铝及铝合金焊接工艺的研究
哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计
题目：铝及铝合金焊接工艺研究专业年级： 09焊接技术及自动化
学生姓名：金杰
学号：0930150223
指导教师：杨丽丽
哈尔滨理工大学荣成学院
完成时间：2012年6月25日
专科生毕业设计（论文）评语
学院：荣成学院专业：焊接技术及自动化任务起止时间：2012年5月13日至2012年6月25日
毕业设计（论文）题目：
铝及铝合金焊接工艺研究
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指导教师签名：指导教师职称：
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答辩委员会主席签名：职称：
年月日
专科生毕业设计（论文）任务书
学生姓名：金杰学号：0930150223
学院：荣成学院专业：焊接技术及自动化
任务起止时间：2012年5月13日至2012年6月25日
毕业设计（论文）题目：
铝及铝合金焊接工艺研究
毕业设计工作内容：
铸钢是生产中常用的材料,但是由于其成分中含有杂质较多,铸造过程中冷却缓慢,使其组织粗大偏析比较严重给焊接带来困难.本文通过对ZG270-500及其焊接接头的常见缺陷进行分析，选用适当的焊接工艺参数进行焊接，并对焊后裂纹进行探伤及修补。
1、了解毕业设计的内容，查阅资料（5月13日—5月17日）
2、对铸钢的焊接性及焊接工艺进行分析，总结ZG270-500的焊接工艺及修补措施.撰写题纲（5月17日-5月19日）
3、撰写论文（5月20日-5月21日）
资料：
1.中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第一卷）焊接方法与设备【M】.北京：机械工业出版社，2001
2.美国焊接学会黄静文等[译].焊接手册(第二卷）焊接方法【M】.北京：机械工艺出版社（第七版）.1988
3.关桥.刘方君.董春林.高能束流焊接技术的应用与发展趋势【C】.第九次全国焊接会议论文集.1999
4.李亚江.王娟.有色金属焊接及应用.北京：化学工艺出版社.2006
指导教师意见：
签名：
年月日系主任意见：
签名：
年月日
目录
1 绪论 (1)
1.1 铝合金的分类、成分和性能 (1)
1.2 铝合金的焊接性特点 (5)
2 铝合金的焊接方法和材料选用 (7)
2.1 铝合金的焊接方法 (7)
2.2 铝用焊接材料 (9)
3 铝合金焊接现场分析 (12)
3.1 焊前准备………………………………………………………………………
1 2 3.2 铝合金焊接变形及控制………………………………………………………
1 3 3.3 焊后处理………………………………………………………………………
1 4 3.4 铝合金产品的焊缝质量检验…………………………………………………
1 5 4 铝合金焊接工艺 (18)
4.1 铝合金的气焊…………………………………………………………………
18 4.2 铝合金的钨极氩弧焊（TIG焊） (20)
4.3 铝合金的熔化极氩弧焊（MIG焊） (23)
4.3.1 铝合金半自动MIG焊工艺……………………………………………………
2 4 4.3.2 铝合金自动MIG焊工艺………………………………………………………
2 5
5结束语 (34)
致谢 (35)
参考文献………………………………………………………………………………
3 6
1 绪论
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。掌握铝合金的焊接性特点、焊接操作技术、接头质量和性能、缺陷的形成及防止措施等，对正确制定铝合金的焊接工艺，获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意义。
1.1铝合金的分类、成分和性能
（1）铝合金的分类 铝合金可分为变形铝合金（双分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）铸造铝合金。变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料；铸造铝合金以合金铸锭供应。铝合金分类示意见图1-1。铝合金的分类及性能特点见表1-1。
按GB/T3190—1996和GB/T16474—1966的规定，铝合金牌号命名的基本原则是：可直接采用国际四位数字体系牌号。四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母。2×××为Al －Cu 系，3×××为Al －Mn 系，4×××为Al －Si 系，5×××为Al －Mg 系，6×××为Al －Mg －Si 系，7×××为Al －Zn 系，8×××为Al －其他元素，9×××为Al －备用系。这样，我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。
表1.1 铝合金的分类及性能特点
分类 合金名称 合
金系 性能特点
示例 变
形铝
合
金
非热处理强化铝合金
防锈铝 Al-Mn 抗蚀性、压力加工性与焊接性能好，但
强度较低
3A21 Al-Mg 5A05 热处理强化铝合金
硬铝 Al-Cu-Mg 力学性能高 2A11,2A12 超硬铝 Al-Cu-Mg-Zn 硬度强度最高 7A04,7A09 锻铝 Al-Mg-Si-Cu 锻造性能好 耐热性能好
2A14,2A50 Al-Cu-Mg-Fe-Ni
2A70,2A80 铸造铝合金
简单铝硅合金
Al-Si 铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较低
Z L102 特殊铝硅合金
Al-Si-Mg
铸造性能良好，可热处理强化，力学性
能较高 Z L101
Al-Si-Cu Z L107 Al-Si-Mg-Cu Z L105,Z L110
Al-Si-Mg-Cu-Ni
Z L109
铝铜铸造合金 Al-Cu 耐热性好，铸造性能与抗蚀性差
Z L201 铝镁铸造合金 Al-Mg 力学性能高，抗蚀性好 Z L301 铝锌铸造合金 Al-Zn 能自动淬火，宜于压铸 Z L401 铝 稀 土 铸 造合金
Al-Re
耐 热 性 能 好
—
1）非热处理强化铝合金
非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，原先代号为LF ××。Al －Mn 合金和Al －Mg
合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并且具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性，是目前焊接结构中应用最广的铝合金、超硬铝、锻铝等。
硬铝硬铝的牌号是按铜的增加顺序编排的。Cu是硬铝的主要成分，为了得到高的强度，Cu含量一般应控制在4.0%～4.8%。Mn也是硬铝的主要成分，主要作用是消除铁对抗蚀性的不利的影响，还能细化晶粒、加速时效硬化。在硬铝合金中，铜、硅、镁等元素能形成溶解于铝的化合物，从而促使硬铝合金在热处理时强化。
退火状态下硬铝的抗拉强度为160～220MPa，经过淬火及时效后抗拉强度增加至312～460MPa。但硬铝的耐蚀性能差，为了提高合金的耐蚀性，常在硬铝板表面覆盖一层工业纯铝保护层。
超硬铝合金中锌、镁、铜的平均总含量可达9.7%～13.5%，在当前航空航天工业中仍是强度最高和应用最多的一种轻合金材料。超硬铝的塑性和焊接性差，接头强度远低于母材。由于合金中锌含量较多，形成晶间腐蚀及焊接热裂纹的倾向较大。
锻铝具有良好的热塑性，而且铜含量越少热塑性越好，适于作锻件用。具有中等强度和良好的抗蚀性，在工业中得到广泛应用。
铝合金的新旧牌号对照见表1.2。
表1.2 铝合金的新旧牌号对照
类别新牌号旧牌号类别新牌号旧牌号
防锈铝合金
—
5A02
5A03
5A05
5A06
5B05
5083
5056
3A21
3003
LF1
LF2
LF3
LF5
LF6
LF10
LF4
LF5-1
LF21
—
锻铝合金
6A02
2A50
2B50
2A70
2A80
2A90
2A14
6061
6063
LD2
LD5
LD6
LD7
LD8
LD9
LD10
LD30
LD31
硬铝合
金2A01
2A02
—
2A04
2A06
2B11
2B12
2A10
2A11
2A12
2A13
L Y1
L Y2
L Y3
L Y4
L Y6
L Y8
L Y9
L Y10
L Y11
L Y12
L Y13
超硬铝合金
7A03
7A04
—
7A09
