铝及铝合金的焊接方法
铝及其合金的焊接
铝及其合金的焊接第一节铝及其合金的类型和特性一、铝及其合金的类型根据铝合金的化学成分和制造工艺可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。
在变形铝合金中又可分为非热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。
非热处理强化铝台金通过加工硬化、固溶强化来提高力学性能。
二、铝及其合金特性特点：与低碳钢相比较，具有密度小，电阻率小，线膨胀系数大(约为低碳钢线膨胀系数的2倍)，导热系数大(铝及其合金熔合区的冷却速度为高强钢熔合区冷却速度的(4～7)倍)、良好的耐蚀性、较高的比强度，优异的低温韧性，但强度低。
抗拉强度一般不超过100MPa，热处理后能达到400 MPa。
1. 纯铝：高耐蚀性、较好的塑性2. 防锈铝：强度中等，塑性和耐蚀性好，焊接性也好，是目前焊接结构中应用最广泛的铝合金。
典型牌号：LF4、LF5铝锰合金：Mn1.0～1.6%。
大于1.6%脆性化合物增加。
LF21铝镁合金：铝镁合金的强度随含镁量的增高而增高，但含镁量增多（大于7%）出现脆性相(Mg2Al3) 使合金的塑性、耐蚀性、特别是抗应力腐蚀性能下降。
Si的存在形成脆性相Mg2Si塑性、耐蚀性下降、Mn加入0.15～0.8%耐蚀性增加，强度提高。
Ti、V加入0.1%左右，能获得细晶粒组织。
3.硬铝：典型牌号LY12，成分Al-Cu-Mg系。
Cu、Si、Mg等元素，形成溶解于铝的化合物，促使合金热处理时强化，耐蚀性差，焊接性不良，热裂倾向大。
4. 超硬铝：LC4 ，成分Al-Zn-Mg-Cu系。
抗拉强度可达588Mpa，塑性较差。
非时效强化铝合金的强度比纯铝高、塑性及耐磨性好，特别是焊接性好，所以广泛用作焊接结构材料。
时效强化铝合金的焊接性较差，焊接时容易出现裂纹，所以在焊接结构中应用较少。
铸造铝合金的铸造性能良好，强度较高，焊接性也较好，其铸造缺陷可以焊补。
第二节铝及其合金的焊接性分析铝及铝合金与黑色金属不同，由于它容易氧化、导热性强、热容量和线膨胀系数大，熔点低及高温强度小等特性，所以给焊接工作带来一些困难。
铝和铝合金扩散焊接
铝和铝合金扩散焊接摘要：一、铝及铝合金概述二、扩散焊接原理三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备2.焊接参数选择3.焊接过程中注意事项四、焊接接头性能分析五、应用实例及优缺点六、发展趋势与展望正文：一、铝及铝合金概述铝及铝合金在我国工业领域具有广泛的应用，其优良的性能如轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等，使其在航空、航天、交通运输、建筑等领域受到青睐。
然而，铝及铝合金的焊接性能相对较差，传统的焊接方法难以获得高质量的焊接接头。
为此，扩散焊接技术应运而生，成为解决这一问题的有效手段。
二、扩散焊接原理扩散焊接是一种固态连接方法，通过高温和压力作用下，使焊接界面两侧的金属原子发生扩散，从而实现连接。
在扩散焊接过程中，焊接参数的选择至关重要，直接影响到焊接接头的质量。
三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备在进行铝和铝合金扩散焊接前，应充分了解焊接材料的性能、焊接接头的使用要求等，以确保选用合适的焊接参数。
此外，还需对焊接表面进行严格清理，去除油污、氧化膜等，以提高焊接质量。
2.焊接参数选择焊接参数主要包括焊接温度、保温时间、焊接压力和冷却速度等。
焊接温度的选择应使焊接界面两侧金属的原子扩散速度达到最佳，一般控制在400-500℃；保温时间要充分保证扩散过程的进行；焊接压力根据焊接件的厚度和性能要求选取，一般为0.5-1.0MPa；冷却速度应适当，过快会导致焊接接头性能下降。
3.焊接过程中注意事项在焊接过程中，应严格控制焊接参数，确保焊接过程中焊接件的变形和裂纹等缺陷。
同时，要注意观察焊接接头的形成情况，及时调整焊接参数，以获得最佳的焊接效果。
四、焊接接头性能分析铝和铝合金扩散焊接接头的性能较好，可以实现无缝连接，提高焊接接头的强度和耐腐蚀性能。
此外，焊接接头的性能还与焊接参数、焊接材料等因素密切相关。
通过合理调整焊接参数和选用合适的焊接材料，可以进一步提高焊接接头的性能。
五、应用实例及优缺点铝和铝合金扩散焊接在航空航天、交通运输、建筑等领域具有广泛的应用。
铝及铝合金的焊接
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（ 4）焊剂 气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可 去除氧化膜。
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5.焊前准备
(1)焊前清理 铝及铝合金焊接时，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。 1）化学清洗 化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理 焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦 洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去 油，用 40℃～70℃的5％～10％NaOH 硝酸溶液洗 3 min～7min(纯铝时间稍长但不超过 20 min)，流动清水 冲洗，接着用室温至 60℃的 30％HNO3 溶液酸洗 1 min～3 min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。
