铝合金的搅拌摩擦焊DOC
7050铝合金文档

7050铝合金是一种可热处理强化的超硬铝合金材料,熔铸方便,成形性好,具有良好的综合性能。
由于铝合金弧焊时焊缝经常会产生气孔、裂纹、咬边等缺陷,特别是对于热处理强化的超高强铝合金,其弧焊焊接性更差,极易出现热裂纹,严重阻碍了7050铝合金在工业中的应用[1]。
搅拌摩擦焊(FSW)作为一种高效、优质、环保、低成本的新型焊接方法[2]对7xxx系高强铝合金可以进行很好的焊接。
本文选取8mm的7050-T7451铝合金板进行单道对接搅拌摩擦焊实验,并对接头的组织和力学性能进行了分析。
1实验方法焊接试验用材料为8 mm厚的7075-T7451铝合金,搅拌头材料采用H13热作模具钢。
化学腐蚀液为15mlHCl+1mlHF+2.5mlHNO3+95mlH2O;在显微镜OptelicsTMS130下观察焊合区的组织特征;在CSS-44100电子万能试验机上进行拉伸试验;在HX-1000显微硬度计上进行硬度测量。
2实验结果及分析2.1焊接接头的微观组织形貌从图1所示焊接接头横断面的宏观形貌可以看出,接头明显存在四个区域,即中心的焊核区(A区)、焊缝两侧的热机影响区(B区)、热影响区(C区)2524-T3铝合金是目前综合性能较好的飞机蒙皮用铝合金,已广泛应用于B777和A380等新一代民航飞机。
进入21世纪以来,欧美航空制造业就掀起了搅拌摩擦焊飞机结构制造技术研究和应用推广热潮。
美国Lockheed Martin公司和波音公司在C-130J、C-17大型军用运输机货舱地板制造中,率先采用了挤压型材搅拌摩擦焊连接方案。
2009年7月,国内两大飞机制造厂委托我公司进行XX飞机物理样机斜台地板组件及货舱地板组件的搅拌摩擦焊生产制造。
XX飞机是目前我国航空发展史上规模最大、技术难度最高、协作面最广的一项复杂系统工程。
自2007年下半年起,北京赛福斯特技术有限公司便开始致力于该飞机机身蒙皮和地板材料的搅拌摩擦焊技术研究。
科研人员进行了系统的搅拌头设计与工艺开发,开展了多种厚度规格材料的搅拌摩擦焊工艺试验参数优化,经过刻苦攻关与不懈的努力,接连取得突破,成功地实现了1.6mm厚2024-T3、2524-T3 铝合金,3.0mm、3.5mm、4.0mm厚7050-T7451铝合金板材的高质量搅拌摩擦焊对接,接头拉伸强度达到母材强度的90%、接头疲劳性能达到与母材相当的水平。
《AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能和温度场研究》范文

《AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能和温度场研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,铝合金因其轻质、高强度和良好的耐腐蚀性等特性,在航空、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。
AL5754铝合金作为一种常见的铝合金材料,其焊接性能的研究对于提高其应用范围和效率具有重要意义。
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding, FSW)作为一种固相焊接方法,因其工艺简单、热影响区小、焊接接头性能优良等优点,在铝合金的连接中得到了广泛应用。
本文将重点研究AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能和温度场,以期为该材料的焊接工艺优化提供理论依据。
二、搅拌摩擦焊原理及实验方法搅拌摩擦焊是一种通过摩擦热和机械压力实现固相连接的焊接方法。
在搅拌摩擦焊过程中,焊具以一定的速度旋转并沿焊缝移动,使被焊材料发生塑性变形和摩擦热生成,从而实现焊接。
本文采用AL5754铝合金作为研究对象,通过搅拌摩擦焊进行焊接,并对其拉伸性能和温度场进行研究。
实验过程中,首先制备了AL5754铝合金的焊接试样,然后进行搅拌摩擦焊接。
焊接完成后,对焊接接头进行拉伸性能测试和温度场测量。