7A10
7003
LC3
LC4
LC5
LC9
LC10
LC12
2A16 2A17 L Y16 L Y17
（2）铝合金的性能
铝合金的物理性能见表1.3。
表1.3 铝合金的物理性能
合金密度
/g·cm-1
比热容
（100℃）
/J·kg-1·K-1
热导率
（25℃）
/W·m-1·K-1
线胀系数
（20～100℃）
/10-6K-1
电阻率
（20℃）
/10-6Ω·m
备注
（原牌号）
3A21 5A03 5A06 2A12 2A16 6A02 2A10 7A04 2.73
2.67
2.64
2.78
2.84
2.70
2.80
2.85
1009
880
921
921
880
795
836
—
180.0
146.5
117.2
117.2
138.2
175.8
159.1
159.1
23.2
23.5
23.7
22.7
22.6
23.5
22.5
23.1
3.45
4.96
6.73
5.79
6.10
3.70
4.30
4.20
防锈铝LF21
防锈铝LF3
防锈铝LF6
硬铝L Y12
硬铝L Y16
锻铝LD2
锻铝LD10
超硬铝LC4
防锈铜器（铝锰合金、铝镁合金）主要用于要求高的塑性的焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱、汽油或润滑油导管、各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件等。铝合金被广泛应用航空航天、建筑、汽车、机械制造、电工、化学工业、商业等领域。铝合金在飞机制造中是主要的结构材料，它约占骨架质量的55%，而且大部分关键轴承部件，如涡轮发动机轴向压缩机叶片、机翼、骨架、外壳、尾翼等是由铝合金制造的。
1.2铝合金的焊接性特点
铝合金熔化焊时有如下困难和特点：
（1）铝和氧的亲和力很大，因此在铝及铝合金表面总有一层难熔的氧化铝膜远远超过铝的熔点，这层氧化膜不溶于金属并且妨碍被熔融填充金属润湿。在焊接或钎焊过程中应将氧化膜清除或破坏掉。
（2）熔焊时，铝合金的焊接性首先体现在抗裂性上。在铝中加入铜、锰、硅、镁、锌等合金元素可获得不同性能的合金，各种合金元素对铝合金焊接裂纹的影响不同。
（3）铝合金的固态和液态色泽不易区别，焊接操作时难以控制熔池温度。
（4）焊后焊缝易产生气孔，焊接接头区易发生软化。
对铝合金进行焊接，可以用多种不同的焊接方法，表1.4所列的为部分铝合金的相对焊接性。
表1.4 部分铝合金的相对焊接性
焊接方法
焊接性与适用范围
说明铝锰合金铝镁合金铝铜合金适用厚度
3003
3004
5083
5056
5052
5454
2014
2024
推荐可用
T I G焊（手工、自动）很好很好很好很差1～100.9～25填丝或不填丝，厚板需预热，交流电源
M I G焊（手工、自动）很好很好很好较差≥8≥4焊丝为电极，厚板需预热和保温，直流反接
脉冲M I G焊（手工、自动）很好很好很好较差≥21.6～8适用于薄板焊接气焊很好很差较差很差0.5～100.3～25适用于薄板焊接
焊条电弧焊较好很差较差很差3～8—直流反接，需预热，操作性差
电阻焊（点焊、缝焊）较好很好很好较好0.7～30.1～4需要电流大
等离子弧焊很好很好很好较差1～10—焊缝晶粒小，抗气孔性能好电子束焊很好很好很好较好3～75≥3焊接质量好，适用于厚件
现代科学技术的发展促进了铝合金焊接技术的进步。可焊接的铝合金材料范围逐步扩大，现在不仅可以成功地焊接非热处理强化的铝合金，而且解决了传统
的航空航天和军工等行业，逐步扩大到国民经济生产和人民生活的各个领域。
2 铝合金的焊接方法和材料选用
2.1铝合金的焊接方法
铝合金的焊接方法很多，各种方法有其不同的应用场合。除了传统的熔焊、电阻焊、气焊方法外，其他一些焊接方法（如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等）也可以容易地将铝合金焊接在一起。
铝合金常用焊接方法的特点及适用范围见表 2.1。应根据铝及铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构以及对焊接性的要求等选择。
表2.1 铝合金常用焊接方法的特点及适用范围
焊接方法特点适用范围
气焊热功率低，焊件变形大，生产率低，易产
生夹渣、裂纹等缺陷
用于非重要场合的薄板对接焊及补焊等
手工电弧焊接头质量差用于铸铝件补焊及一般修理
钨极氩弧焊焊缝金属致密，接头强度高、塑性好，可
获得优质接头
应用广泛，可焊接板厚1～20㎜
钨极脉冲氩弧焊焊接过程稳定，热输入精确可调，焊件变
形量小，接头质量高
用于薄板、全位置焊接、装配焊接及对热敏
感性强的锻铝、硬铝等高强度铝合金
熔化极氩弧焊电弧功率大，焊接速度快用于厚件的焊接，可焊厚度为50㎜以下
熔化极脉冲氩弧焊焊接变形小，抗气孔和抗裂性好，工艺参
数调节广泛
用于薄板或全位置焊，常用于厚度2～12㎜
的工件
等离子弧焊热量集中，焊接速度快，焊接变形和应力
小，工艺较复杂
用于对接焊要求比氩弧焊更高的场合
真空电子束焊熔深大热影响区小，焊接变形量小接头力
学性能好
用于焊接尺寸较小的焊件
激光焊焊接变形小，生产率高用于需进行精密焊接的焊件（1）气焊
氧－乙炔气焊火焰的热功率低，热量较分散，因此焊件变形大、生产率低。用气焊焊接较厚的铝焊件时需预热，焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、组织疏松，而且容易产生氧化铝夹杂、气孔及裂缝等缺陷。这种方法只用于厚度范围在0.5～10㎜的不重要铝结构件和铸件的焊补上。
（2）钨极氩弧焊
这种方法是在氩气保护下施焊，热量比较集中，电弧燃烧稳定，焊缝金属致密，焊接接头的强度和塑性高，在工业中获得起来越广泛的应用。钨极氩弧焊用于铝合金是一种较完善的焊接方法，但钨极氩弧焊设备较复杂，不宜在室外露天条件下操作。
（3）熔化极氩弧焊
自动、半自动熔化极氩弧焊的电弧功率大，热量集中，热量影响区小，生产效率比手工钨极氩弧焊可提高2～3倍。可以焊接厚度在50㎜以下的纯铝及铝合金板。例如，焊接厚度30㎜的铝板不必预热，只焊接正、反两层就可获得表面光滑、质量优良的焊缝。半自动熔化极氩弧焊适用于定位焊缝、断续的短焊缝及
结构形状不规则的焊件，用半自动氩弧焊焊炬可方便灵活地进行焊接，但半自动焊的焊丝直径较细，焊缝的气孔敏感性较大。
（4）脉冲氩弧焊
1）钨极脉冲氩弧焊
用这种方法可明显改善小电流焊接过程的稳定性，便于通过调节各种工艺参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小，特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。
2）熔化极脉冲氩弧焊
可采用的平均焊接电流小，参数调节范围大，焊件的变形及热影响区小，生产率高，抗气孔及抗裂性好，适用于厚度在2～10㎜铝合金薄板的全位置焊接。
（5）电阻点焊、缝焊
可用来焊接厚度在4㎜以下的铝合金薄板。对于质量要求较高的产品可采用直流冲击波点焊、缝焊机焊接。焊接时需要用较复杂的设备，焊接电流大、生产率较高，特别适用于大批量生产的零、部件。
（6）搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊是一种可用于各种合金板焊接的固态连接技术。与传统熔焊方法相比，搅拌摩擦焊无飞溅、无烟尘，不需要添加焊丝和保护气体，接头无气孔、裂纹。与普通摩擦相比，它不受轴类零件的限制，可焊接直焊缝。这种焊接方法还有一系列其它优点，如接头的力学性能好、节能、无污染、焊前准备要求低等。由于铝及铝合金熔点低，更适于采用搅拌摩擦焊。
2.2铝用焊接材料
（1）焊丝
采用气焊、钨极氩弧焊等焊接铝合金时，需要加填充焊丝。铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。为了得到良好的焊接接头，应从焊接构件使用要求考虑，选择适合于母材的焊丝作为填充材料。
选择焊丝首先要考虑焊缝成分要求，还要考虑产品的力学性能、耐蚀性能，结构的刚性、颜色及抗裂性等。选择熔化温度低于母材的填充金属，可大大减小热影响区的晶间裂纹倾向。对于非热处理合金的焊接接头强度，按1000系、4000系、5000系的次序增大。含镁3%以上的5000系的焊丝，应避免在使用温度65℃以上的结构中采用，因为这些合金对应力腐蚀裂纹很敏感，在上述温度和腐蚀环境中会发生应力腐蚀龟裂。用合金含量高于母材的焊丝作为填充金属，通常可防止焊缝金属的裂纹倾向。
目前，铝合金常用的焊丝大多是与基体金属成分相近的标准牌号焊丝。在缺乏标准牌号焊丝时，可从基体金属上切下狭条代用。较为通用的焊丝是HS311，这种焊丝的液态金属流动性好，凝固时的收缩率小，具体优良的抗裂性能。为了细化缝晶粒、提高焊缝的抗裂性及力学性能，通常在丝中加入少量的Ti、V、Zr 等合金元素作为变质剂。
