti 0.1-0.2，AL余量 用途：核工业、舰船制造、航空航天工业、军工装备等 二、铝合金焊丝及焊条成分 国标牌号主要成份(%) 特性和用途相当AWS S 301 Al≥99.5 塑性好、耐蚀。纯铝气焊、氩弧焊用ER1100 S 311 Si5 Al Rem. 抗裂性好，通用性大。铝合金气焊、氩弧焊用。 不宜用高镁合金 ER4043 S 321 Mn1.3 Al Rem. 良好的耐蚀性、可焊性及塑性。铝合金气焊、 氩弧焊用 ER3003 S 331 Mg5 Mn0.4 Al Rem. 耐蚀，强度高。铝合金氩弧焊用ER5356 5183 Mg5 Al Rem. 耐蚀、强度高，通用性大。铝合金氩弧焊用ER5183 Al 109 TAl 纯铝，耐蚀性好，但强度不高，纯铝焊接用E1100 Al 209 TAlSi 铝硅，抗裂性好，通用性大。铝合金焊接用， 不宜焊接铝镁合金 E4043 精选范本,供参考！
铝及铝合金的焊接特点
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，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着，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。 （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％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0.5． 着提高，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条(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. 焊接方法 几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对
铝合金焊接技术
钛合金焊接技术 日期：08-12-10 09:00:09 作者：鲜雪强川航机务部 由于钛合金低重量、强度高、耐腐蚀性优异，又具有与先进复合材料在热学、电化学方面的相容性，一直是航空、宇航工业上应用的重要结构材料。焊接作为钛合金加工中的重要手段，在提高材料利用率、减轻结构重量、降低成本等方面有独特的优势，因此有必要研究飞机结构修理中的钛合金焊接技术。关键词：焊接、疲劳性能、残余应力、疲劳寿命 一、钛合金焊接的重要性 疲劳断裂是材料在交变载荷（或应力）作用下发生的破损断裂。国内外研究表明，飞机结构疲劳破坏是飞机主要破坏形式。早期设计的飞机只考虑静强度问题，直到上个世纪五十年代，随着航空事业的不断发展，飞机性能不断提高，飞机的使用要求不断严格，飞机在使用过程中疲劳破坏与安全可靠性之间的矛盾逐渐暴露出来。 焊接是一种运用（多种情况下为局部）加热或加压手段、添加或不添加填充材料将构件不可拆卸的连接在一起，或在基材表面堆敷覆盖层的加工工艺。焊接技术广泛的应用于国民经济的各个部门，如机械工程、桥梁工程、压力容器船舶工程、航空航天等领域。焊接结构在现代工业中应用越来越广泛，无论是在航天领域还是在一般的工程领域，无论是小部件还是大型结构，都在不断扩大焊接结构的比重。例如，飞机中央翼焊接下壁板是关键承力构件，承受机翼传来的弯矩、扭矩、剪力和油箱压力的作用；在国外第四代战斗机中钛合金含量已达到40%左右。而对于钛合金焊接结构疲劳特性与寿命评估技术的研究则是为实现钛合金结构在先进飞机上的合理使用，所必不可少的前提条件之一。 二、焊接区域材料性能的确定 焊接接头由焊缝、热影响区、母材组成，是一种非均质材料，各向异性。热影响区是焊缝到母材的过渡区域，其材料性能也介于焊缝和母材之间。
铝及铝合金焊接
铝及铝合金的焊接
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，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。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。 有色金属non-ferrous metal，狭义的有色金属又称为非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。随着科学技术的发展，有色金属的应用日趋广泛。虽然有色金属只占金属总量的5%左右，但有色金属在工程应用中的重要作用确实钢铁或其他材料无法代替的。有色金属具有特殊的性能，比常规钢铁材料的焊接更复杂，这给焊接工作带来很大的困难。 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。