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(3)焊前预热 薄、小铝件一般不用预热，厚度 10 mm～15 mm 时可进行焊前预热，根据不 同类型的铝合金预热温度可为 100℃～ 200℃，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等 加热。预热可使焊件减小变形、减少气 孔等缺陷。
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（4）焊机要求 焊机必须是交流TIG焊机，具有陡降的外特 性和足够的电容量。并且有参数稳定、 调节灵活和安全可靠的使用性能，还应 具有引弧、稳弧和消除直流分量装置， 焊机上电流、电压表应经计量部门鉴定 合格，焊机在使用前，先检查接地是否 完好，冷却水路和气路是否畅通，其各 项功能须确保能正常工作。焊接场所应 保持清洁。 江苏石油勘探局职工培训处
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(2)垫板 铝及铝合金在高温时强度很低，液态铝的 流动性能好，在焊接时焊缝金属容易产生下塌 现象。为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时常 采用垫板来托住熔池及附近金属。垫板可采用 石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。 垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成 型。也可以不加垫板单面焊双面成型，但要求 焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动 反馈控制等先进工艺措施。
铝板焊接方式
铝板焊接方式
铝板焊接可以采用多种方式，以下是一些常见的焊接方式：
1.熔化极氩弧焊：该方法适用于中等厚度和大厚度的铝及铝合金板材的焊接，采
用直流反接。
焊接速度快，焊接接头热影响区和焊件的变形量小，且具有广泛的适用范围。
2.非熔化极氩弧焊：适用于铝及铝合金的焊接，需要掌握机器调节、材料选择以
及铝板焊接的特殊要求。
3.钨极氩弧焊：在氩气保护下施焊，热量集中，稳定性高，适用于在工业中获得
广泛应用。
4.低温钎焊：需要处理表面氧化膜，选择熔点偏低的钎料进行焊接，例如
WEWELDING53低温铝焊条或303的低温铝焊条。
5.激光焊接：这是一种高端的焊接技术，将激光束聚焦在铝板表面，使其快速加
热并熔化。
6.电阻焊：适用于铝合金的点焊，只能用于5mm以下的板材叠焊或Φ10mm
以下的棒材叠焊。
7.摩擦焊：适用于铝合金的搅拌摩擦焊，综合性能良好。
除此之外，还有TIG氩弧焊、MIG/MAG CO2气体保护焊、气焊、红外线焊接和热棒焊等多种方式可供选择。
具体选择哪种方式进行铝板焊接，需要根据实际情况和焊接要求进行综合考虑。
焊接标准(铝和钢)
第一铝材焊接的标准焊接方法：几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。
气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。
气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。
焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。
惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。
铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。
铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。
熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛(氩气或氩/氦混合气) 焊前准备1、焊前清理：铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污;1)化学清洗：化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。
可用浸洗法和擦洗法两种。
可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油，用40℃～70℃的5%～10%NaOH溶液碱洗3 min～7 min(纯铝时间稍长但不超过20 min)，流动清水冲洗，接着用室温至60℃的30%HNO3溶液酸洗1 min～3 min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。
