铝及铝合金焊接工艺适应性研究
7075 高强铝合金 TIG 焊接工艺的研究

7075 高强铝合金 TIG 焊接工艺的研究摘要:7 系铝合金作为可热处理强化铝合金,随着轻量化发展和对焊接质量要求的提高,以传统熔焊方法 TIG 降低铝合金焊接过程热烈纹敏感、合金元素烧损和接头软化现象成为主要研究方向。
通过 7075 铝合金和 ER5356 氩弧焊焊丝进行手工 TIG 焊接工艺性试验,力求为 7 系高强铝合金接头质量提供试验依据和工艺参数。
关键词:7075 铝合金;TIG 焊接;金相组织;焊接接头7 系铝合金是以Zn 为主要强化元素的铝合金,属于可热处理强化铝合金,其强度可高达400~800MPa,被广泛应用于航空航天、国防军工、轨道交通等领域 [1 ? 3]。
7 系铝合金包括Al-Zn-Mg 系和 Al-Zn-Mg- Cu 系两类合金。
其中 Al-Zn-Mg 系合金具有中等强度,有一定应力腐蚀倾向,焊接性良好,称为中高强可焊铝合金,如 7005 等。
而 Al- Zn-Mg-Cu 系合金由于 Cu的加入,强度和抗应力腐蚀性能均得到提高,但焊接性能下降,一般称为超高强难焊铝合金,如 7075、7050 等。
作为熔焊方法之一的 TIG 具有电弧稳定,焊缝成形美观、焊接操作灵活性强巧等优点,在典型窄间隙或薄板类焊接有着广泛的应用 , 特别适用于铝合金的表面修复和设备的焊接检修,有着不可替代的作用,如何克服铝合金熔焊过程中存在热裂敏感、合金元素烧损、接头软化的现象成为主要的研究方向之一。
本文以某一型号产品开发过程中所用高强铝合金 7075 为焊接材料进行TIG 焊接工艺性试验分析,选取ER5356φ2.5mm 氩弧焊焊丝进行焊接工艺性试验,着重解决焊接过程中出现的热裂纹、气孔、夹钨等影响焊接接头综合力学性能的因素。
为提高 7 系高强铝合金接头质量提供试验依据和工艺参数。
一、实验方案与方法1.焊接方法焊前用不锈钢丝刷对焊件表面行机械清理,焊缝周围 20mm 范围内去除表面氧化膜,并用丙酮去除表面油污。
对几种铝合金焊接工艺的研究

科学 与财富
Hale Waihona Puke 对几 种铝合 金焊 接工艺 的研 究
彭 殿 国
( 哈尔滨工业大学动 力维 修中心供暖 部) 摘 要: 近年来 , 我 国科学技术 以及工业 经济得到迅猛的发展 , 对于铝合金焊接 结构件的需求也就越来越大 , 因此 , 我们有必要对铝合金 的焊接性 进 行 深入研 究。 铝合金 由于具有易成型、 焊接性好等优点而受到业界人士 的广泛关注 , 它的广泛应用在很大程度上促进 了铝合金焊接技术的发展, 也就拓 宽 了铝 合 金 的应 用 领 域 。本 文 对 几种 铝 合 金 焊 接 工 艺 进 行 深 入 研 究 , 以供大家参考。 关键 词: 铝合金; 焊接工艺; 电子 束 焊
含 量 降低 接 近 一 半 , 从 而焊 缝 塑 性 、 韧 性大 大 提 高 电子束 可控 性 好 , 可 以方 便 地 进行 扫 描 、 偏转 、 跟踪等 , 易 于焊 接 过 程 的 自动 化 , 并 且 通 过 电 子束 扫 描
、
在铝合金焊接工艺 中, 搅拌摩擦焊接工艺 的工作 原理也就是: 首先 , 采 用一种特殊形式 的搅拌头 , 再将其插入到需要焊接 的部位 , 其次, 开启设备 使搅拌头高速旋转, 并与铝合金发生摩擦 , 此时摩擦的部位就会呈现热塑性
二、 激 光 焊 接 工 艺
熔池可以消除缺 陷, 提高接头质量。 电子束焊接获得优 良的焊缝 的最有效方法是焊接过程 中同时对刚刚焊 过的焊缝进行扫描 。 回扫间距决定晶粒细化的可控程度, 凝固组织可 由粗大 的柱状晶转化为细小等轴 晶。 对AI M【 g o . 4 S i l . 2 合金进行扫描焊接与无扫描焊 接相 比, 晶体主轴长度减 少到无 扫描焊接时的I / 5 ; 焊缝硬度提高8 0 %, 接 近 母材水平。 铝 合金焊缝金属晶粒细化程度对接头性能有重要影响 。 采用具有 回扫运动 的电子束扫描焊接, 可减 少合金元 素的损 失, 细化焊缝组 织, 使之 变为细小的等轴 晶, 并提高硬度 。对于 已经成核生长的晶体 , 如果电子束扫 描间距过小在 电子束扫描时产生重熔,但 导致 电子束回扫细化 晶粒的作用 减弱。 铝合金电子束焊时对 电子束流非常敏感,尤其是对于大厚度铝合金板 焊接时, 电子束流小时不能焊透 , 大时产生下塌 , 出现凹坑 。 铝合金 电子束焊 接 的另外一个难 点是 焊接气 孔 。铝合金表面 的氧化膜 主要成分是A 】 o 和 Mg O, 容易吸 收大量 的水分是铝合金焊缝中气 孔的主要来源 。铝合金表面 氧化膜比重接近基体, 容易进入焊缝产生夹 杂、 气孔。尤其是防锈铝合金电 子束焊, 气孔问题较为严重。传统T I G 焊铝合金时通常采用大的热输入量并 在较低的焊接速度下进行焊接 , 促使氢从熔池 中逸 出, 而 电子束焊接铝合金 时速度快, 热输入量小 , 氢来不及从熔池中逸出, 容易形成气孔。 通常 电子束 焊铝合金采用表面下聚焦和较 窄的焊缝 以及扫描重熔的方法来防止气孔的 产生。另外, 电子束焊接要求在真空条件下进行, 所以对铝合金大型结构件 施焊 困难 。电子束 易受周 围环境电磁场 的影响, 设备 比较 复杂 , 费用 比较昂 贵, 所 以还没有达到大规模工业化生产 。