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。 什么是金属盒非金属，什么是黑色金属和有色金属，什么事合什么是金属盒非金属，什么是黑色金属和有色金属，金？目前，已知的的化学元素有118 种，其中自然界只存在92 种，科学家成功研制出并已经得到承认和命名的元素有18 种，有8 种元素没有得到承认和命名。人们通常把这些元素分成金属和非金属两大类。从物理性能上来看，具有导电性、导热性、可塑性以及特殊光泽的元素叫金属，反之是非金属。常见的金属有铁、铝、铜、镁、锌等。在非金属中，常温下呈气态的有氢、氧、氩等；常温下呈液态的有溴；常温下呈固态的有碳、硼等。 金属又可分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属通常是指铁、铬、锰和铁基合金，其他的金属合金称为有色金属。 合金是有两种或两种以上的金属元素与非金属元素所组合成的具有合金性质的物质。3A21 就是由铝和锰组成的以铝为基的合金。 有色金属的分类有色金属按其性质、用途、产量及其在地壳中的储量状况一般分为有色轻金属、有色重金属、贵金属、稀有金属和半金属五大类。在稀有金属中，根据其物理化学性质、原料的共生关系、生产工艺流程等特点，又分稀有轻金属、稀有重金属、稀有难熔金属、稀散金属、稀土金属、稀有放射性金属。
角焊缝及其计算
角焊缝及其计算 型式及分类 截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形 两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝） 侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。 2．正面角焊缝（端缝） 端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。 3．斜向角焊缝 斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。 4．周围角焊缝 主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。构造及要求。 4.1.最小焊脚尺寸 4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足
4.3.角焊缝最小长度 4.4.侧面角焊缝最大计算长度 4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度 4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。 4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。 角焊缝连接计算 基本计算公式 轴心作用下的角焊缝计算 轴心作用下角钢的角焊缝计算 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头） 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头） 1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算： （1）端缝 ——垂直于焊缝长度方向的应力； he ——角焊缝有效厚度； lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。 （2）侧缝
铝合金焊接通用工艺规范(定版)
铝合金焊接工艺规范 技术部 编制 审核 批准 ××工业有限公司 2012.6.26
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 985.3 《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 3.1 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。 3.2 氩气 氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.99%，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0.5MPa ，以保证充氩纯度。氩气应符合 GB/T4842-1995。 3.3 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
铝及铝合金焊接材料的应用