选用铝合金焊丝应注意的问题如下。
1）焊接接头的裂纹敏感性影响裂纹敏感性的直接因素是母材与焊丝的匹配。选用熔化温度低于母材的焊缝金属，可以减小焊缝金属和热影响区的裂纹敏感性。例如，焊接硅含量0.6%的6061合金时，选用同一合金作焊缝，裂纹敏感性很大，但用硅含量5%的ER4043焊丝，由于其熔化温度比6061合金低，在冷
却过程中有较高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，焊缝金属避免镁与铜的组合，因为Al－Mg－Cu有很高的裂纹敏感性。
2）焊接接头的力学性能工业纯铝的强度最低，4000系列铝合金居中，5000系列铝合金强度最高。铝硅焊丝虽然有较高的抗裂性能，但含硅焊丝的塑性较差，所以对焊后需要塑性变形加工的接头来说，应避免选用含硅焊丝。
3）焊接接头的使用性能填充金属的选择除取决于母材成分外，还与接头的几何形状、运行中的抗腐蚀性要求以及对焊接件的外观要求有关。例如，为了使容器具有良好的抗腐蚀能力或防止所储存产品对其的污染，储存过氧化氢的焊接容器要求高纯度的铝合金。在这种情况下，填充金属的纯度至少要相当于母材。
（2）焊条
铝合金焊条型号、规格与用途见表2.2。铝合金焊条的化学成分和力学性能见表2.3。
表2.2 铝及铝合金焊条的型号（牌号）、规格与用途
型号牌
号
药皮类型焊芯材质焊条规格/㎜用途
E110
L109 盐基型纯铝 3.2，4.5 345～355 焊接纯铝板、纯铝容器
E404 3 L209 盐基型铝硅合金 3.2，4.5 345～355
焊接铝板、铝硅铸件、一般铝合金、锻铝、
硬铝（铝镁合金除外）
E300 3 L30
9
盐基型铝锰合金 3.2，4.5 345～355 焊接铝锰合金、纯铝及其他铝合金表2.3 铝及铝合金焊条的化学成分和力学性能
型号牌
号
药皮类型电源种类
焊芯化学成分
/%
熔敷金属
抗拉强度
/MPa
焊接接头
抗拉强度
/MPa
E110 0 L109 盐基型直流反接
S i+F e≤0.95,C o0.05～0.20
M n≤0.05,B e≤0.0008
Z n≤0.10,其他总量≤0.15
A l≥99.0
≥64 ≥80
E404 3 L209 盐基型直流反接
S i4.5～6.0,F e≤0.8
C u≤0.30,M n≤0.05
Z n≤0.10,M g≤0.0008
其他总量≤0.15,A l余量
≥118 ≥95
E300 3
L30
9
盐基型直流反接
Si≤0.6,F e≤0.7
Cu0.05～0.20,Mn1.0～1.5
Zn≤0.10,其他总量≤0.15
A l余量
≥118 ≥95
（3）保护气体
焊接铝合金的惰性气体有氩所和氦气。氩气的技术要求为Ar＞99.9%,氧＜
0.005%，氢＜0.005%，水分＜0.02mg/L，氮＜0.015%。氧、氮增多，均恶化阴极雾化作用。氧＞0.3%，则使钨极烧损加剧，超过0.1%使焊缝表面无光泽或发黑。
钨极氩弧焊时，交流加高频焊接选用纯氩气，适用大厚度板；直流正极性焊接选用Ar+He或纯Ar。
熔化极氩弧焊时，当板厚＜25㎜时，采用纯Ar。当板厚为25～50㎜时，采
用添加10%～35%Ar的Ar+He混合气体。当板厚为50～75㎜时，宜采用添加10%～35%或50%He的Ar+He混合气体。当板厚＞75㎜时，推荐添加50%～75%He的Ar+He 混合气体。
3 铝合金焊接现场分析
铝合金型材和铸件在航空航天领域以及其他装备制造业中得到了广泛应用,由于其工作条件的特殊性,对于零件接头性能和表面的质量要求较高。在对接头进行焊接和发生表面缺陷进行补焊时,由于该类合金线膨胀系数大、导热性强,焊接过程中易引起较大的热应力。用大电流焊接时,焊缝及近缝区金属易产生过热和晶粒长大,容易产生裂纹、气孔等缺陷。由于零件表面极易产生难熔氧化膜和低熔点共晶体,焊缝中会形成夹渣、产生热裂纹使接头性能变坏[1-2]。为保证焊接和补焊质量、避免焊接缺陷,应选取合理的焊接方法和工艺措施。
3.1 焊前准备
（1）化学清理
化学清理效率高，质量稳定，适用于清理焊丝以及尺寸不大、批量生产的工件。小型工件可采用浸洗法。表3.1是去除铝合金表面氧化膜的化学清洗溶液配方和清洗工序流程。
表3.1 去除铝表面氧化膜的化学处理方法
溶液浓度
温度
/℃
容器材料工艺目的
硝酸50%水
50%硝酸
18～24不锈钢
浸15m i n，在冷水中漂洗，然后在热水中漂
洗，干燥
去除薄的氧化膜，供熔焊用
氢氧化钠加硝酸5%氢氧化钠
95%水
70低碳钢浸10～60s，在冷水中漂洗
去除厚氧化膜，适用于所
有焊接方法和钎焊方法浓硝酸18～24不锈钢
浸30s，在冷水中漂洗，然后在热水中漂洗，
干燥
硫酸铬酸硫酸
C r O3
水
70～80衬铝的钢罐
浸2～3m i n，在冷水中漂洗，然后在热水中
漂洗，干燥
去除因热处理形成的氧化
膜
磷酸铬酸磷酸
C r O3
水
93不锈钢
浸5～10m i n，在冷水中漂洗，然后在热水
中漂洗，干燥
去除阳极化处理镀层焊丝清洗后可在150～200℃烘箱内烘焙0.5h，然后存放在100℃烘箱内随
用随取。清洗过的焊件不准随意乱放，应立即进行装配、焊接，一般不要超过24h的，焊前采用机械方法清理后再进行装配、焊接。
大型焊件受酸洗槽尺寸限制，难于实现整体清理，可在接头两侧各30㎜的表面区域用火焰加热至100℃左右，涂擦室温的NaOH溶液，并加以擦洗，时间略长于浸洗时间，除净焊接区的氧化膜后，用清水冲洗干净，再中和、光化后，
用火焰烘干。
（2）机械清理
通常先用丙醇或汽油擦洗表面油污，然后可根据零件形状采用切削方法，如使用风动或电动铣刀，也可使用刮刀等工具。对较薄的氧化膜可采用不锈钢的钢丝刷清理表面，不宜采用纱布、砂纸或砂轮打磨。
工件和焊丝清洗后有及时装配，工件表面会重新氧化，特别是在潮湿的环境以及被酸碱蒸汽污染的环境中，氧化膜生长很快。
（3）焊前预热
焊前最好不进行预热，因为预热可加大热影响区的宽度，降低某些铝合金焊接接头的力学性能。但对厚度超过5～8㎜的厚大铝件焊前需进行预热，以防止变形和未焊透，减少气孔等缺陷。通常预热到90℃足以保证在始焊处有足够的熔深，预热温度不应超过150℃，含4.0%～5.5%镁的铝镁合金的预热温度不应超过90℃。
3.2 铝合金焊接变形及控制
除了炉中钎焊、扩散焊等极少部分焊接方法外，绝大部分熔焊、压力焊和钎焊方法均采用热能比较集中的“点热源”，如高温火焰、电弧或瞬间高密度、高强度电子束、激光束等，对工件上的加热点，快速加热，使局部待焊母材或焊料迅速熔化，并凝结为一体，若干焊点组合起来，或一个个焊点连续起来就形成焊接接头。因此焊接是一种局部加热的工艺过程，对焊件这种不均匀的快速加热与冷却过程是产生焊接变形的根本原因。
由于铝合金比许多其他焊接材料有较大的热膨胀系数，所以在焊接过程中，随着快速加热和快速冷却而带来的膨胀和收缩发生时，必然出现不同形式的变形。铝合金在焊后热处理时期也会发生变形。当在金属局部区域加热的时候，未加热区域抵制了加热区域的膨胀而产生了变形。冷却时，由于周围金属的抑制，可能导致变形或翘曲。由于铝合金散热迅速，焊接金属的收缩一般是焊接变形的主要原因。
焊接变形造成焊接结构尺寸形状超差，焊接结构组装配全困难，焊接变形过大或矫正无效，有可能使产品报废，造成经济损失时，往往都是联合采用，而非单独采用。所以在具体选择方法时，一定要根据焊件的结构开关和尺寸，并分析其变形情况后决定。
3.3 焊后处理
（1）清除残渣
焊件焊完后，如果是使用气焊或药皮焊条焊，在对焊缝进行外观检查和无损检测之前，需要对焊缝及两侧的残存熔剂和焊渣及时进行清除，以防止焊渣和残存焊剂腐蚀焊缝及其表面。避免造成不良后果。常用的焊后清理方法如下：1）在60~80℃的热水中刷洗；
2）放入重铬酸钾或质量分数为2%~3%的铬酐溶液中冲洗；
3）再在60~80℃的热水中洗涤；
4）放入干燥箱中烘干或风干。
为了检验存熔剂支队的效果，可以在焊件的焊缝上滴上蒸馏水，然后再将蒸
馏水收集起来，并滴入装有5%硝酸银溶液的不试管中，如有白色沉淀，则表示残存熔剂尚未清除彻底。
（2）焊件的表面处理
通过适当的焊接工艺和正确的操作技术，焊接后的铝合金焊缝表面，具有均匀的波纹和光滑的外貌，一般很少要求再进行机械加工修饰。在焊接期间仔细操作可以省许多焊接时间和精加工劳动。焊件的表面可以使用化学精加工处理，如化学腐蚀、化学光饰以及各种形式的化学转换涂层。阳极化处理，可以改善抗腐蚀和抗磨损性能，特别是和抛光及染色技术配合使用时，可获得高质量的装饰表面。减小焊接热影响区，可使阳极化处理不良的颜色变化减至最小。使用快速焊接工艺，如熔化极弧焊或闪光对焊，可最大限度地减少焊接热影响区。因此闪光对焊的焊缝，阳极化处理质量良好。
