铝合金焊接结构设计要点
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。
3-2铝合金5083焊接工艺要点汇总
力学性能
抗拉强度 σb (MPa)：≥270 条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥110 伸长率 δ 10 (%)：≥20 伸长率 δ 5 (%)：≥12注 ：管材室温纵向力学性能 试样尺寸：所有壁厚
化学成分
铝 Al ：余量 硅 Si ：≤0.40 铜 Cu ：≤0.10 镁 Mg：4.0～4.9 锌 Zn：≤0.25 锰 Mn：0.40～1.0 钛 Ti ：≤0.15 铬 Cr：0.05～0.25 铁 Fe： 0.000～ 0.400
（4）由于铝合金的热膨胀系数约为钢的2倍，相反其弹性模量 却只有钢的1/3，焊件易产生较大的热应力，导致变形及裂 纹。 （5）气孔是焊接5083铝合金过程中常见的缺陷。而氢是铝合 金焊接时产生气孔的主要原因。焊接时，氢的来源有两个方 面：一是弧柱气氛中的水分；二是焊丝及母材表面氧化膜吸 附的水分。为此，焊接铝镁合金时，焊前必须仔细清除坡口 附近的氧化膜，保持焊丝及母材干燥。
（2）焊接材料 铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按具体 要求应使对接接头的抗拉强度、塑性达到规定要求，焊接 接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选 用主要按照下列原则： a）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近； b）铝合金焊丝中的 耐蚀元素（镁、锰、硅等）的含量一般 不低于母材； c）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝 ； d）不要求耐蚀性的高强度铝合金（热处理强化铝合金）可 采用异种成分的焊丝，（注意强度可能低于母材）。
（3）焊前清理 焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污 ，清除质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产 生的倾向和力学性能等。常采用化学清洗和机械清理两种 方法。
参考文献
（1） 1734454.html （2） /qikan/201301/22017.html
铝及铝合金焊接 (2)要点
xx职业技术学院毕业设计（论文）题目铝及铝合金焊接工艺适应性研究系别材料工程系学生姓名xxxx学号**********专业名称焊接技术及自动化指导教师xx2012年12月4日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，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。
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。
铝的重量轻和耐腐蚀是其性能的两大突出特点, 纯铝的密度约为2.7 g/cm3, 仅为铁、铜密度的1/3；铝及铝合金的表面易生成一层致密、牢固的Al2O3保护膜，这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏，因此具有很好的耐大气（包括工业性大气和海洋大气）腐蚀和水腐蚀的能力，能抵抗多数酸和有机物的腐蚀。
采用缓蚀剂，可耐弱碱液腐蚀；采用保护措施，可以提高铝合金的耐蚀性能。
在各种牌号的变形铝及铝合金中，铝锰和铝镁合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优秀的抗蚀性和焊接性能。
铝及铝合金焊接特性氩弧焊绪论有色金属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。
铝合金的点焊
1 绪论 (1)2 铝合金的应用 (2)2.1 铝合金在航空上的应用 (2)2.2 铝合金用作汽车零部件通常具有以下优点 (2)2.3 铝合金在摩托车上的应用 (3)2.4 铝合金在自行车上的应用。
(3)2.5 铝合金在3C产品上的应用 (4)2.6 铝合金在国防工业中的应用 (4)3 铝合金的成分、分类和性能 (5)3.1铝合金的分类 (5)（1）非热处理强化铝合金 (6)（2）铝合金的性能铝合金的物理性能 (8)3.2铝合金的焊接性特点 (9)4 铝合金的点焊 (9)4.1 铝合金点焊条件 (9)4.2 铝合金的表面状态对点焊质量的影响 (9)4.3 铝合金点焊接头的质量要求 (10)4.4 铝合金点焊接头质量的检测方法 (10)4.5 铝合金电阻点焊特点 (11)5 铝合金点焊工艺 (11)5.1 焊接工艺的制定 (11)5.2 铝合金主要点焊缺陷 (13)6 试验材料及方法 (13)6.1 试验材料及方法 (13)6.2 点焊接头主要尺寸的确定 (14)6.3 实验结果与分析 (15)6.4 工艺参数对接头性能的影响 (15)6.4.1 焊接电流 (15)6.4.2 电极压力 (16)6.4.3 焊接时间 (17)6.5 撕裂实验 (18)6.6 点焊接头组织分析 (19)7 结论 (20)参考文献 (21)1 绪论随着现代工业的发展，对工业材料的要求越来越向着质量轻﹑强度高、易加工的方向发展。