其中,拉伸性能测试主要包括抗拉强度、屈服强度和延伸率等指标的测定;温度场测量则通过热电偶和红外测温仪等设备进行实时监测。
三、AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能研究通过对AL5754铝合金的搅拌摩擦焊接头进行拉伸性能测试,我们发现,焊接接头的抗拉强度、屈服强度和延伸率等指标均达到了较高的水平。
这表明搅拌摩擦焊在AL5754铝合金的连接中具有良好的适用性。
此外,我们还发现,焊接接头的力学性能与焊接工艺参数密切相关。
适当的焊接速度和焊具旋转速度可以提高焊接接头的力学性能。
而焊接接头的微观组织结构也对力学性能有着重要影响。
因此,在优化AL5754铝合金的搅拌摩擦焊工艺时,需要综合考虑工艺参数和微观组织结构等因素。
四、AL5754铝合金的搅拌摩擦焊温度场研究在搅拌摩擦焊过程中,温度场是影响焊接质量和接头性能的重要因素之一。
《AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能和温度场研究》

《AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能和温度场研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,铝合金因其轻质、耐腐蚀和高强度的特性在汽车制造、航空航天等重要领域得到广泛应用。
其中,AL5754铝合金因具备优秀的成形性能和可焊接性而备受关注。
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)作为一种新型的焊接技术,以其连接强度高、焊接过程环保等优势被广泛运用于铝合金的焊接中。
然而,在AL5754铝合金的搅拌摩擦焊过程中,其拉伸性能和温度场的变化机制仍需进一步研究。
本文将重点研究AL5754铝合金在搅拌摩擦焊过程中的拉伸性能和温度场变化,以期为该合金的焊接工艺优化提供理论支持。
二、实验材料与方法1. 材料选择实验选用AL5754铝合金作为研究对象,其具有良好的塑性和可焊性。
2. 实验方法(1)搅拌摩擦焊接采用先进的搅拌摩擦焊设备对AL5754铝合金进行焊接,记录焊接过程中的工艺参数。
(2)拉伸性能测试对焊接后的试样进行拉伸性能测试,包括抗拉强度、屈服强度和延伸率等。
(3)温度场研究通过热像仪记录焊接过程中的温度变化,分析温度场的分布和变化规律。
三、AL5754铝合金的搅拌摩擦焊拉伸性能研究1. 抗拉强度与屈服强度经过搅拌摩擦焊后,AL5754铝合金的抗拉强度和屈服强度均有所提高。
这主要得益于焊接过程中合金元素的扩散和再结晶现象,使得焊缝区域的晶粒得到细化,从而提高了材料的力学性能。
2. 延伸率虽然抗拉强度和屈服强度有所提高,但AL5754铝合金的延伸率在焊接后有所降低。
这可能是由于焊接过程中产生的热影响区导致局部区域的组织结构发生变化,从而影响了材料的塑性。
四、AL5754铝合金的搅拌摩擦焊温度场研究1. 温度场分布通过热像仪记录的焊接过程中温度变化数据,我们发现AL5754铝合金的焊接温度场呈现出明显的梯度分布。
焊缝区域的温度最高,随着距离焊缝越来越远,温度逐渐降低。
2. 温度场变化规律在搅拌摩擦焊过程中,随着焊接工具的移动,焊缝区域的温度迅速升高并达到峰值。
铝合金搅拌摩擦焊

铝合金搅拌摩擦焊铝合金搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术,采用搅拌摩擦和热成型技术连接铝合金件,具有高强度、高密度、高质量等优点。
它是一种非常适用于铝合金焊接的技术,逐渐在航空、船舶、汽车、工程机械等领域中得到广泛的应用。
一、搅拌摩擦焊的基本原理:搅拌摩擦焊采用的是搅拌摩擦原理,利用搅拌工具在铝合金工件之间产生高温和高压,使铝粉末软化后再强制挤压,形成均匀的金属晶粒和致密的焊缝。
在搅拌摩擦焊的过程中,由于摩擦热和加压的作用,使铝合金接头处的温度升高,铝合金达到了塑化状态,再通过搅拌工具的旋转,将金属元素混合形成熔体,然后通过挤压形成均匀的焊缝。
二、铝合金搅拌摩擦焊的优点:1.高强度:搅拌摩擦焊焊接的铝合金接头具有非常高的强度,其强度甚至可以超过基材强度。