特别是对退火状态下不能热处理强化的合金的焊接件，阳极化处理后，金属基体和焊接热影响区之间的颜色反差最小。炉中和浸渍钎焊不是局部加热的，所以金属颜色的外观是非常均匀的。
可热处理强化的合金，常常用作建筑结构零件，它们在焊接以后，常常进行阳极处理。在这类合金中，焊接加热会形成合金元素的析出，阳极化处理以后，热影响区和焊缝之间会出现差异。这些在焊接区附近的晕圈，使用快速焊接可使其减至最小，或者使用冷却垫块和压板也可使晕圈减到很小，这些边圈在焊接后，阳极化处理前，进行固溶处理可以消除。
在化学处理的焊接件中，有时会遇到焊缝金属和基体金属的颜色颜色差别较大，这就必须仔细地选择填充金属的成分，特别是合金成分中含有硅时，就会对颜色的配比有影响。无论任何时候，在阳极化处理的焊接区，不应该看到有颜色的差异，所以为了避免颜色的失调，选用的填充合金，宁愿有较差的精加工特性，也应该有较好的焊接特性。
如有必要可以对焊件进行机械抛光。机械抛光即通过研磨、去行刺、滚光、抛光或砂光等物理方法改善铝工件的表面。机械抛光的目的各不相同，从简单的除氧化皮、去行刺到可以产生镜面表面的高质量磨光。机械抛光的目的是尽可能少的工序获得所需要的表面质量。然而，铝合金金属软金属，摩擦系数比较高，而且在研磨过程中如果发生过热，有可能使焊件变形，甚至从电影界断裂的现象。这要求在抛光过程中有充分的润滑，对金属表固的压力应降低到最低。机械抛光必须受制于材料的独特性。常用的机械抛光有抛光、磨光、磨料喷击、喷丸等。
此外，电镀和有机涂层也是铝合金焊件获得良好表而质量的一种有效方法。
3.4 铝合金产品的焊缝质量检验
焊接完成后的铝合金产品，需要进行焊缝质量检验。铝合金焊缝的质量取决于焊接进所用的焊丝、气剂、气体的质量、接头的装配质量、焊接顺序、坡口的清理、施工条件技术水平高低和选用的焊接规范等因素。为保证焊接质量，必须严格检查焊接结构制造过程中的各个环节，及时防止各种缺陷的产生。此外，焊接质量还与新工艺的推广应用有关。完工后的焊接部件及整个产品必须进行全面的质量检验。
焊缝的检验方法甚多，一般常用的有如下几种：
（1）外观检验
这种检验方法是以肉眼观察为主，有时也可用低倍放大镜观察。外观检验的
内容主要为检查咬边、表面气孔、裂纹、烧穿、焊瘤、弧坑等缺陷，以及焊缝的外形尺寸。检查范围内100%焊缝。
（2）X射线探伤
X射线探伤是检查铝合金焊缝内部最有效的方法，它能确定焊缝内部的气孔、夹渣、未焊透、内部裂纹的位置和内部飞溅物等缺陷。但走私在0.2㎜以下的显微气孔、显微裂纹和微小的未焊透等缺陷则不易用X射线探测到。根据X 射线探伤法摄制、显影后的底片黑度，并参考JB1580—75《铝制焊接容器技术条件》标准中有关X射线探伤标准评定产品的质量等级采用三级评定方法，1级焊缝为优良品，2级为合格品，3级为不合格品。
焊缝透视质量的等级评定标准如下：
1）焊缝存在裂纹、未熔合或未焊透（双面焊）时，应评为3级；
2）单面焊未焊透的深度超过壁厚的15%板厚时应评定为2级，超过1/3板厚时应评为3级；
3）单个缺陷尺寸在任何方向上的最大尺寸超过1/5板厚时应评定为2级，超过1/3板厚时应评为3级；
对于探伤不合格的焊缝应进行质量分析，找出原因，订出措施方可返修。返修后必须重新做探伤检验。同一部位的返修次数一般不超过两次，超过两次的返修要经制造主管部门批准，且返修次数和部位应在产品在产品质量证明书中注明。
（3）超声波探伤检验
近年来，对铝合金的焊缝检验开始采用超声波探伤技术，并在对接焊缝的探伤中取得了一些经验。它与X射线探伤法相比较具有下列优点：
1）不需要如X射线探伤的贴片、冲洗底片等工序，因而缩短了检验时间；
2）对探测微裂纹和未焊透缺陷比X射线探伤法灵敏；
3）探测距离比X射线探伤法要大；
4）既经济又安全。
但用超声波探伤法检验时，要求铝焊缝两侧必须光滑清洁，在阳光下操作时观察示波屏的回声脉冲比较困难。用这种方法判断焊缝缺陷的可靠性和准确性与操作者的技术水平、工作经验有很大关系.铝合金焊缝中缺陷的方向大多与焊缝表面垂直,因此,探伤时只利用带角度的探头将超声波从基体金属的表面以横波形式射入焊缝.具体操作方法可参考JB1152—81《钢制压力容器对接超声波探伤》部颁标准。
超声波探伤还可对铝合金点焊、滚焊焊接接头进行无损检验。
（4）接头机械性能试验
机械性能试验可用以评定焊接接头的强度、塑性及检验缺陷对接头机械性能的影响。试样数量、尺寸及检验方法参考GB2649—81《焊接接头机械性能试验取样法》、GB2651—81《焊接接头拉伸试验法》、GB2653—81《焊接接头弯曲主压扁试验法》、GB2650—81《焊接接头冲击试验法》等国家标准中的有关规定。常用的铝合金接头机械性能试验项目接头抗拉强度及冷弯试验其结果应满足以下要求：
1）防锈铝合金接头抗拉强度≥90%σb；为基体供货状态抗拉强度的下限。
2）冷弯角（弯轴直径等于二倍板厚）：要求防锈铝合金由供需双方协议决定。
在切取抗拉、冷弯试样前应预先对试板进行X射线探伤检验。当试板中存在
较严重的缺陷时，不允许切取机械性能试样。
非热处理强化型铝合金焊接接头的软化是由于热影响区金属加热到再结晶温度以上时，冷作硬化效果局部消失而引起的。软化造成的强度降低并不严重，接头强度约退火状态基体金属的85%~98%，热处理强化型铝合金热影响区的组织变化比较复杂，焊接接头的软化不但显著地降低整个接头的机械性能，并影响接头与基体金属不等强。例如，经淬火、自然时效的LY12、LY11硬铝，其接头强度只占基体金属的55%~70%，可见，软化程度比非热处理强化型铝合金严重得多。铝镁合金焊接接头的强度与基体金属、焊丝中的镁、锰含量有关，而尤为基体金属中的镁含量影响为显著。
4 铝合金焊接工艺
4．1 铝合金的气焊
氧－乙炔气焊的热效率低，焊接热输入不集中，焊接铝及铝合金时需采用熔剂，焊后又需清除残渣，接头质量及性能也不高。因为气焊设备简单，无需电源，操作方便灵活，常用于焊接对质量要求不高的铝合金构件，如厚度较薄的薄板及小零件，以及补焊铝合金构件和铝铸件。
（1）气焊的接头形式
气焊铝合金时，不宜采用搭接接头和T形接头，这种接头难以清理流入缝隙中的残留熔剂和焊渣，应尽可能采用对接接头。为保证焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿，可以采用带槽的垫板，垫板一般用不锈钢或纯铜等制成，带垫板焊接可获得良好的反面成形，提高焊接生产率。
（2）气焊熔剂的选用
铝合金气焊时，为了使焊接过程顺利进行，保证焊缝质量，气焊时需要加熔剂来去除铝表面的氧化膜及其他杂质。
气焊熔剂（又称气剂）是气焊时的助熔剂，主要作用是去除气焊过程中生成在铝表面的氧化膜，改善母材的润湿性能，促使获得致密的焊缝组织等。气焊铝合金必须采用熔剂，一般是在焊前熔剂直接撒在被焊工件坡口上，或者沾在焊丝上加入熔池内。
铝合金熔剂是钾、钠、钙、锂等元素的氯人盐，是粉碎后过筛并按一定比例
配制的粉状化合物。例如铝冰晶石（Na
3AlF
6
）在1000℃进可以熔解氧化铝，又
如氯化钾等可使难熔的氧化铝转变为易熔的氯化铝。这种熔剂的熔点低，流动性好，还能改善熔化金属的流动性，使焊缝成形良好。
铝合金气焊熔剂有含锂熔剂和无锂熔剂两类。含锂熔剂的氯化锂能改善熔渣的物理性能、降低熔渣的熔点和黏度，能较好地去除氧化膜，适用于薄板和全位置焊接。但氯化锂价格贵，而且吸湿性强。不含锂的熔剂熔点高、黏度大、流动性差，易产生焊缝夹渣，适用于厚大件的焊接。对于搭接接头、不熔透角焊缝和难以完全清理掉残留熔渣的焊缝，以及含镁较高的铝镁合金选用熔剂时，不宜采用含钠组成物的熔剂。
将粉状熔剂和蒸馏水调成糊状（每100g熔剂约加入50mL蒸馏水）涂于焊件坡口和焊丝表面，涂层厚0.5～1.0㎜。或用灼热的焊丝直接蘸熔剂干粉使用，这样可减少熔池中水分的来源，减少气孔。调制好的熔剂应在12h内用完。
铝合金气焊熔剂容易吸潮，所以应该对其瓶装密封，以防受潮失效。焊接时，应先用洁净水或蒸馏水将熔剂调成糊状，然后把这涂在接头上，或者浸涂在焊丝上。调好的糊状熔剂最好随调随用，不要久放，以免变质。
（3）焊嘴和火焰的选择
铝合金有强烈的氧化性和吸气性。气焊时，为使铝不被氧化，应采用中性焰或微弱碳化焰（乙炔既过剩的碳化焰），使铝熔池置于还原性气氛的保护下而不被氧化。严禁采用氧化焰，因为用氧化性较强的氧化焰会使铝强烈氧化，阻碍焊接过程进行；而乙炔过多，游离的氢可能溶入熔池，会促使缝产生气孔，使焊缝疏松。
（4）定位焊缝
为防止焊件在焊接中产生尺寸和相对位置的变化，焊件焊前需要点固焊。由于铝的线膨胀系数大、导热速度快、气焊加热面积大，因此，定位焊缝较钢件应密一些。
定位焊用的填充焊丝与产品焊接时相同，定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂。定位焊的火焰功率比气焊时稍大。