铝及铝合金焊接材料应用 纯铝焊丝ER1100 性能特点：纯铝焊丝，铝含量≥99.5%,有极好的抗腐蚀性能，很高的导热与导电性能，以及极好的可加工性能。对经阳极化处理的材料，需要配色时十分理想，推荐用于焊接1000系列铝合金。 典型化学成份：Si≤0.03、Cu≤0.002、Zn≤0.013、Fe≤0.18 、Mn≤0.003，AL余量用途广泛用于铁路机车、电力、化学、食品等行业。 铝硅合金焊丝ER4047 性能特点：本品为含硅12％的合金焊丝，适合焊接各种铸造及挤压成型铝合金。低熔点及良好的流动性使母材焊接变形很小。 典型化学成份：Si 12、Mg≤0.10、Fe≤0.80、Cu≤0.03、Zn≤0.20、Mn≤0.15，AL余量 用途：焊接或堆焊轻质合金加工业。 铝硅合金焊丝ER4043 性能特点：本品为含硅5％的合金焊丝，适合焊接铸铝合金 典型化学成份：Si 5、Mg≤0.10、Fe≤0.04、Cu≤0.05 ，AL余量 用途：船舶、机车、化工、食品、运动器材、模具、家具、容器、集装箱 铝镁合金焊丝ER5356 性能特点：本品为含镁5％的合金焊丝，是一种用途广泛的通用型焊材，适合焊接或表面堆焊5％镁的铸锻铝合金，强度高，可锻性好，有良好的抗腐蚀性。本品也能为经阳极化处理的焊接提供良好的配色。 典型化学成份：Mg 5、Cr 0.10、（Fe＋Si）0.3、Cu≤0.05、Zn 0.05、Mn 0.15、Ti 0.1，AL余量 用途：自行车、铝滑板车等运动器材，机车车厢、化工压力容器、兵工生产、造船、航空等行业。 铝镁合金焊丝ER5183 性能特点：本品为含镁3％的合金焊丝，适用于焊接或表面堆焊同等级的铝合金材料。 典型化学成份：Mg 3.5,Cr 0.2,Fe 0.15,C u≤0.05, Zn 0.10,Mn 0.05,Ti 0.1，AL余量 用途：化工压力容器、核工业、造船、制冷行业、锅炉、航空航天工业等 铝合金焊丝及焊条成分 国标牌号主要成份(%) 特性和用途相当AWS S 301 Al≥99.5 塑性好、耐蚀。纯铝气焊、氩弧焊用ER1100 S 311 Si5 Al Rem. 抗裂性好，通用性大。铝合金气焊、氩弧焊用。不宜用高镁合金ER4043 S 321 Mn1.3 Al Rem. 良好的耐蚀性、可焊性及塑性。铝合金气焊、氩弧焊用ER3003 S 331 Mg5 Mn0.4 Al Rem. 耐蚀，强度高。铝合金氩弧焊用ER5183 5356 Mg5 Al Rem. 耐蚀、强度高，通用性大。铝合金氩弧焊用ER5356 Al 109 TAl 纯铝，耐蚀性好，但强度不高，纯铝焊接用E1100 Al 209 TAlSi 铝硅，抗裂性好，通用性大。铝合金焊接用，不宜焊接铝镁合金E4043 Al 309 TAMn 铝锰，强度高，耐蚀。铝合金焊接用E3003
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法 铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀能力强，具有良好的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，造成铝合金零件焊接后因应力过于集中产生严重变形，或因为焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，导致焊缝金属裂纹或材质疏松，严重影响了产品质量及性能。 铝合金材料特点铝是银白色的轻金属，具有良好的塑性、较高的导电性和导热性，同时还具有抗氧化和抗腐蚀的能力。铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜，在焊缝中容易产生夹杂物，从而破坏金属的连续性和均匀性，降低其机械性能和耐腐蚀性能。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能见表1。 铝合金材料的焊接难点（1）极易氧化。在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜（厚度约0．1－0．2μm），熔点高（约2050℃），远远超过铝及铝合金的熔点（约600℃左右）。氧化铝的密度3．95－4．10g/cm3，约为铝的1．4倍，氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。 （2）易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免，氢的来源很多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度达到99．99% 以上，但当水分含量达到20ppm 时，也会出现大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80%时，焊缝就会明显出现气孔。 （3）焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。 （4）铝的导热系数大（纯铝0．538卡/Cm．s．℃）。约为钢的4倍，因此，焊接铝和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。 （5）合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素（如镁、锌、锰等），在高温电弧作用下，极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降。