2.高质量:搅拌摩擦焊焊接的铝合金接头中没有焊缝氧化皮,且焊接过程中产生的铈等杂质较少,焊缝的质量比较高。
3.无损:搅拌摩擦焊和传统的焊接不同,它不需要加入任何的填充材料,也不会产生任何的变形和裂纹,无需进行后续的处理和检验。
4.成本低:由于不需要使用任何填充材料和后续处理工艺,因此搅拌摩擦焊的成本较低,操作简单,效果稳定可靠。
三、铝合金搅拌摩擦焊的应用:搅拌摩擦焊技术可以应用于多种铝合金材料的连接,如6XXX系列的铝合金、7XXX系列的铝合金等,其应用范围可以覆盖到航空、船舶、汽车、电力、机械制造等多个行业。
尤其是在空间航空领域中,铝合金搅拌摩擦焊被广泛应用,因为它可以解决传统焊接工艺在航空器外皮焊接中存在的一系列问题。
四、铝合金搅拌摩擦焊的发展趋势:在金属焊接行业,铝合金搅拌摩擦焊越来越得到重视,被认为是一种高新技术,与传统的焊接技术相比较,具备多种优点。
相信未来,随着更多的应用场景开发出来,这种焊接技术将得到更加广泛的应用。
总结:铝合金搅拌摩擦焊是一种新型的焊接技术,它具有高强度、高密度、高质量等优点,能够解决传统焊接技术存在的一系列问题,被广泛应用于航空、船舶、汽车、电力、机械制造等领域。
铝合金搅拌摩擦焊工艺

铝合金搅拌摩擦焊工艺铝合金搅拌摩擦焊是一种先进的焊接技术,具有高效、节能、环保等优点。
本文将详细介绍铝合金搅拌摩擦焊工艺的各个环节,帮助读者更好地了解这一技术。
一、焊接准备在进行铝合金搅拌摩擦焊之前,需要进行充分的焊接准备。
这包括检查工件表面的油污、锈迹等杂质,确保工件表面干净整洁。
同时,需要准备好搅拌头、焊机、夹具等焊接工具,并对工具进行必要的检查和调整。
二、装配铝合金搅拌摩擦焊的装配过程需要严格按照工艺要求进行。
首先,要将工件放置在夹具中,确保工件的位置和角度正确。
然后,根据焊接工艺要求,选择合适的搅拌头,并将其插入到工件中。
在装配过程中,需要保证搅拌头的稳定性和准确性,避免出现偏移或倾斜现象。
三、搅拌头插入搅拌头的插入是铝合金搅拌摩擦焊的关键步骤之一。
在插入过程中,需要控制好搅拌头的插入深度和角度,确保其与工件表面紧密贴合。
同时,要避免搅拌头与工件表面产生过大的摩擦力,以免造成工件表面损伤或搅拌头损坏。
四、搅拌摩擦在进行搅拌摩擦时,需要控制好搅拌头的旋转速度和压力,使焊缝处的材料充分流动和混合。
同时,要控制好焊接温度,避免出现过热或冷却不均匀现象。
在搅拌摩擦过程中,还需要注意搅拌头的磨损情况,及时更换磨损严重的搅拌头。
五、焊接过程控制铝合金搅拌摩擦焊的过程控制是保证焊接质量的关键。
在焊接过程中,需要实时监测焊接温度、压力、旋转速度等参数,并根据实际情况进行调整。
同时,要严格控制焊接时间,确保焊缝处的材料充分熔化和混合。
在焊接过程中,还需要注意防止外部因素对焊接质量的影响,如振动、污染等。
六、焊后处理铝合金搅拌摩擦焊完成后,需要进行必要的焊后处理。
这包括对焊缝进行冷却、去除焊渣、对焊缝进行修整等。
在冷却过程中,要控制好冷却时间和方式,避免出现裂纹等现象。
同时,需要去除焊缝表面的焊渣和氧化物,修整焊缝的形状和尺寸,使其符合工艺要求。
七、质量检测质量检测是保证铝合金搅拌摩擦焊接质量的必要环节。
检测内容包括外观检测、无损检测、力学性能检测等。
铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用

铝合金搅拌摩擦焊技术研究及应用铝合金搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保的焊接方法,在航空航天、交通运输、轻工制造等领域具有广泛应用前景。
本文将从工艺原理、研究进展、优势与挑战等方面进行分析,全面介绍铝合金搅拌摩擦焊技术的研究及应用。
搅拌摩擦焊是一种非传统焊接方法,它将工件接头通过旋转和外力压合的方式进行连接,并在摩擦热量和塑性变形的作用下实现焊接。
铝合金在搅拌摩擦焊过程中,由于高温和塑性变形,形成了均匀的焊接区域,焊缝强度和密封性良好。
与传统的焊接方法相比,铝合金搅拌摩擦焊具有以下几个优点:首先,搅拌摩擦焊无需外加焊接材料,避免了常规焊接中的焊剂使用和气体保护等问题。
这降低了成本,同时减少了环境污染。