（5）气焊操作
焊接钢铁材料时，可以从钢材的颜色变化判断加热的温度。但焊铝时，却没有这个方便条件。因为铝合金从室温加热到熔化的过程中没有颜色的明显变化，给操作者带来控制焊接温度困难。但可根据以下现象掌握施焊时机：1）当被加热的工件表面由光亮白色变成暗淡的银白色，表面氧化膜起皱，加热处金属有波动现象时，表明即将达到熔化温度，可以施焊；
2）用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处，焊丝与母材能熔合时，即达到熔化温度，可以施焊；
3）母材边棱有倒下现象时，母材达到熔化温度，可以施焊。
气焊薄板可采用左焊法，焊丝位于焊接火焰之前，这种焊法因火焰指向未焊的冷金属，热量散失一部分，有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法，此法焊丝在焊炬后面，火焰指向焊缝，热量损失小，熔深大，加热效率高。气焊厚度小于3㎜的薄件时，焊炬倾角为20～40°；气焊厚件时，焊炬倾角为40～80°，焊丝与焊炬夹角为80～100°。
铝合金气焊应尽量将接头一次焊成，不堆敷第二层，因为堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。
（6）焊后处理
气焊焊缝表面的残留焊剂和熔渣对铝接头的腐蚀，是铝接头日后使用中引起损坏的原因之一。在气焊后1～6h之内，应将残留的熔剂、熔渣清洗掉，以防引起焊件腐蚀。焊后清理工序如下。
1）焊后将焊件放入40～50℃的热水槽中浸渍，最好用流动的热水，用硬毛刷刷焊缝及焊缝附近残留熔剂、熔渣的地方，直至清除干净。
2）将焊件浸入硝酸溶液中。当室温为25°以上时，溶液浓度15%～25%，浸渍时间为10～15min。室温为10～15℃时，溶液浓度20%～25%，浸渍时间为15min。
3）将焊件置于流动热水（温度为40～50℃）的槽中浸渍5～10min。
4）用冷水将焊件冲洗5min。
5）将焊件自然晾干，也可放在干燥箱中烘干或用热空气吹干。
4．2 铝合金的钨极氩弧焊（TIG焊）
也称为钨极惰性气体保护电弧焊，是利用钨极与工件之间形成电弧产生的大量热量熔化待焊处，外加填充焊丝获得牢固的焊接接头。氩弧焊焊铝是利用其“阴极雾化”的特点，自行去除氧化膜。钨极及缝区域由喷嘴中喷出的惰性气体屏蔽保护，防止焊缝区和周围空气的反应。
TIG焊工艺最适于焊接厚度小于3㎜的薄板，工件变形明显小于气焊和手弧焊。交流TIG焊阴极具有去除氧化膜的清理作用，可以不用熔剂，避免了焊后残留熔剂、熔渣对接头的腐蚀。接头形式可以不受限制，焊缝成形良好、表面光亮。氩气流对焊接区的冲刷使接头冷却加快，改善了接头的组织和性能，适于全位置焊接。由于不用熔剂，焊前清理的要求比其他焊接方法严格。
焊接铝合金较适宜的工艺方法是交流TIG焊和交流脉冲TIG焊，其次是直流反接TIG焊。通常，用交流焊接铝合金时可在载流能力、电弧可控性以及电弧清理作用等方面实现最佳配合，故大多数铝合金的TIG焊都采用交流电源。采用直流正接（电极接负极）时，热量产生于工件表面，形成深熔透，对一定尺寸的电极可采用更大的焊接电流。即使是厚截面也不需预热，且母材几乎不发生变形。虽然很少采用直流反接（电极接正极）TIG焊方法来焊接铝，但这种方法在连续焊或补焊薄壁热交换器、管道厚在2.4㎜以下的类似组件时有熔深浅、电弧容易控制、电弧有良好的净化作用等优点。
（1）钨极
钨的熔点是340℃，是熔点最高的金属。钨在高温时有强烈的电子发射能力，在钨电极加入微量稀土元素钍、铈、锆等的氧化物后，电子逸出功显著降低，载流能力明显提高。铝合金TIG焊时，钨极作为电极主要起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。常用钨极材料分纯钨、钍钨及铈钨等。
（2）焊接工艺参数
为了获得优良的焊缝成形及焊接质量，应根据焊件的技术要求，合理地选定焊接工艺参数。铝合金手工TIG焊的主要工艺参数有电流种类、极性和电流大小、保护气体流量、钨极伸出长度、喷嘴至工件的距离等。自动TIG焊的工艺参数还包括电弧电压（弧长）、焊接速度及送丝速度等。
工艺参数是根据被焊材料和厚度，先确定钨极直径与形状、焊丝直径、保护气体及流量、喷嘴孔径、焊接电流、电弧电压和焊接速度，再根据实际焊接效果调整有关参数，直至符合使用要求为止。
铝合金TIG焊工艺参数的选用要点如下。
1）喷嘴孔径与保护气体流量铝合金TIG的喷嘴孔径为5～22㎜；保护气体流量一般为5～15L/min。
2）钨极伸出长度及喷嘴至工件的距离钨极伸出长度：对接焊缝时一般为5～6㎜，角焊缝时一般为7～8㎜。喷嘴至工件的距离一般取10㎜左右为宜。
3）焊接电流与焊接电压与板厚、接头形式、焊接位置及焊工技术水平有关。手工TIG焊时，采用交流电源，焊接厚度小于6㎜铝合金时，最大焊接电流可根据电极直径d按公式I=（60～65）d确定。电弧电压主要由弧长决定，通常使弧长近似等于钨极直径比较合理。
4）焊接速度铝合金TIG焊时，为了减小变形，应采用较快的焊接速度。手工TIG焊一般是焊工根据熔池大小、熔池形状和两侧熔合情况随时调整焊接速度，一般的焊接速度为8～12m/h;自动TIG焊时，工艺参数设定之后，在焊接过程中焊接速度一般不变。
5）焊丝直径一般由板厚和焊接电流确定，焊丝直径与两者之间呈正比关系。交流电特点是负半波（工件为负）时，有阴极清理作用，正半波（工件为正）时，钨极因发热量低，不容易熔化。为了获得足够的熔深和防止咬边、焊道过宽和随之而来的熔深及焊缝外形失控，必须维持短的电弧长度，电弧长度大约等于钨极直径。
为了防止起弧处及收弧处产生裂纹缺陷，有时需要加引弧板和熄弧板。当电弧稳定燃烧，钨极端部被加热到一定的温度后，才能将电弧移入焊接区。
钨极脉冲惰性气体保护焊扩大了TIG焊的应用范围，特别适用于焊接精密零件。在焊接时，高脉冲提供大电流值，这是在留间隙的根部焊接时为完成熔透所需的；低脉冲可冷却熔池，这就可防止接头根部烧穿。脉冲作用还可以减少向母材的热
铝及铝合金焊接工艺的研究
哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计 题目：铝及铝合金焊接工艺研究专业年级： 09焊接技术及自动化 学生姓名：金杰 学号：0930150223 指导教师：杨丽丽 哈尔滨理工大学荣成学院 完成时间：2012年6月25日
专科生毕业设计（论文）评语 学院：荣成学院专业：焊接技术及自动化任务起止时间：2012年5月13日至2012年6月25日 毕业设计（论文）题目： 铝及铝合金焊接工艺研究 指导教师对毕业设计（论文）的评语： 指导教师签名：指导教师职称： 评阅教师对毕业设计（论文）的评语： 评阅教师签名：评阅教师职称： 答辩委员会对毕业设计的评语： 答辩委员会评定，该生毕业设计（论文）成绩为： 答辩委员会主席签名：职称： 年月日
专科生毕业设计（论文）任务书 学生姓名：金杰学号：0930150223 学院：荣成学院专业：焊接技术及自动化 任务起止时间：2012年5月13日至2012年6月25日 毕业设计（论文）题目： 铝及铝合金焊接工艺研究 毕业设计工作内容： 铸钢是生产中常用的材料,但是由于其成分中含有杂质较多,铸造过程中冷却缓慢,使其组织粗大偏析比较严重给焊接带来困难.本文通过对ZG270-500及其焊接接头的常见缺陷进行分析，选用适当的焊接工艺参数进行焊接，并对焊后裂纹进行探伤及修补。 1、了解毕业设计的内容，查阅资料（5月13日—5月17日） 2、对铸钢的焊接性及焊接工艺进行分析，总结ZG270-500的焊接工艺及修补措施.撰写题纲（5月17日-5月19日） 3、撰写论文（5月20日-5月21日） 资料： 1.中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第一卷）焊接方法与设备【M】.北京：机械工业出版社，2001 2.美国焊接学会黄静文等[译].焊接手册(第二卷）焊接方法【M】.北京：机械工艺出版社（第七版）.1988 3.关桥.刘方君.董春林.高能束流焊接技术的应用与发展趋势【C】.第九次全国焊接会议论文集.1999 4.李亚江.王娟.有色金属焊接及应用.北京：化学工艺出版社.2006 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日
铝合金的表面处理实用工艺审批稿
铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观
有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由
铝及铝合金焊接施工工艺标准