2)机械清理:在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采用机械清理。
先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直接用直径为0.15 mm～0.2 mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。
一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池产生夹渣等缺陷。
另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。
清理后如存放时间过长(如超过24 h)应当重新处理。
2、垫板:铝合金在高温时强度很低，液态铝的流动性能好，在焊接时焊缝金属容易产生下塌现象。
为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时常采用垫板来托住熔池及附近金属。
垫板可采用石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。
垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成型。
铝及铝合金的焊接
铝及铝合金的焊接导言：铝及铝合金是目前工业中广泛应用的材料，其具有轻质、导热性好、耐腐蚀等优点，被广泛用于航空、汽车、建筑等领域。
然而，铝及铝合金的焊接过程相对较为复杂，需要注意焊接技术、焊接参数以及焊接材料的选择等方面的问题。
本文将从这些方面对铝及铝合金的焊接进行探讨。
一、焊接技术1. 熔化极氩弧焊（GTAW）熔化极氩弧焊是铝及铝合金焊接中常用的技术之一。
其特点是焊接过程中产生的热量较小，对基材影响小，焊缝质量较高。
在熔化极氩弧焊中，焊工需要注意控制电弧长度、氩气流量和焊接速度等参数，以确保焊接质量。
2. 金属惰性气体保护焊（MIG）金属惰性气体保护焊是另一种常用的铝及铝合金焊接技术。
在该技术中，焊丝通过喷射的惰性气体（如氩气）进行保护，防止氧气和水蒸气等对焊接过程的干扰。
金属惰性气体保护焊适用于大批量生产，焊接速度快，效率高。
二、焊接参数1. 电弧电流电弧电流是影响焊接质量的重要参数之一。
对于铝及铝合金的焊接，一般需要较大的电弧电流，以确保焊接区域能够达到足够高的温度，从而保证焊缝的质量。
2. 电弧电压电弧电压也是影响焊接质量的重要参数。
过高或过低的电弧电压都会影响焊缝的质量。
过高的电弧电压容易导致熔融过深，过低的电弧电压则容易导致焊缝质量不合格。
3. 焊接速度焊接速度是焊接过程中需要控制的另一个重要参数。
过快的焊接速度会导致焊缝质量不佳，焊接强度降低；过慢的焊接速度则容易导致熔融过深，产生热影响区过大。
三、焊接材料选择1. 焊丝对于铝及铝合金的焊接，一般选择铝合金焊丝作为填充材料。
铝合金焊丝具有良好的流动性和机械性能，可以保证焊缝的质量。
在选择焊丝时，需要根据焊接材料和焊接要求进行合理的选择。
2. 气体保护剂在焊接过程中，需要使用惰性气体对焊接区域进行保护，以防止氧气和水蒸气的干扰。
常用的气体保护剂有纯氩气、氩气和氦气的混合气体等。
选择合适的气体保护剂可以提高焊接质量。
结语：铝及铝合金的焊接是一项复杂而重要的工艺，需要掌握合适的焊接技术、合理的焊接参数以及选择适当的焊接材料。
铝及铝合金管水平固定焊接工艺
铝及铝合金管水平固定焊接工艺摘要：手工交流氩弧焊在铝及铝合金管道焊接中应用较为广泛，解决实际焊接中的容易产生铝的氧化、气孔、热裂纹、塌陷、接头强度不等、焊接接头的耐蚀性性能差等方面因素。
本文着重介绍了手工交流氩弧焊的焊接铝及铝合金管工艺，以及在水平固定管对接焊接中施焊操作技术应用。
关键词：交流氩弧焊；铝及铝合金管；水平固定在国家大众创业万众创新制造强国中，铝及铝合金管的焊接技术在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等应用越来越广泛，化学工业管道的焊接、民用天燃气管道安装和维修也越来越多，尤其是铝合金管在焊接中有难度的焊接操作。
由于铝及铝合金管具有独特的物理、化学性能，焊接容易产生铝的氧化、气孔、热裂纹、塌陷、接头强度不等、焊接接头的耐蚀性性能差等方面因素。
在焊接操作中存在焊缝成形较差、容易焊穿、表面有气孔、有局部裂纹、铝合金管内壁氧化等现象，对焊接质量有很大的影响。
如何克服铝及铝合金管焊接中存在难度和在焊接中容易产生的焊接缺陷，5A06(LF6)铝及铝合金管从三个方面：一方面是从焊接工艺方面铝的氧化、气孔、热裂纹、塌陷、接头强度不等、焊接接头的耐蚀性性能；二方面是从焊接设备选用；三方面是从实际操作时易出现的焊接缺陷解决方法等问题进行浅议。
1.在焊接工艺方面克服铝的氧化、气孔、热裂纹、塌陷、接头强度不等焊接缺陷。
(1)铝的氧化防止铝的氧化就是在焊前必须清除氧化膜；清除氧化膜方法有①机械清理法先用有机溶剂（丙酮或酒精）擦拭表面以除油，然后用细铜丝刷或不锈钢丝刷刷净(金属丝直径不宜大于0.15 mm)，刷到露出金属光泽为止。
另外也可以用刮刀清理。
一般不宜用砂轮打磨，因为砂粒留在金属表面，焊接时会产生缺陷。
②化学清洗法化学清洗效率高，质量稳定，化学清洗法见表3。
表3 5A06铝合金管化学清洗法(2)气孔焊接时，应严格清理，加强保护，选择交流氩弧焊焊接工艺，以防止气孔产生。