铝及铝合金焊接工艺的研究

威海职业学院毕业论文毕业论文题目:铝及铝合金焊接工艺的研究系部船舶工程系专业焊接技术及自动化班级焊接一班学生姓名孙延峰学号20091403021指导教师殷圆林2011年10 月15日威海职业学院毕业论文任务书系部:船舶工程系专业:焊接技术及自动化学生姓名:孙延峰学号: 20091403021论文题目:铝及铝合金焊接工艺的研究起迄日期:2011年10月10日~ 12月10日指导教师: 殷圆林发任务书日期: 2011 年10月15 日摘要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。
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[2]。
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。
SummaryAluminum alloy has the good corrosion resistance, high strength and thermal conductivity than in low temperature and maintaining good mechanical properties, characteristics in aerospace, automotive, electrical, chemical industry, transportation, national defense, and other industrial department is widely used. Master of the aluminum alloy welding sex characteristics, welding operation technology, joint quality and performance, defect formation and the prevention measures, such as to correct formulation aluminum alloy welding technology, obtain good joint performance and expand the application range of the aluminum alloy has the very vital significance. Aluminum light weight and corrosion resistance is the performance of the two outstanding characteristics, the density of pure aluminum about 2.7 g/cm3, only a third of the iron, copper density; Aluminum and aluminum alloy surface into a layer of dense, effectively firm Al2O3 protective film, the protective coating only in halogen ion or alkali ions under the action of the fierce will destroyed, so has the very good resistance to atmospheric (including industrial atmosphere and ocean air) corrosion and corrosion, capable of water resistant to most of organic acid and corrosion [2]. Thecorrosion inhibitor, weak alkali corrosion resistance; The protection measures, and may improve the aluminum alloy corrosion resistant performance. In the various brands of deformation in aluminum, aluminum aluminum and magnesium alloy aluminum manganese and stainless aluminum alloy, heat treatment, can't belong to strengthen, but than pure aluminum high strength and excellent corrosion resistance and welding properties.