铝及铝合金焊接施工工艺标准 1 适用范围 本工艺标准适用于铝及铝合金的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接。 2 施工准备 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》GB/T-3880-1997 《铝及铝合金热挤压管》第一部分：无缝圆管GB/T4437.1-2000 《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》GB/T6893-2000 《铝及铝合金焊丝》GB/T10858 《铝及铝合金焊接管》GB/T10571 《铝制焊接容器》JB/T4734-2002 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。
目前最先进的焊接工艺 搅拌摩擦焊
目前最先进的焊接工艺，搅拌摩擦焊，你知道原理吗 搅拌摩擦焊是由英国焊接技术研究所于1991年发明的新型焊接技术，其原理如下图所示。 一根安装在主轴上的形状为蜗杆形式的搅拌针在一定压力下被插入焊缝位置，搅拌针的长度一般要比焊缝深度略浅，以此来保证主轴的轴肩能紧贴被焊接的工件表面。当工件与搅拌针和轴肩摩擦生热，焊缝附近的材料会因受热产生严重的塑性变形，但是，并不是熔化，只是成为一种“半流体”的状态，随着主轴带动搅拌针沿着焊缝的走向进给，搅拌针不断把已经处于“半流体”状态的材料搅拌到身后，当主轴离开后，这些材料将冷却固化，从而形成一条稳定的焊缝。
大家都知道，以铝合金和镁合金为代表的轻质合金是航空航天器的主要结构材料之一。然而这些轻质合金的可焊性都非常差，传统的各种熔焊工艺都无法从根本上杜绝热裂纹、气孔和夹渣等这些焊接缺陷的产生，需要靠操作者具有非常高超的技术和工艺才能保证焊接质量。并且，熔焊的高温会产生大量热量和有毒的烟气，这对操作者的身体健康也造成了很大的威胁。而搅拌摩擦焊的出现从根本上解决了这一系列问题。 其次，相较于传统熔焊工艺在焊缝附近形成重新铸造形态，搅拌摩擦焊由于主轴会给被焊接的工件部位施加一个很大的压力，所以在焊缝附近得到的是锻造形态，这种锻造形态组织比铸造形态组织致密得多，因而焊接后零件的机械性能也比传统熔焊工艺做出来的好得多。 而搅拌摩擦焊最大的优势体现在其本质是把机械能转化成焊接所需要的热能，所以可以用特定的公式相当准确的计算出焊接热及其引发的工件热变形的量，从而为事前的补偿和事后的纠正提供了几乎不依赖操作者经验的定量的依据，这是任何一种传统焊接工艺都望尘莫及的。
铝合金通用焊接工艺规程
铝合金通用焊接工艺规程 1 使用范围及目的 范围:本规范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范作业，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内的灰尘、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内的氧化膜打磨干净，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小时内没有进行焊接，酸洗部件在72小时内没有进行焊接，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 除外,如焊接垫板的固定),组焊后不能出现图纸要求之外的焊点，部件固定后按图纸要求进行尺寸、平行度、垂直度等项点的自检,自检合格后,根据图纸进行焊接，操作工人必须及时、真实填写操作记录。 2.14 当图纸要求或工艺要求使用焊接垫板时，应将焊接垫板点焊在工件上，点焊应符合焊接质量要求，点焊要求为:焊接垫板小于100mm时，在焊接垫板两端点焊固定，焊接垫板大于100mm时,根据焊接垫板长度点焊均匀分布，间距100mm。 2.15 为了避免腐蚀，铝合金配件存放时不允许直接采用钢或者铜材质的容器存放，不允许将配件直接放置在钢制的工装或地板上。 2.16 对于焊缝质量等级为
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。
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
焊接工艺评定规范
焊接工艺评定规范 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 焊接工艺评定(Welding Procedure Qualification，简称WPQ) 为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。焊接工艺评定是保证质量的重要措施，为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠依据。 目的 1.评定施焊单位是否有能力焊出符合相关国家或行业标准、技术规范所要求的焊接接头; 2.验证施焊单位所拟订的焊接工艺规程(WPS或pWPS)是否正确。 3.为制定正式的焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的技术依据。 意义 焊接工艺是保证焊接质量的重要措施，它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性。通过焊接工艺评定，检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据。 焊接工艺评定应用范围： 1、适用于锅炉，压力容器，压力管道，桥梁，船舶，航空航天，核能以及承重钢结构等钢制设备的制造、安装、检修工作。 2、适用于气焊，焊条电弧焊，钨极氩弧焊，熔化极气体保护焊，埋弧焊，等离子弧焊，电渣焊等焊接方法。评定过程： 1、拟定预备焊接工艺指导书（Preliminary Welding Procedure Specification，简称PWPS) 2、施焊试件和制取试样
3、检验试件和试样 4、测定焊接接头是否满足标准所要求的使用性能 5、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定 工艺评定常规测试 >>外观检测 >>无损探伤 >>拉伸测试 >>弯曲测试 >>冲击测试 >>硬度测试 >>低倍金相测试 >>表面裂纹检测 工艺评定相关标准 评定参考标准： 工艺评定的标准国内标准 SY∕T4103－1995 （相当于API 1104) NB/T47014-2011 《承压设备用焊接工艺评定》 SY∕T0452－2002 《石油输气管道焊接工艺评定方法》（注：供石油，化工工艺评定）JGJ81－2002 《建筑钢结构焊接技术规程》（注：公路桥梁工艺评定可参照执行）GB50236－98 《现场设备，工业管道焊接工程施工及压力管道工艺评定》 《蒸汽锅炉安全技术监察规程（1996）》注：起重行业工艺评定借用此标准 欧洲标准
全套焊接工艺评定表格
焊接方法 焊接材料适用厚度范围评定标准 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 焊接工艺评定报告SMAW J507 焊接工艺评定任务书 焊接工艺评定报告 焊接工艺评定指导书 母材、焊材质证书抄件 无损检测报告 焊后热处理报告 力学和弯曲性能试验报告 焊评施焊记录表 外观和无损检测记录表 力学性能检测记录表 结论7?14 类别、组别号 焊接工艺评定编号 （ PQR02) 焊接工艺规程编号（PWPS02) Q345R Fe-1、Fe-1-2 7mm 焊缝金属 0?14 NB/T47014- 2011 ? > 本评定按_NB/T47014-2011_标准规定，焊接试件，检验试样，测定性能，确认试验记录正确。评定结果：■合格□不合格
焊接工艺评定任务书 表码号：Q/CKED102-2009 共1页第1页 检验项目、评定指标及试样数量
预焊接工艺规程 表码号：Q/CKED026-2009 单位名称： 有限公司 预焊接工艺规程编号： PWPS02 日期：2011.12.18 焊接工艺评定报告编号： PQR02 焊接方法： SMAW 机械化程度（手工、半自功、自动）： 手工 母材： 类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-2 与类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-2 相焊及 标准号 GB713-2008 钢 号 Q345R 与标准号 GB713-2008 钢 号 Q345R 相焊 厚度范围： 母材： 对接焊缝 6-14mm 角焊缝 不限 管子直径、厚度范围： 对接焊缝 / 角焊缝 / 焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 0-14mm 角焊缝 _______ 不限 其他： ■/ ________________________________________ 共2页第