(3)热裂纹为了防止热裂纹，焊前应进行预热和选择合适的焊丝成分ER5356。
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是一种常见的金属材料，由于其优异的性能，在工业制造、航空航天、汽车制造等领域得到了广泛的应用。
然而，铝及铝合金的焊接技术却是一个备受关注的问题。
由于铝及铝合金的特殊性质，其焊接方法与普通的钢铁焊接有很大的区别。
本文将就铝及铝合金的焊接方法进行介绍，希望能够为相关领域的从业者提供一些参考和帮助。
首先，我们需要了解铝及铝合金的特性。
铝及铝合金具有低熔点、导热性好、密度小、导电性好等特点，这些特性决定了其在焊接过程中需要特殊的处理方法。
针对铝及铝合金的这些特性，我们需要选择适合的焊接方法，比如氩弧焊、电子束焊、激光焊等。
这些方法能够有效地保证焊接质量和效率。
其次，焊接前的准备工作也是至关重要的。
在进行铝及铝合金的焊接前，需要对焊接材料进行严格的清洁处理，以去除表面的氧化物和杂质，从而保证焊接的质量。
同时，还需要对焊接设备进行调试和检测，确保焊接过程中的稳定性和安全性。
接下来，我们需要选择合适的焊接材料和焊接工艺。
对于铝及铝合金的焊接，我们通常会选择纯铝、铝硅合金、铝镁合金等作为焊接材料，同时根据不同的焊接要求选择合适的焊接工艺，比如直流氩弧焊、交流氩弧焊等。
这些选择都需要根据具体的焊接需求来进行合理的匹配。
最后，焊接后的处理也是不可忽视的。
在铝及铝合金的焊接过程中，由于其特殊的性质，往往会产生一些焊接缺陷，比如气孔、裂纹等。
因此，我们需要对焊接后的材料进行检测和修复，以确保焊接质量和使用安全。
总的来说，铝及铝合金的焊接方法是一个复杂而又重要的技术问题。
只有深入了解其特性，选择合适的焊接方法和工艺，进行严格的准备和处理，才能够保证焊接质量和效果。
希望本文能够为相关领域的从业者提供一些参考和帮助，也希望大家能够在实际的工作中不断探索和总结，不断提高自己的焊接技术水平。
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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。
（6）高温强度和塑性低。
高温时铝的强度和塑性很低，破坏了焊缝金属的成形，有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。
（7）无色彩变化。
铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色变化，使操作者难以掌握加热温度。
铝合金材料焊接的工艺方法：
焊前准备
（1）采用化学或机械方法，严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。
化学清洗是使用碱或酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可除油污，具体工艺过程如下：体积分数为6%～10%的氢氧化钠溶液，在70℃左右浸泡0．5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→干燥。
洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。
机械清理可采用风动或电动铣刀，还可采用刮刀、锉刀等工具，对于较薄的氧化膜也可用0．25mm的铜丝刷打磨清除氧化膜。
清理好后立即施焊，如果放置时间超过4h，应重新清理。
（2）确定装配间隙及定位焊间距
施焊过程中，铝板受热膨胀，致使焊缝坡口间隙减少，焊前装配间隙如果留得太小，焊接过程中就会引起两板的坡口重叠，增加焊后板面不平度和变形量；相反，装配间隙过大，则施焊困难，并有烧穿的可能。
合适的定位焊间距能保证所需的定位焊间隙，因此，选择合适的装配间隙及定位焊间距，是减少变形的一项有效措施。
根据经验，不同板厚对接缝较合理的装配工艺参数如表2。
（3）选择焊接设备
目前市场上焊接产品种类较多，一般情况下宜采用交流钨极氩弧焊（即TIG 焊）。
它是在氩气的保护下，利用钨电极与工件问产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。
该焊机工作时，由于交流电流的极性是在周期性的变换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。
正接的半波期间钨极可以发射足够的电子而又不致于过热，有利于电弧的稳定。
反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面光亮美观、成形良好的焊缝
（4）选择焊丝
一般选用1070纯铝焊丝及4043铝硅焊丝。
（5）选取焊接方法和参数
一般以左焊法进行，焊炬和工件成60°角。
焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，间隙不得大于1mm，以多层焊完成。
壁厚在1．5mm以下时，不开坡口，不留间隙，不加填充丝。
焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm时，应采用直径为3～4mm 的钨极，以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝，以1～2层焊完。