目录1.1 铝合金的分类、成分和性能…………………………………………………1.2 铝合金的焊接性特点………………………………………………………2 铝合金的焊接方法和材料选用…………………………………………………2.1 铝合金的焊接方法……………………………………………………………2.2 铝用焊接材料…………………………………………………………………3 铝合金焊接工艺…………………………………………………………………3.1 铝合金的气焊…………………………………………………………………3.2 铝合金的钨极氩弧焊(TIG焊)……………………………………………4铸件补焊工艺……………………………………………………………4.1 铸件常规补焊工艺……………………………………………………………5 铝和铝合金的焊接实例……………………………………………………6结束语……………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………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。
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。
铝合金焊接技术和应用研究

铝合金焊接技术和应用研究铝合金是一种广泛应用于工业领域的材料。
铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。
铝合金的焊接技术也随着使用领域的不断扩大而得到了更多的研究和应用。
一、铝合金焊接技术概述铝合金焊接技术主要包括氩弧焊、TIG焊、MIG焊、激光焊等不同种类。
其中,氩弧焊是目前应用最为广泛的一种焊接技术。
氩弧焊具有焊缝质量好、成本低等优点,可用于航空、航天、汽车等领域的铝合金结构件的焊接。
TIG焊是一种适用于薄壁铝合金材料的焊接技术。
TIG焊具有功率控制、热输入量小、焊接速度快等优点,在航空、电子等领域得到广泛应用。
MIG焊是近年来发展起来的一种新型铝合金焊接技术。
MIG焊具有焊缝良好、成本低等优点,在汽车、电子、造船等领域的铝合金焊接中得到了广泛应用。
激光焊是一种适用于高要求、高精度、高效率的铝合金焊接技术。
激光焊是一种非接触式焊接技术,具有热影响区小、精度高、速度快等优点。
目前,激光焊用于航空、航天、汽车、电子等领域的高精度铝合金焊接中。
二、铝合金焊接技术的应用研究在航空领域,铝合金结构件的焊接质量直接关系到航空器的飞行安全。
目前,航空领域广泛应用TIG焊和高能激光焊技术。
高能激光焊具有焊缝几乎无顶部缺陷、堆焊率高等优点,是目前最为理想的航空领域铝合金结构件的焊接技术。
在汽车领域,铝合金的轻量化特性得到广泛应用。
铝合金车身结构件的焊接技术是汽车工业发展的重要技术之一。
目前,汽车领域广泛应用MIG焊、TIG焊和激光焊技术。
相较于氩弧焊来说,MIG焊和TIG焊在铝合金车身结构件的焊接中具有更好的适应性和焊缝品质。
在电子领域,铝合金是电子外壳的常用材料。
铝合金外壳的焊接技术直接关系到电子设备的密封性和机械强度。
目前,电子领域广泛应用TIG焊、激光焊技术。
相较于TIG焊来说,激光焊具有焊缝更细、威胁成像性好等优点,更适用于电子外壳的高密度、高精度焊接。
三、铝合金焊接技术的未来发展趋势随着新材料、新工艺的不断涌现,铝合金焊接技术也将不断发展。
关于铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究

关于铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究摘要:目前,铝合金材料无论是在建筑还是在工业生产等领域中,得到了全面的应用。
但是在铝合金焊接性能的方面存在着一定的问题,特别是铝合金焊接接头性能方面,经常在焊接后,接头出现气孔以及裂纹等问题,这也对铝合金材料的使用造成了一种阻碍,特别是在高铁列车以及一些铝合金金属车体焊接中,其质量难以得到保障。
因此,本文通过对关于铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究进行研究,主要就是为了能够提高铝合金焊接质量,保障焊接接头不会出现任何质量问题。
关键词:铝合金;焊接性能;焊接接头性能前言:铝合金在具备着一定的导热性能,而且具备着一定的化学活泼性能,但是由于氧化膜密度较低,导致铝合金材料在焊接的过程中,经常会出现质量不过关情况,为了促使铝合金能够更好地进行使用,在对铝合金焊接问题进行全面处理的过程中,不仅要保障铝合金的焊接质量,还需要提高铝合金的焊接性能,从而对整个焊接基础进行全面优化,对焊接全过程进行全面处理。
因此,本文所研究的内容,对关于铝合金焊接性能及焊接接头性能的研究具有重要意义。
