铝及铝合金的焊接PPT课件
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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、铜、钛及其合金的焊接
图5-5 板厚及接头形式对焊缝气体含量的 影响（MIG） 1—对接接头 2—T型接头
Ar+O2、CO2
弧柱中水汽
吸收率
纯氩溶解度小 Mg%↑溶解度 溶解度↑ 溶解度
湿度 Ar中的水分 中的水分 TIG 母 材 MIG 焊 丝 化学、 化学、机械清理
细 丝
细 熔 滴 表面积 q/v大 大 焊 速
熔池存在时间短 根部未焊透 反面铲根 厚 板 用大I、 用大 、熔透 预热 T 接 头 熔池存在时间长
第5章 有色金属的焊接P150 有色金属的焊接P150
5.1 5.2 5.3 铝及铝合金的焊接 铜及铜合金的焊接 钛及钛合金的焊接
推荐参考： 周万盛.姚君山.铝及铝合金的焊接.机械工业出版社，2006
5.1.1 铝及铝合金的分类、成分及性能 铝及铝合金的分类、
1. 铝及铝合金的分类 根据合金化系列 ： 工业纯铝、铝铜合金、铝锰合金、铝硅合金、 工业纯铝、铝铜合金、铝锰合金、铝硅合金、铝 镁合金、铝镁硅合金、 镁合金、铝镁硅合金、铝锌镁铜合金等七大类 按强化方式 ： 非热处理强化铝合金和热处理强化铝合金 按铝制产品形式不同 ： 变形铝合金和铸造铝合金
2、铝及其合金特性 密度小、电阻率小，导热系数大、线膨胀系 密度小、电阻率小，导热系数大、 数大、低温韧性好。 数大、低温韧性好。
5.1.2铝及铝合金的焊接性 5.1.2铝及铝合金的焊接性P154 铝及铝合金的焊接性P154
铝及其合金焊接时主要问题是： 铝及其合金焊接时主要问题是： ① 气孔问题 ②热裂纹问题 ③高强度铝合金接头失强、弱化问题 高强度铝合金接头失强、
氩弧焊焊接规范的选择： 氩弧焊焊接规范的选择：
1.TIG焊时，钨极直径一定，电流增大， 1.TIG焊时，钨极直径一定，电流增大，焊接速 焊时 度应迅速提高。变动焊接速度时， 度应迅速提高。变动焊接速度时，气流量要 与之相匹配， 与之相匹配，送丝速度也要相应调整 2.MIG焊时 关键是确定临界电流， 2.MIG焊时，关键是确定临界电流，Is=75ds+20 焊时， 3 .焊接时，应控制层间温度 .焊接时 焊接时， 4 .电流一定时，送丝速度等于熔化速度。 .电流一定时 送丝速度等于熔化速度。 电流一定时，
铝及铝合金的焊接
铝及铝合金的特点
与其他金属相比较;铝及铝合金具有独特的和优异的物理特性 化学特性、力学特性及工艺特性，能适应现代科技及高新工程发展的需要，广泛应用于制造各类工业产品; 对比下表几种金属的特性：
几种金属的物理特性
几种金属的力学性能
由上述两表可见;铝及铝合金的密度仅为钢的1/3，小与除金属镁以外的其他金属的密度; 虽然抗拉强度和弹性模量比刚低，但铝合金经热处理强化以后，其强度已超过高强度钢而接近超高强度钢，比模量也接近高强度钢。因此，铝合金特别适用于轻质承载结构。 铝及铝合金为面心立方结晶体结构。这一结构在温度降低时不发生脆性转变，强度 延性、韧度不仅不降低，反而可同步提升。现在，铝合金的工作温度可达零下253℃，因此特别适用于低温和超低温容器。 铝及铝合金的化学性质活泼、极易氧化，在大气条件下，其表面可随时生产一层附着力强的和难熔2050℃的氧化膜，对铝及铝合金的表面起防止进一步氧化和介质腐蚀的作用，因而耐蚀性好，可在不同的气候条件下与液态的氢、氧、氮、天然气和重水、石油、浓硝酸等长期接触和相容。特别适用于化工容器。 铝的导电率高，是低碳钢的约6倍，其导热率也高，是低碳钢的约5倍，前者适用于电力输配，后者适用于热交换。 铝及铝合金的工艺性好，易于扎压、挤压、锻压、冲压、旋压，可制成各种截面形状的铝材和各种形状的型材。挤压型材有利于减少焊缝数量、减小焊接变形，便于装配焊接，适于制造轻质复杂结构。