其次,搅拌摩擦焊具有较高的焊接速度和效率。
焊接头变形均匀,焊接时间短,适用于大面积或长尺寸工件的焊接。
第三,搅拌摩擦焊对铝合金的应变硬化效应较小,减少了焊接区域的硬化现象,提高了焊缝的塑性和可靠性。
铝合金搅拌摩擦焊技术的研究进展日益丰富。
首先,针对不同铝合金材料和焊接条件,研究者通过调整焊接参数和其他工艺控制手段,优化焊接质量和性能。
例如,通过控制转速、下压力、摩擦时间等参数,可以实现理想的焊接接合。
同时,研究者还对焊接头几何形状、初始材料状态等因素进行改善和控制,提高焊接接合的可靠性。
其次,近年来,通过引入其他技术手段,如电流、激光、超声等,与搅拌摩擦焊相结合,可以进一步提高焊接接合的强度和质量。
例如,搅拌摩擦挤压焊技术将搅拌摩擦焊与挤压焊结合,对铝合金零件进行焊接加工,获得了良好的焊接接合。
此外,铝合金搅拌摩擦焊技术在实际应用中也取得了广泛成功。
在航空航天领域,搅拌摩擦焊被用于连接飞机结构件、涡轮叶片等零部件,取得了良好的焊接接合效果。
在交通运输领域,搅拌摩擦焊被广泛应用于铁路和汽车制造中。
在轻工制造领域,搅拌摩擦焊技术也被广泛应用于电子设备、电池等领域的制造。
然而,铝合金搅拌摩擦焊技术仍面临一些挑战。
ISO25239-4搅拌摩擦焊-铝合金:焊接工艺规程及评定电子教案

搅拌摩擦焊一铝合金一第四部分:焊接工艺规程及评定1范围ISO 25239 +的本部分规定了阴及铝合金搅拌摩擦焊(对)的焊接L艺观程及评定的要求.此标准中,术语样偌”指的是瘩及其合金。
ISO 25239中的此部分不适用于搅拌摩擦点焊,注*辅助要求、材料或制造条fl凹以进行比ISO 25239中规定要求更全面的测试占2参考标准下列标准是本标准应用过程中不可或缺的部分.注明日期的参考标准’只引用该版本* 未注明日期的参芍标准,以最新版本〔包括修订版)为由抵ISO 209.铝及铝合金-化学成分ISO S57-1,焊接和相关工艺-术语-第1部分;金属焊按匚艺ISO2W7.铝及铝合金-锻造产品-锻造设计ISO 3]34 (所有部分),轻金属及其合金术语和定义ISO 4136,金底材料焊接的硼邱性试验-横向拉伸试验ISO 5173,金属材料焊接的破坏性试验-弯曲试验ISO 6520-1,焊接利相关1.艺-金属材料中几何城陷的分类-第1部分:燃焊ISO 9017,金属材料焊接的破坏性试验-断裂试验ISO L0042,焊接-铝及其合金的电瓠焊接接头-缺陷质量等级ISO 13916,焊接预热温度、侦间温度及预热锥持温度的测精指南[SO 14175,焊接材料-电弧焊接与切割用保护气体[SO 15607:2003.金属材料焊接工艺规程及评定一般原蛔[SO 15613,金属材料焊接工艺规程及评定-基于预牛产焊接试验的评定ISO 15611 2,金腐材料焊接「艺规程及评定书接工艺评定试法第2部分:铝及铝合金电弧岸接ISO 17637,焊缝外观检验-慵化焊接头的外观检睑ISO 17639,金属材料怦缝破坏性试验■焊缝宏戏和微观检脸ISO/ TR 17671-1焊接-金属材利焊接的建议-第1部分:孤焊通用指南ISO 25239-1:201b搅持•摩擦焊-铝-第1部分:术语TSO 25239-5:20IE搅拌摩擦焊-铝-第5部分t质量检骑段求ISO 80000-1:2009,最纲和单位第1部分:总则3术语及定义ISO 209-L, ISO 857-1, ISO 3134,150 6520 b ISO 1004% ISO 15607, ISO 15613*ISO 15614-2, ISO/ PR 17671-1和ISO 252的T中的术语及定义适用于本交件-4符号及纯写术倍焊接工艺规程的符号和缩写术语参考ISO 15607: 2003表L5埠接应用及工艺规程5, 1概述焊接生产前应进行焊接工艺验证.生产商应利用以往产品的经脍和焊接技术上的基本知识,做好适用于实际生产的预焊接工艺规程(pWPS). ”pWP冏作为建立焊橙T艺评定报告(WPQR)的基础来进行删试.测试方法按照第6条。
《3003铝合金搅拌摩擦焊组织与性能研究》范文

《3003铝合金搅拌摩擦焊组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。