一、铝合金焊接性能及焊接接头性能所存在的主要问题(1)高温强度低由于金属材料在焊接的过程中,主要是以高温为主,超出材料熔点,从而对铝合金材料进行焊接,但是铝合金材料由于合金中所含有的铝含量存在着一定的不同,导致铝合金的熔点也存在着一定的不同,但大部分铝合金熔点度为600℃,而且一般铝合金的熔点相对于其他金属材料的熔点度相对较高,但是在金属焊接的过程中,铝合金材料由于塑性影响,会导致铝合金强度迅速降低,这也导致铝合金材料在焊接的过程中,难以支撑金属液体,导致在焊接的过程中,经常会出现铝合金材料出现烧穿等问题,甚至会出现塌陷问题。
(2)氧化能力强由于铝质金属材料具有一定的氧亲和力,如果长期地与空气进行接触,材料自身就会出现氧化铝薄膜,不过这种薄膜是具备一定密度的,而且熔点相对较高,甚至会超出2000℃,如果未能够对铝合金材料进行处理,直接进行焊接,那么铝合金材料则难以与其余金属材料之间进行连接,焊接接头部位也会出现氧化铝残渣,从而在接头位置出现大量地气孔。
铝合金MIG焊接工艺研究及应用论文

试论铝合金MIG焊接工艺研究及应用【摘要】文章对铝合金mig焊接工艺进行了研究【关键词】铝合金;mig序言高强铝合金具有很高的室温强度及良好的高温和超低温性能,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。
目前常用于铝合金连接的主要焊接方法有:交流钨极氩弧焊(tig)和直流反极性熔化极气体保护焊(mig)。
tig焊由于采用交流电,钨极烧损严重,限制了所使用的焊接电流,而且此法熔深能力弱,因此只适用于薄件铝合金的焊接。
mig焊包括连续电流焊接和脉冲电流焊接。
mig焊时,焊丝做为阳极,可采用比tig焊更大的焊接电流,电弧功率大,焊接效率高,故特别适合于中厚板铝合金的焊接。
实验研究发现,在铝合金mig焊时,脉冲电流焊接优于连续电流焊接,它提高了铝合金焊缝金属的强度、塑性和疲劳寿命。
为进一步提高电弧的稳定性、改善焊缝成形和增加熔深以及厚板铝合金的高效焊接,近几年国外发展了单丝复合脉冲mig焊和双丝tandem mig焊方法,本文针对30mm厚的7a52中厚板高强铝合金,进行了单丝单脉冲、复合脉冲和双丝tandem mig焊工艺的研究,并应用于生产中。
1 tandem双丝焊和单丝复合脉冲mig焊原理tandem双丝焊是将两根焊丝按一定角度放在一个特别设计的焊枪里,两根焊丝分别由各自独立的电源供电。
除送丝速度可以不同外,其它参数,如:焊丝的材质、直径、是否加脉冲等都可彼此独立设定,从而保证了电弧工作在最佳状态。
与其它双丝焊技术相比,由于两根焊丝的电弧是在同一熔池中燃烧,提高了总的焊接电流,因此提高了熔敷效率和焊接速度。
同时由于两根焊丝交替送进同一熔池,对熔池具有搅拌作用,而降低了气孔敏感性,改善了焊缝质量。
1.1 同频率同相位的(适合焊接钢)1.2 同频率相位差180度(适合焊接铝)1.3 不同频率相位任意(适合焊接钢)单丝复合脉冲焊接工艺是采用一个低频的协调脉冲对另一个高频脉冲的峰值和时间进行调制,使脉冲的强度在强、弱之间低频周期性切换,得到周期性变化的强弱脉冲群。
《铝镁系合金强韧性能及焊接性能研究》范文

《铝镁系合金强韧性能及焊接性能研究》篇一一、引言铝镁系合金作为一种轻质高强度的金属材料,因其良好的机械性能、耐腐蚀性以及加工性,被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
本文旨在研究铝镁系合金的强韧性能及焊接性能,为该类合金的进一步应用提供理论支持。
二、铝镁系合金的强韧性能研究1. 合金成分对强韧性能的影响铝镁系合金的强韧性能主要取决于其合金成分。
镁元素的添加可以显著提高铝合金的强度和韧性。
此外,合金中其他元素的含量也会对强韧性能产生影响。
例如,铜、锰等元素的添加可以进一步提高合金的强度,而锌元素的添加则可以改善合金的耐腐蚀性。
2. 热处理工艺对强韧性能的影响热处理工艺是提高铝镁系合金强韧性能的重要手段。
通过固溶处理、时效处理等工艺,可以使得合金中的元素充分溶解、析出,从而提高合金的强度和韧性。
此外,热处理工艺还可以改善合金的微观组织结构,提高其耐腐蚀性和耐磨性。
三、铝镁系合金的焊接性能研究1. 焊接方法及工艺参数的选择铝镁系合金的焊接主要采用熔化焊、压力焊和钎焊等方法。
针对不同的合金成分和厚度,需要选择合适的焊接方法和工艺参数。
在焊接过程中,应控制好焊接速度、电流、电压等参数,以保证焊缝的质量。
2. 焊缝的强韧性能及耐腐蚀性铝镁系合金焊缝的强韧性能和耐腐蚀性是评价焊接性能的重要指标。
研究表明,通过合理的焊接工艺和热处理工艺,可以使得焊缝的强度和韧性达到甚至超过母材的水平。
同时,焊缝的耐腐蚀性也可以通过合理的合金成分设计和表面处理来提高。
四、实验研究及结果分析为研究铝镁系合金的强韧性能及焊接性能,我们进行了以下实验:首先,制备了不同成分的铝镁系合金试样,并通过拉伸试验、冲击试验和硬度试验等方法测试其强韧性能;其次,采用不同的焊接方法和工艺参数对合金进行焊接,并对焊缝的质量和性能进行评估。