焊接计算公式总结
角焊缝计算 基本公式 )63(22 -≤+??? ? ??w f f f f f τβσ )73(-≤= ∑w f f e w f f h l N βσ )83(-≤= ∑w f e w f f h l N τ 1承受轴心力作用时角焊缝连接计算(双盖板拼接) 侧面角焊缝 )83(-≤= ∑w f e w f f h l N τ 三面围焊角焊缝 )73(-≤= ∑w f f e w f f h l N βσ e w w f f h l f N ∑'='β w f e w f f h l N N ≤' -= ∑τ
角钢与节点板用侧面角焊缝连接 ) 153() 143(2 221 11-≤= -≤=∑∑w f e w f w f e w f f h l N f h l N ατατ 角钢与节点板用三面角焊缝连接 )193(33-=∑w f f e f bh N β ) 213(2) 203(23 22311--=-- =N N k N N N k N
) 63(22 -≤+??? ? ??= =∑∑w f f f f w e y f w e x f f l h N l h N τβστσ 4承受弯矩、轴心力或剪力联合作用的角焊缝连接计算
承受弯矩与剪力联合作用的角焊缝连接计界 ∑= -+?=-+?=w e VAy y x x TAy y x y TAx l h V I I r T I I r T τττ) 273()263( w f TAx f VAy TAy f ≤+??? ? ??+22 τβττ 对接焊缝计算 对接焊缝计算与构件截面的强度计算相同请自己总结
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
6系铝合金焊接常识
6系铝合金焊接基础知识 焊丝的材质选取： 面对6005、6082、5083 等母材来说，选取牌号为5087-AlMg4. 5MnZr ，因为5087 焊丝优点：抗裂 性能好、抗气孔性能好，而且强度性能不错。 焊丝规格的选取： 选择大直径规格的焊丝。规格大的焊丝表面积小于小规格焊丝，故氧化面少，焊接质量更容易达到 要求 另外大直径焊丝的送丝过程更容易操作。对于6 毫米以下板厚的母材一般采用1. 2 毫米直径的 焊丝， 对于6 毫米及以上板厚的母材采用1. 8毫米直径的焊丝。 自动焊机采用1. 6 毫米直径的焊丝。 预热及层间温度的控制： 超过6 mm 的材料焊接时，都要焊前预热，预热温度控制在70 ℃～110 ℃之间，层间温度控制在80 ℃～ 90 ℃之间。 预热温度过高，可能对铝合金的合金性能造成影响，出现退化，焊缝成形不良等现象。并且会使 铝焊热裂纹的产生机率增加。 保护气体的选用： Ar100 %的特点是电弧稳定、引弧方便，对于6mm以下母材采用Ar100 %焊接。对于6 mm 及以上母材和气孔要求高的焊缝，采用Ar70 % + He30 %进行焊接。 氦气的特点在于：10 倍于氩气的导热性，焊接速度更快，气孔率减少，熔深增加。当然氦气是用于 比较高端的产品，一般都是用氩气保护。 焊前清理： 焊接铝合金需要最干净的准备工作，否则其抗腐蚀能力下降，而且容易产生气孔。焊接铝合金应该与焊钢的习惯彻底区分。焊钢已经用过的工具，严禁焊接铝合金时使用。清理焊缝区域的氧化膜等杂质，尽可能使用不锈钢刷或者用丙酮清洗。不能使用砂轮打磨，因为使用砂轮打磨只会使氧化膜熔合在焊材表面，而不会真正去除。而且如果使用硬质砂轮，其中的杂质会进入焊缝，导致热裂纹。此外，由于Al2O3 膜
铝及铝合金焊接标准规程及铝焊丝的选择