由于铝及铝合金材料具有一系列的优良特性，已广泛应用于国民经济的各个领域，成为发展国民经济与提高人民物质生活和文化生活水平的重要基础材料。
近二十年来，我国的铝加工业发展十分迅速，其产量已从1980年不到30万吨，发展到2005年的583.7万吨。
同时，出现了许多的新材料、新技术、新工艺及新设备。
我国已经成为名副其实的铝业大国。
铝和铝合金具有优异的物理性能和力学性能，其密度低、比强度高、热导率高、电导率高，耐蚀能力强，已广泛应用于机械、电力、化工、轻工、航空、航天、铁道、舰船、车辆等工业内的焊接结构产品上，例如飞机、飞船、火箭、导弹、高速铁道机车和车辆、鱼雷和鱼雷快艇、轻型汽车、自行车和赛车、大小化工容器、空调器、热交换器、雷达天线、微波器件等，都采用了铝和铝合金材料，制成各种熔焊、电阻焊、钎焊结构。
铝及铝合金薄板的焊接工艺设计
综合实验论文————铝及铝合金薄板的焊接工艺设计指导教师：郑曙阳姓名：马延帅学号：080301111学院：材料与化工学院二零一一年十一月五日摘要铝及铝合金具有优异的物理特性和力学性能，其密度小，比强度高，热，电导率高，耐腐蚀能力强，被广泛应用于汽车水箱的焊接结构上。
长期以来，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，严重影响了汽车水箱的焊接质量。
本文通过对焊接位置、焊缝坡口、工装、机械加工工艺措施的分析比较，提出了一套符合汽车水箱焊接的工艺方案，较好地解决了存在的问题。
‘关键词：钨极氩弧焊；焊缝质量；目录1.实验材料及试验方法-----------------------------------------------------1 1.1实验材料及焊接参数的选择---------------------------------------11.2金相试样的制备------------------------------------------------------22.试验数据及试验结果-----------------------------------------------------3 2.1金相图及其组织------------------------------------------------------32.2拉伸试验---------------------------------------------------------------53.试验数据分析--------------------------------------------------------------6 3.1力学性能的分析------------------------------------------------------7 3.2金相组织的分析------------------------------------------------------83.3焊接缺陷的分析------------------------------------------------------84.试验结论及建议-----------------------------------------------------------9 4.1实验结论---------------------------------------------------------------94.2建议---------------------------------------------------------------------95.致谢-------------------------------------------------------------------------106.参考文献-----------------------------------------------------------------11引言铝及铝合金具有优异的物理特性和力学性能，其密度小，比强度高，热，电导率高，耐腐蚀能力强，被广泛应用于汽车水箱的焊接结构上。
铝合金焊接工艺
铝合金焊接工艺铝合金焊接工艺铝合金具有重量轻、比强度高、耐腐蚀性好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点，因此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。
然而，铝合金焊接也有几大难点：接头软化严重、表面易产生难熔的氧化膜、容易产生气孔和热裂纹、线膨胀系数大、热导率大。
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。
焊接要求1.生产储存环境和辅助材料使用的要求1.1 生产储存环境温度、湿度的要求铝合金的生产和储存环境必须防尘、防水、干燥。
环境温度通常应控制在5℃以上，湿度控制在70%以下。
焊接环境的湿度不能太高，湿度过高会使焊缝中气孔的产生几率明显增加，影响焊接质量。
应设置挡风板以避免室内穿堂风的影响。
1.2 焊丝及送气软管的使用要求焊材的使用应注意储存。
铝焊丝要与钢焊材分开储存。
焊接完成后，要在焊机中取出焊丝进行密封处理，防止污染。
送气软管最好使用特富龙软管(Teflon)。
1.3 工装的选用铝合金焊接最好选用点接触形式的工装，以减小工装与工件的接触面积。
如果工装对工件是面接触，会带走工件的热量，加速了熔池的凝固，不利于焊缝气孔的排除。