其中,3003铝合金因其良好的加工性能和中等强度成为了研究的热点。
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)作为一种固相连接技术,因其连接质量高、变形小等优点被广泛应用于铝合金的连接。
本文以3003铝合金为研究对象,对其搅拌摩擦焊接的组织与性能进行了深入研究。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所采用的3003铝合金具有良好的塑性和加工性能,常用于制造各种结构件。
该合金的化学成分包括铝、锰、镁等元素。
2. 实验方法(1)搅拌摩擦焊接实验:采用不同的焊接参数进行搅拌摩擦焊接实验,包括焊接速度、旋转速度等。
(2)组织观察:通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对焊接接头的组织进行观察。
(3)性能测试:测试焊接接头的力学性能,包括拉伸性能、硬度等。
同时,对焊接接头的耐腐蚀性能进行评估。
三、搅拌摩擦焊组织研究1. 宏观组织观察通过金相显微镜观察焊接接头的宏观组织,可以发现焊接接头由焊核区、热机影响区和母材区组成。
焊核区为均匀的细晶区,热机影响区为部分再结晶区,母材区保持原始的组织形态。
2. 微观组织分析通过SEM和TEM观察发现,焊核区的晶粒得到了显著的细化,且晶界清晰。
在热机影响区,部分晶粒发生了再结晶,晶界处有细小的第二相颗粒析出。
这些第二相颗粒对提高焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能具有重要作用。
四、性能研究1. 力学性能通过拉伸实验发现,3003铝合金搅拌摩擦焊接接头的抗拉强度与母材相近,断裂主要发生在热机影响区或母材区。
此外,焊接接头的延伸率和冲击韧性也表现出较好的性能。
2. 硬度焊接接头的硬度分布呈现出一定的梯度变化,焊核区的硬度最高,热机影响区次之,母材区最低。
这种硬度分布有利于提高焊接接头的耐磨性和抗疲劳性能。
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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AbstractAluminum 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目录摘要 (1)英文摘要 (2)第一章铝的特点 (4)1.铝的焊接特点 (4)2.铝及铝合金的焊接方法 (5)第二章搅拌摩擦焊接 (7)1.搅拌摩擦焊接原理 (8)2.搅拌摩擦焊接方法 (8)3.搅拌头与搅拌摩擦焊设备 (9)4.搅拌摩擦焊特点 (11)第三章铝合金的搅拌摩擦焊 (14)1.铝合金的搅拌摩擦焊接工艺 (14)2.铝合金常用焊接规范 (19)3.铝合金搅拌摩擦焊接接头性能 (20)4.搅拌摩擦焊缺陷及预防方法 (22)第四章搅拌摩擦焊的应用及前景 (25)1.铝合金搅拌摩擦焊的应用现状 (25)2.铝合金搅拌摩擦焊的发展趋势 (27)第五章总结 (28)参考文献 (29)第一章铝的特点1、铝的焊接特点(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)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。
(7)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、铝及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。
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。
(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。
(5)电阻点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。