铝及铝合金焊接标准、规程及铝焊丝的选择放大字体缩小字体发布日期：2016-04-14 浏览次数：1336 1.焊接用氩气纯度≥99.99%，露点≤-55℃。 当瓶装氩气的压力≤0.5Mpa时不宜使用。（氩气内含氮量≥0.04%，否则焊缝表面上会产生淡黄色或草绿色的氮化镁及气孔；含氧量≥0.03%，否则熔池表面上可发现密集的黑点、电弧不稳和飞溅较大；含水量≥0.07%，熔池将沸腾并焊缝内产生气孔）。 2.手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极。 手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极 电极直径应根据焊接电流大小来选择（使用时一般比焊接电流所要求的规格大一号的钨极），电极端部应为半球形（制作半球形方法：用比焊接电流所要求的规格大一号的钨极，将端部磨成锥形，垂直夹持电极，用比所用钨极要求的电流大20~30A的电流在试板上起弧并维持几秒钟，钨极端头即呈半球形。如果钨极被铝污染，则必须重新打磨或更换钨极；轻微污染时，可增大电流使电弧在试板燃烧一会，即能烧掉污染物）： 3.用MIG焊铝合金时，由于铝焊丝比较软，为避免咬伤焊丝，送丝轮不允许用带齿轮的送丝轮，不宜用推丝式； 送丝软管不准用弹簧管而是用聚四氟乙烯或尼龙制品，不然由于磨削而污染或堵塞软管。MIG 通常用直流反极性。 4.焊剂主要作用是去除氧化膜和其它一些杂质，使用时可用无水酒精调成糊状或直接将焊剂粉放在坡口和两侧。 当焊接角焊缝时应选用那些焊后容易清除熔渣的焊剂；铝镁合金用焊剂不宜含有钠的组成物。 5.不同牌号的铝材相焊时，当图纸和工艺都没有规定时，按耐腐蚀性能较好和强度级别较低的母材去选择焊丝材料。 表1 同牌号铝焊接用焊丝 同牌号铝焊接用焊丝 表2 异种铝焊丝焊接用焊丝 异种铝焊丝焊接用焊丝 表3 针对不同的材料和性能要求选择焊丝 对不同的铝合金材料和性能要求选择铝焊丝
铝合金新旧牌号对照表
铝合金新旧牌号对照表
中、美常用铝合金牌号对照表 中国CHINA美国THE UNITED STATES L1-L6 、L5-11070 、1060 、1050 、1030 、1100 LY11、LY12、LY12017 、2024 、2117 LD10 、LD52014 、2214 LD72618 LD9 、LD82018 、2218 LY16、LY172219 、2021 LF213003 LF2、LF3、LF45052 、5154 、5083 LF5、LF11、LF6、LF5-15456 、5056 LD2、LD2-1、LD2-2、LD30、LD316165 、6061 、6055 、6063 LC6 、LC4 、LC97001 、7178 、7075 LC5 、LC107076 、7175 、7079 LD114032 中国新旧合金牌号对照表 (GB/T 3190-1996 ) 新牌号旧牌号新牌号旧牌号新牌号旧牌号 1A99原LG52B12原LY93003— 1A97原LG42A13原LY133103— 1A95—2A14原LD103004— 1A93原LG32A16原LY163005— 1A90原LG22B16曾用Ly16-13105— 1A85原LG12A17原LY174A01原LT1 1080—2A20曾用LY204A11原LD11 1080A—2A21曾用2144A13原LT13 1070—2A25曾用2254A17原LT17 1070A代L12A49曾用1494004—1370—2A50原LD54032— 1060代L22B50原LD64043—1050—2A70原LD74043A— 1050A代L32B70曾用LD7 —14047— 1A50原LB22A80原LD84047A—1350—2A90原LD95A01曾用2101、LF15 1145—2004—5A02原LF2 1035代L42011—5A03原LF3 1A30原L4 —12014—5A05原LF5 1100代LF5 —12014A一5B05原LF10
铝合金焊接所需填充材料
铝合金焊接的填充材料 一、焊接填充材料的选择 在铝合金焊接中，焊缝金属的组织成分决定着焊缝的强度、塑性、抗裂性、耐腐蚀性等。因此合理选择焊丝（填充材料）是十分重要的。选择焊丝时应首先考虑基本金属的成分、产品的具体要求及施工条件，除了应满足焊接接头力学性能、耐腐蚀性能外，还应考虑结构的刚性及抗裂性等问题。 选择焊丝通常基于以下几方面因素： （1）与母材的化学成分相兼容，例如：焊接裂纹倾向。 （2）焊缝力学性能要求（需要将焊接热影响区和焊缝金属性能统一计算）。 （3）焊接部件或构件的后续处理，例如表面处理，阳极氧化和表面装饰抛光。 （4）焊缝要求的额耐腐蚀能力。 （5）焊接性好。 二、不同焊丝焊接接头的耐腐蚀性 当焊接接头是用纯铝或非时效硬化铝合金焊成的时候，在其耐腐蚀性方面，焊接接头会降低很小或不发生降低，因为非时效硬化铝合金在镁的质量分数>百分之3.5的情况下，焊接热输入不会带来微观结构的变化，事实上，如果金属被置在100-230℃温度下太长时间，理论上会形成晶间沉淀物，这些沉淀物会削弱材料抗晶间应力腐蚀的