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
铝合金焊接质量控制手册
铝合金焊接质量控制手 册 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
铝合金焊接质量控制手册Quality Control Manual Of Aluminium And Aluminium alloys Welding 编制： 审核： 会签： 批准：
目录 catalog 1前言(f o r e w o r d) (3) 2标准及术语(s t a n d a r d a n d t e c h n i c a l t e r m s) (3) 3职责与权限(r e s p o n s i b i l i t y a n d a u t h o r i t y) (3) 4合同评审及设计评审 (11) (contract and design evaluation) 5分包(s u b c o n t r a c t) (13) 6焊接人员（w e l d e r） (13) 7检验人员（i n s p e c t o r a n d t e s t e r） (14) 8设备及工装（e q u i p m e n t a n d f i x t u r e） (14) 9焊接作业（w e l d i n g o p e r a t i o n） (16) 10母材与焊接材料(b a s e m e t a l a n d w e l d i n g m a t e r i a l) (17) 11储存与搬运(s t o r e a n d h a n d l i n g) (18) 12焊前热处理和焊后热处理 (18) (heat treatment before and after welding) 13焊接相关检验 (18) (relative welding inspection and test) 14不合格品及其纠正 (20) (unqualified products and correction) 15校准(a l i g n m e n t) (20) 16标识及可追溯性(m a r k a n d t r a c e a b i l i t y) (20) 17质量记录(q u a l i t y r e c o r d) (21) 1 前言 本手册对公司铝合金焊接质量控制的有关活动做出了规定，符合DIN6700《轨道车辆及其部件焊接》中的最高级别C1级（安全性高的轨道车辆部件）的有关规定。 本手册是对公司《质量手册》的完善和补充，专门用于描述铝合金焊接质量控制的有关活动，要求各有关单位遵照执行。 本手册适用的产品范围：轨道车辆铝合金车体及其部件焊接。 2 标准及术语 本手册所采用的标准是DIN6700系列标准及其引用的相关标准，本手册所采用的术语与标准中的术语一致，不再赘述。
铝及铝合金焊接工艺参数介绍步骤及注意事项
铝及铝合金的焊接工艺技术参数介绍、方法、步 骤及注意事项 一、为什么MIG焊铝的工艺难题较多 答：MIG焊铝的工艺难题主要有： （1）铝及铝合金的熔点低（纯铝660℃），表面生成高熔点氧化膜（AL2O3 2050℃），容易造成焊接不熔合； （2）低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹； （3）母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔； （4）铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的难度较大； （5）焊接变形较大。 二、铝及铝合金焊接难点 （1）强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约μm。Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。 （2）较大的热导率和比热容铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。 （3）热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。? （4）容易形成气孔形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，
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
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。
铝及铝合金焊接工艺参数介绍步骤及注意事项
铝及铝合金的焊接工艺技术参数介绍、方法、步骤及注意事项MIG焊铝的工艺难题较多一、为什么MIG答：焊 铝的工艺难题主要有：AL2O3 ，（纯铝1）铝及铝合金的熔点低660℃）表面生成高熔点氧化膜（（2050℃），容易造成焊接不熔合；）低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹；（2 （3）母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔； 倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的（4）铝的导热性是钢的3 难度较大；5（）焊接变形较大。二、铝及铝合金焊接难点膜薄，Al2O3（1） 强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约0.1μm厚度约。Al2O3的熔点高达2050倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4焊接时会促使焊缝金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。倍，铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大12（）较大的热导率和比热容焊接铝及铝合金比钢焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。6.5%凝固时的体积收缩率达倍，）热裂纹倾向大（3 线膨胀系数约为钢的2生产中常往往由于过大的内应力而产生热裂纹。左右，因此焊接某些铝合金时，。用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为）容易形成气孔（4 使原来溶0.04ml/100g℃凝固温度时，而在0.7mL/100g，660氢的溶解度突降至，解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔 池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往焊接材料及母材表面氧来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。弧柱气氛中的水分、化膜吸附的水分都是氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。强度降低）接头不等强度铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、（5纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材使接头与母材无法达到等强度。。～～的75%100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%505所以不易（6）焊穿铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变 化，判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。三、铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作？这是防止产生1（）焊前清理清 理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，气孔、夹渣的重要措施。效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的a 化学清洗 焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺，见表。1铝及铝合金的化学清洗法表1