实验结果表明,铝镁系合金具有良好的强韧性能和焊接性能。
通过合理的合金成分设计和热处理工艺,可以进一步提高其强韧性能和耐腐蚀性。
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铝及铝合金焊接工艺适应性研究
发表时间:2018-01-23T11:27:39.883Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第24期作者:康荣军李增胜[导读] 铝合金由于重量轻,比强度高,耐腐性性能好,无磁性,成型好等诸多的特点被广泛的应用在各种焊接结果产品中。
山东德建建筑科技股份有限公司山东省德州市 253000 摘要:铝合金是工业中应用比较广泛的一类有色金属结构材料,在航空,航天,汽车,机械制造,船舶和化学领域都有广泛的应用。
随着科技的进步和工业经济飞速的发展,对于铝合金焊接构件的需求日益增多,使得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成为了当今热门的研究方向。
关键词:铝铝合金焊接工艺研究
铝合金由于重量轻,比强度高,耐腐性性能好,无磁性,成型好等诸多的特点被广泛的应用在各种焊接结果产品中。
因此如何提高铝合金焊接的生存率和焊接质量,减少焊接缺陷存在的高效焊接方法成为了实际生产的迫切要求。
1铝合金的分类
铝合金可以分为变形铝合金(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。
’ 2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,不能通过相变来细化晶粒。
3铝合金的焊接难点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,这成为了阻碍铝合金应用的最大的障碍;(2)铝合金焊接容易产生气孔;(3)铝合金焊接易产生热裂纹;(4)铝合金表面容易产生难熔的氧化膜,这就需要采用大功率密度的焊接工艺。
(5)铝合金膨胀系数大,易产生焊接变形;(6)铝合金热导率大(约为钢的4被),相同焊接速度小,热输入要比焊接钢材大2~4倍。
4铝合金的焊接工艺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)4.1铝合金的钨极氩弧焊(TIG)铝合金的钨极氩弧焊也可以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溶化待焊处,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。
4.2铝合金的熔化氩弧焊(MIG)铝合金的熔化极氩弧焊也称为熔化极惰性气体保护电弧焊,电弧是在惰性气体保护中的焊件和铝及铝合金焊丝之间形成,焊丝作为电极及填充金属。
由于焊丝作为电极,可以采用高密度电流,因而母材熔深大,填充金属熔敷速度快,焊接生产率高。
4.3铝合金的激光焊
铝及铝合金激光焊接技术是近十年来发展比较快的技术,相对与传统的焊接工艺相比,它具有功能强,可靠性高,无需真空条件及效率高等特点。
其功率密度大,热输入总量低,同等热输入量熔深大,热影响区小,焊接变形小,速度高,一遇工业自动化等特点,特别是对热处理铝合金有较大的应用优势。
可提高加工速度并极大地降低热输入,从而可提高生产效率,改善焊接质量。
在焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光熔焊时形成深度的匙孔效应,则可以得到实现。
4.4铝合金的搅拌摩擦焊(FSW)
FSW是有锥形指棒伸入工件的焊缝处,通过搅拌头的高速旋转,使得与焊接工件材料摩擦,从而使连接部位的材料温度升高软化,同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接。
4.5铝合金的电子束焊接
电子束焊是指在真空环境下,利用汇聚的高速电子流轰击工件接缝处产生的热能,使被焊金属熔合的一种焊接方法。
电子束作为焊接热源的突出特点是功率密度高,穿透能力强,精确,快速,可控,保护效果好。
对于铝合金电子焊接,由于能力密度高可大大减小热影响区,提高焊接接头强度,避免热裂纹等缺陷的产生。
由于能量密度高,穿透能力强可对难以焊接的铝合金厚板进行焊接。
结束语
铝加工产品应用广泛,建筑、汽车、高铁、飞机、电子等均用到铝材品种,市场存在很大的需求量。
铝合金作为高性能轻型合金材料,将会是以后重点发展的新材料之一。
另外近些年,“铝代铜”的现象出现也使得新型铝合金材料成为了新宠,随着相关行业的发展,铝合金材料的发展已经形成了一个产业链,轻量化等优点也将让铝合金材料越来越多的进入更多行业来代替以前的材料,相信日后的铝合金材料会有更大的发展空间。
参考文献
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