能力。但是需要在这种临界温度范围内，保留相对长的时间以达到这种效果，这也就是为什么在通常焊接过程中不太可能发生这种情况的原因。 对许多时效硬化铝合金，可以通过人工时效来达到对晶间腐蚀的预防。但焊缝热影响区，因为焊接热输入导致晶间耐腐蚀下降，自然时效在有些合金上不能达到抹掉晶间沉淀物的结果，因此焊接热输入消极地影响了这些合金的耐腐蚀性。 三、焊丝的使用注意事项 1、储存对于不同的工件来说，选择正确的焊丝（填充金属）是十分重要的。需要特别注意的是焊接所使用的焊丝应是干净的。如果焊丝被油、油脂、灰尘或车间的烟尘所污染则会导致焊接不牢固。使用刚刚从包装箱中取出的焊丝进行焊接，可以达到较好的焊接效果。焊丝应当置于温暖、干燥的地方遮盖保存。如果在焊丝没有用完时停止焊接，那么应当将焊丝去下并放回其原包装箱中，防止可能对其造成的污染。对包装箱进行遮盖，有助于保护焊丝不受污染。 2、焊丝输送装置由于铝焊丝比较软，焊枪中的送丝软管要用塑料或特氟纶制成的专用软管，焊接钢结构所用的弹簧软管不适合铝焊。 对于铝焊丝，应使用较大直径的铝送丝软管。 对于纯铝和铝硅合金焊丝，使用推拉式焊枪系统是有利的。 相比钢焊丝，铝焊丝是非常柔软的。因此在送丝机上采用四轮送丝，并且送丝轮上的压力不宜过大，并保证送丝时无磨损。四轮驱动
铝及铝合金的焊接培训资料
铝及铝合金的焊接培训资料 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，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。 （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，
长输管道焊接耗材用量计算
长输管道焊接耗材用量计算 【摘要】对长输管道气体保护金属粉芯焊丝半自动焊和自 保护药芯焊丝半自动焊的焊接材料用量进行了计算，提出了焊材用 量计算的修正公式的，并将计算结果与工程实际用量进行了对比， 两者基本吻合。 【关键词】长输管道；焊接耗材；理论计算值；实际用量 【 Abstract 】 For the combination welding processes of semi-automatic GMAW and FCAW-S which used in in the pipeline construction. The related welding consumables has been Calculated according to the revised formula ， and then compared with the actual consumption ； the value proved that the formula is very accurate. 【Key words 】 long-distance pipeline ； welding consumables； calculation value ； actual value 、八、- 前言随着焊接技术的发展，越来越多的新焊接工艺被开发出来，对于长输管道工程施工行业，项目施工中所用的焊接工艺也随着科学技术的发展而不断革新。例如打底焊接工艺，从最开始的氩弧焊打底焊接，随后出现纤维素焊条下向焊，再到目前使用的半自动熔化极气体保护焊，以及全自动熔化极气体保护焊工艺。可以说技术的革新在
铝及铝合金材料简介
第三章铝及铝合金材料 第一节铝及铝合金材料应用领域 铝是地球上存储量最丰富的金属元素，自1808年被发现以来，已经广泛用于工业、农业、造船、航天、航空、轨道车辆等领域，铝元素主要用于下列领域： 电力传输工业 铝合金散热器制造业 飞机、航空、航天设备 汽车工业 高速铁路轨道车辆、地铁 造船 场馆建筑 门窗结构 金属铝及铝合金不同于钢材，当报废时，可再次熔化使用，对环境破坏最小，同时新型铝合金材料和热处理方法不断出现，铝合金材料强度越来越高，因此，铝合金的应用将越来越广泛。 第二节铝及铝合金材料的物理特性 铝及铝合金具有如下物理特点： -比重低（2.7g/cm3），强度高（最高可达450MPa） -耐大气腐蚀性比钢高 -在零度以下温度时，具有良好韧性 -非常适于铸造工艺 对于纯铝，其物理特性和钢相比具有如表3-1的内容： 表3-1 铝与钢物理特性比较表 性能Al Fe 原子重量（g/mol）26.98 55.84
对于铝及铝合金，物理特性如表3-2。 表3-2 铝及铝合金的物理特性表 第三节铝及铝合金材料的分类