6063铝合金熔炼生产工艺手册
6063铝合金熔炼生产工艺手册 本文由全球铝业网 (https://www.360docs.net/doc/0315557849.html,) 编辑，转载请注明出处，十分感谢！ 一．Al-Mg-Si系合金的基本特点： 6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0.35％，其余杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和 Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示：在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si 越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低，如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg2Si的最大溶解度是1．85％，在 500℃时为1.05％，由此可见，温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1.73)，镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响，由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易得到光亮的表面。 另外，铝型材的挤压温度一般选在480℃左右，因此，合金元素镁硅总量应在1．0％左右，因为在500℃时，Mg2Si在铝中的固溶度只有1．05％，过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入基体，有较多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有多少作用，反而会影响型材表面处理性能，给型材的氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。 2．杂质元素的影响
铝合金焊接工艺
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70C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。 4）拆除定位板时不应损伤母材。拆除后应将残留焊肉打磨至与母
焊接工艺评定、焊接工艺规程实用编制方法
焊接工艺评定、焊接工艺规程的实用编制方法 一、焊接工艺评定的有关概念 二、焊接工艺评定及使用管理程序 三、焊接工艺评定变素及其评定规则 四、如何阅读焊接工艺评定报告 五、如何编制焊接工艺规程 一、焊接工艺评定的有关概念 1、焊接工艺评定的定义和目的 2、消除焊接工艺评定认识上误区： 3、“焊接性能”与“焊接性” 4、“焊接性能试验”与“焊接工艺评定” 5、“焊缝”与“焊接接头” 6、“焊接工艺评定”与“焊工技能考试” 7、焊接工艺评定的基本条件 8、常用焊接工艺评定标准： JB4708－2000《钢制压力容器焊接工艺评定》 GB50236－98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》第4章 劳部发1996[276]号《蒸汽锅炉安全监察规程》附录I JGJ81-2000《建筑钢结构焊接技术规程》第5章 GB128-90《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》附录一 ASME第IX卷《焊接与钎焊》 二、焊接工艺评定及使用管理程序 1、焊接工艺评定程序 （1）焊接工艺评定立项 （2）焊接工艺评定委托 （3）编制焊接工艺指导书（WPI）并批准 （4）评定试板的焊接 （5）评定试板的检验 焊接工艺评定失败，重新修改焊接工艺指导书，重复进行上述程序。
（6）编写焊接工艺评定报告（PQR）并批准 2、焊接工艺评定文件的使用与管理 （1）焊接工艺评定文件的受控登记。 （2）焊接工艺评定的有效版本及换版转换。 （3）每季度编制焊接工艺评定文件的有效版本目录。 （4）保证现场工程和产品的焊接工艺评定的覆盖率为100%。 （5）焊接工艺评定文件作为公司的一项焊接技术储备，属于公司重要技术机密文件，应妥善保管。 三、焊接工艺评定变素及其评定规则 1、焊接工艺评定的主要变素： 试件形式 母材类别 焊接方法 焊接工艺因素 焊后热处理种类及参数 母材厚度 焊缝熔敷金属厚度 四、如何阅读焊接工艺评定报告 1、如何认识焊接工艺评定报告的作用 （1）焊接工艺评定报告的合法性： （2）焊接工艺评定报告的有效性： （3）焊接工艺评定报告及焊接工艺规程的局限性： （4）焊接工艺评定报告是一种必须由企业焊接责任工程师和总工程师签字的重要质保文件，也是技术监督部门和用户代表审核施工企业质保能力的主要依据之一。 2、焊接工艺评定报告与焊接工艺规程的关系 3、阅读焊接工艺评定报告的方法 五、如何编制焊接工艺规程 1、焊接工艺规程的作用 2、焊接工艺规程的基本要求 3、焊接工艺规程的编写应遵循的原则
6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法
6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法 6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。 1 划、擦、碰伤 划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。 1．1 主要原因 ①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤； ②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材； ③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤； ④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤； ⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤； ⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。 1．2 解决办法 ①加强对铸锭质量的控制； ②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺； ③用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤； ④生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材； ⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。 2机械性能不合格 2．1 主要原因 ①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用； ②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能； ③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求； ④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能； ⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。 2．2 解决办法 ①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上； ②强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求； ③加强铸锭的质量管理； ④对铸锭进行均匀化处理； ⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。 3几何尺寸超差 3．1 主要原因 ①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；