2.焊丝及保护气体的选用2.1 焊丝的选用铝及铝合金焊丝的选用应使对接接头的抗拉强度、塑性达到规定要求。
焊丝的选用主要按照下列原则：纯铝焊丝的纯度一般不低于母材，铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近，铝合金焊丝中的耐蚀元素的含量一般不低于母材。
异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝。
不要求耐蚀性的高强度铝合金可采用异种成分的焊丝，如铝硅合金焊丝SAlSi一1等(注意强度可能低于母材)。
针对5083母材的焊接，建议选择5087/AlMg4.5MnZr焊丝，因为该焊丝具有良好的抗裂性、抗气孔性和强度性能。
在选择焊丝规格时，应优先选择大直径规格的焊丝。
相同重量的焊丝，大规格焊丝的表面积要小很多，因此表面污染较少，氧化区域也较小，焊接质量更容易达到要求。
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。
铝合金结构设计简述
能使得其能很好地满足复杂的建筑造型要求。
3铝合金结构工程设计要点
铝合金具有自重轻、耐腐蚀、加工性能好等特点，但同时也具有弹性模量低、稳定问题突出、焊接工艺复杂、
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2018.03 |
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20|CHINA HOUSING FACILITIES。
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5、关于铝结构的焊接，下列哪些说法正确？ A.坡口角度尽量小； B.应在根部一侧开斜口； C.最好使用根部保护； D.焊接性较好，不需采取特殊措施。
答案：C
6、与结构钢比较铝的优点为： A．更轻，且更加耐腐蚀 B．更高的低温韧性 C．更好的经济性 D．更佳的焊接性 E．无优点
答案：A、B
结构设计及焊接
钢和铝的坡口有区别：
—— 静载时的计算准则焊接铝结构的计算原理上可以与 按DIN18800T1进行的钢结构的计算相比较。但 、母材和 焊缝的许用应力却不一样，必须按不同的标准规程选取。
—— 应该考虑到，焊接时在热影响区的横截面内要产生 强度的降低。焊接结构的热影响区是从焊缝中点及根部 算起向各个方向延伸30mm的区域。 —— 合理的焊接结构设计的一般要求；尽量减小结构或 焊接接头部位的应力集中；尽量减小结构的刚度，以减
答案：A、D
2、如何提高铝合金对接焊缝的疲劳强度 A、 清除铝的氧化皮； B、喷丸处理； C、TIG焊重熔焊缝； D、背面带衬垫焊接
答案：B
3、铝合金的对接接头坡口的制备，下列哪些 说法是正确的？ A、与钢结构的坡口制备相同； B、比钢结构对接接头的坡口角度大； C、因为焊接热扩散较快以及可能引起未熔合 坡口角度必须较大； D、为了使根部熔合良好，钝边下边缘必须要 轻微斜切（反角）。
答案：B、C
—— 非热处理强化的铝合金在焊接状态下的断裂 强度和0.2%屈服强度与供货状态几乎没有区别，
而对一可热处理化铝合金则有明显的差别。非热 处理强化铝合金的 比值大约0.5至0.6之间，在焊
接状态要稍低一些，对于热处理强化铝合金钢在 0.7至0.8之间。 —— 铝合金的断裂延伸率还没有达到EN10025中 普通结构钢的一半（S235）。 —— 焊后接头强度下降。 —— 铝合金基本没有低温脆性问题
铝合金焊接结构复习知识点
设计原则
—— 铝结构的设计，虽然在计算方法上与钢结构基本相 同，但由于其焊接பைடு நூலகம்头性能的特殊性，在接头设计、许 用应力等方面又不同于钢结构。
—— 铝与钢相比重要的区别
比较低的强度；
低弹性模量；
焊接热影响区性能变化大；
挤压型材的成型不可预测性；
有减少轻型结构质量可能性
材料特点
答案：B、C、D
3、铝合金焊接热影响区是从焊缝中点及根部 算起向各个方向延伸； A. 10㎜的区域； B. 20㎜的区域； C. 30㎜的区域； D.40㎜的区域。
答案：C
4、铝合金焊接后和钢相比： A. 焊接接头软化： B.焊接接头硬化； C. 铝合金的延伸率是钢的2倍； D. 铝合金基本没有低温脆性问题。
7、铝合金结构相对钢结构有哪些的优点？ A. 承载能力强 B. 重量轻 C. 更容易制造 D. 无低温脆断的倾向
答案：B、D
8、铝合金结构相对钢结构有哪些的优点？ A. 承载能力强 B. 重量轻 C. 更容易制造 D. 无低温脆断的倾向
答案：B、D
9、电弧焊焊接热处理强化铝合金影响结构的 性能，以下说法正确的是： A、焊接接头的强度只受所使用填充材料的影 响； B、通过焊接的热传导降低了热影响区的强度； C、如果可能焊缝应该布置在结构中应力较小 的区域 D、为了获得较高的焊缝强度必须要保证低的 热输入。
小应力集中和附加应力的影响；不采用过厚的截面；对
于附件或不受力焊缝的设计，应与主焊缝同样重视；焊 缝位置应具有可达性
——便于施焊和焊前现场清理。
挤压型材结构焊接
——焊缝不在最高应力区 ——在轧制型材上已有熔池保护 ——在轧制型材上已有钢性加强 ——仅2种不同的型材
练习题
1、焊接铝合金构件时，对焊缝表面喷丸将有 什么影响； A、提高构件的寿命； B、对铝合金构件无影响； C、对铝合金构件有负面影响； D、提高疲劳强度