一、铝及铝合金材料分类表 铝及铝合金材料按时效方式可分为可时效硬化铝合金、非时效硬化铝合金、铸造铝合金三类。非时效强化铝合金具有良好的耐腐蚀性，时效强化铝合金耐腐蚀性相对较差，铸造铝合金耐腐蚀性介于两者之间，图3-1表明了三类铝合金之间的关系。 图3-1 铝合金材料分类表 二、时效硬化铝合金 时效硬化铝合金指的是含有镁、硅、锌或铜的铝合金通过退火、淬火和时效可以获得较高的抗拉强度的铝合金。这些材料可在室温状态下通过数天的时间自然时效，也可在80°C和 160°C之间的温度下加快时效，例如60 °C时，时效60小时，120 °C时，时效24小时，可以得到相同的时效效果。人工时效还取决于焊件的大小，越大的焊件，时效时间越长。 由于焊接热输入的原因，时效硬化铝合金在热影响区损失了时效强度。焊接热影响区强度只有母材强度的60-70%，焊接时输入的热量越高，就有更多的焊接热量将改变原来的强度。后来的热处理可使它们返回到其原来的强度值。7系列铝合金自然时效明显，如AlZn 4.5 Mg在焊后通过简单的自然时效就可回复到其原来的强度值。在铝合金车辆工业，大部分使用的是时效强化型铝合金，由于焊接接头强度的降低，在设计结构上，在接头区要加强，以保证结构等强要求。 三、非时效硬化铝合金 非时效硬化铝合金在热处理后不硬化。它们从固溶处理中得到较高的强度（与纯铝相比）。AL—Mg和Al-Mn合金是典型的非时效强化铝合金。 四、铸造铝合金 通过向铝中添加硅可得到铸铝合金。铸铝合金在修补时，焊接材料通常使用与基材相同成分的母材进行这些修焊工作，特别是焊缝与母材有相同物理、化学特性要求时更是如此。用于这些合金的焊接材料不得有较高的含氢量。抛光后，焊缝的颜色要与母材相同。
钢结构油漆及焊材用量计算[1]
钢结构油漆及焊材用量计算 主次钢结构都是根据防腐的要求来打砂油漆的，油漆的用量很大程度和干膜厚度有关的，与施工方法和涂装系统也有关系（喷涂要比手工刷的损耗率），以下数据是理论涂布率（仅供参考），实际用量乘上1.5-1.8的系数： 75微米厚度的，大约8.5平方米/升； 125微米厚度的，大约6.5平方米/升； 200微米厚度的，大约4平方米/升。 一般是使用容积单位来衡量的。 油漆说明书里有个理论涂布率，就是涂1平方米100um（或者是50um等等自己可以换算）用多少L油漆。咱们比如这个数是X% 那么油漆用量=x%*25000*油漆厚度/100 这个结果之后你再乘以一个损耗系数比如1.3一般这个与施工的设备有关系 在钢结构上焊缝的净重量是钢构件的1.5～2％左右。然后根据这个来提焊条，由于是净重量所以焊条重量有些增加，加上留下的焊条头，和药皮的重量，一般需要焊条重量的是1.8～2.2倍。 钢结构工程油漆用量﹑损耗系数估算方法 油漆的理论涂布率和实际涂布率计算公式 在完全光滑平整且无毛孔的玻璃表面，倒上一升油漆，形成规定的干膜厚度后所覆盖的面积，就叫该油漆的理论涂布率。 体积固体含量×10 理论涂布率= （米2/升） 干膜厚度（微米） 实际工程施工时，因施工工件表面形状，要求的漆膜厚度，施工方法，工人技术，施工环境条件，天气等等各种因素的影响，油漆的实际使用量一定大于以施工面积除以理论涂布率计算出来的“理论使用量”。 油漆实际使用量 该比值定义为“损耗系数”CF 理论使用量 施工面积施工面积×CF
工程油漆实际用量 = = = 理论使用量× CF 实际涂布率理论涂布率 “损耗系数”CF分析及估算: 工件表面粗糙度造成的油漆损耗 在经过喷射处理的表面涂漆时，钢板波峰处的膜厚要小于波谷处的膜厚，为满足波峰处的防腐厚度要求（避免点蚀），波谷的坑洼中所“藏”的油漆就相当于被损耗了，此即“钢板粗糙度消耗损失”。下表给出不同的喷射方式引起漆料损失（以干膜厚度表示）： 表面喷射处理粗糙度 （微米）干膜厚度损失 （微米） 钢表面经抛丸处理并当即涂车间底漆 0-50 10 喷细砂处理 50-100 35 喷粗砂处理 100-150 60 有麻点钢表面二次喷射处理 150-300 125 漆膜厚度分布不均匀造成的油漆损耗 施工后漆膜验收时膜厚达到或超过规定膜后，技术服务代表，监理或业主会按正常合格签字，但对未达到规定膜厚部分将被要求补涂，因此必将造成“超厚”损耗。导致漆膜厚度分布不均匀的具体因素主要有：工人熟练程度，施工环境，施工工件简单（平面工件）或复杂，施工方法（无空气喷涂，有空气喷涂，刷涂，滚涂） 施工浪费 施工浪费指油漆未到达施工工件表面而散失到周围环境或地面的浪费。如无空气喷涂散失油漆约10-20%，有空气喷涂散失油漆50%以上，滚涂约损耗5%，刷涂控制好时相对少些，大风环境桥梁喷漆可引致100%以上浪费。 容器内残留油漆的浪费 油漆施工完毕，残留于油漆桶内壁和橡皮管内的油漆，平均损耗值约为5%。 综上所述，施工中的油漆损耗系数主要由工件表面粗糙度损耗，漆膜厚度分布不均匀损耗，施工浪费，容器内残留油漆的浪费所造成。 实用涂布率计算举例： 油漆品种吉斯顿牌JSD-06省工型含锌底漆 干膜厚度 50微米 体积固体含量 67% 理论涂布率 67X10/50=13.4平方米/升 施工方法刷涂 粗糙度损耗 10微米累计干膜厚度=50+10=60微米 分布不均匀损耗 30%（0.3×50=15微米） 累计干膜厚度=60+15=75微米 施工浪费 5%（0.05×50=3微米） 相当于累计干膜厚度=75+3=78微米 容器内残留油漆 5%（0.05×50=2微米） 相当于累计干膜厚度=78+2=80微米