导电 导热性好 铝的导电、导热性能仅次于银、铜和金; 反射性强 铝的抛光面对白光的反射率大于80%;纯度越高，反射率越高。另外铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射也都有良好的反射性能。 无磁性、冲击不生火花 对某些特殊用途如仪表材料。电气设备的屏蔽材料、易燃、易爆物生产器材等，这种性能非常重要。 吸音性 对室内装饰有利，也可配制成减震合金。 耐核辐射 对高能中子而言，铝具有与其他金属相同程度的中子吸收界面；对低能范围内的中子吸收界面小，仅次于铍、镁、锆等金属。铝能耐辐射的原因是对其照射生成的感应放射衰减很快。 美观 铝及其合金由于反射能力强，表面表面呈银白色光泽，经机加工后可得到很高的光洁度和光亮度。经阳极氧化和着色，不仅可以获得五颜六色、光彩夺目的表面，还可以进一步提高抗耐蚀性能。铝还可以电镀、覆盖陶瓷，是生产涂料材料的好基体。涂漆后不会产生裂纹和脱皮，即使局部有损伤也不会产生蚀斑。
与其他金属相比较;铝及铝合金具有独特的和优异的物理特性 化学特性、力学特性及工艺特性，能适应现代科技及高新工程发展的需要，广泛应用于制造各类工业产品; 对比下表几种金属的特性：
几种金属的物理特性
几种金属的力学性能
由上述两表可见;铝及铝合金的密度仅为钢的1/3，小与除金属镁以外的其他金属的密度; 虽然抗拉强度和弹性模量比刚低，但铝合金经热处理强化以后，其强度已超过高强度钢而接近超高强度钢，比模量也接近高强度钢。因此，铝合金特别适用于轻质承载结构。 铝及铝合金为面心立方结晶体结构。这一结构在温度降低时不发生脆性转变，强度 延性、韧度不仅不降低，反而可同步提升。现在，铝合金的工作温度可达零下253℃，因此特别适用于低温和超低温容器。 铝及铝合金的化学性质活泼、极易氧化，在大气条件下，其表面可随时生产一层附着力强的和难熔2050℃的氧化膜，对铝及铝合金的表面起防止进一步氧化和介质腐蚀的作用，因而耐蚀性好，可在不同的气候条件下与液态的氢、氧、氮、天然气和重水、石油、浓硝酸等长期接触和相容。特别适用于化工容器。 铝的导电率高，是低碳钢的约6倍，其导热率也高，是低碳钢的约5倍，前者适用于电力输配，后者适用于热交换。 铝及铝合金的工艺性好，易于扎压、挤压、锻压、冲压、旋压，可制成各种截面形状的铝材和各种形状的型材。挤压型材有利于减少焊缝数量、减小焊接变形，便于装配焊接，适于制造轻质复杂结构。
导电 导热性好 铝的导电、导热性能仅次于银、铜和金; 反射性强 铝的抛光面对白光的反射率大于80%;纯度越高，反射率越高。另外铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射也都有良好的反射性能。 无磁性、冲击不生火花 对某些特殊用途如仪表材料。电气设备的屏蔽材料、易燃、易爆物生产器材等，这种性能非常重要。 吸音性 对室内装饰有利，也可配制成减震合金。 耐核辐射 对高能中子而言，铝具有与其他金属相同程度的中子吸收界面；对低能范围内的中子吸收界面小，仅次于铍、镁、锆等金属。铝能耐辐射的原因是对其照射生成的感应放射衰减很快。 美观 铝及其合金由于反射能力强，表面表面呈银白色光泽，经机加工后可得到很高的光洁度和光亮度。经阳极氧化和着色，不仅可以获得五颜六色、光彩夺目的表面，还可以进一步提高抗耐蚀性能。铝还可以电镀、覆盖陶瓷，是生产涂料材料的好基体。涂漆后不会产生裂纹和脱皮，即使局部有损伤也不会产生蚀斑。
铝及铝合金PPT精品课件
军机处值房
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
A、目的：加强君主专制
B、雍正帝时设立 乾隆帝时，彻底取代议政王大臣会议。
C、军机处的设立，标志着我国封建君主 集权的进一步强化
明朝、清朝为加强皇权 政治上采取了哪些措施？
1、废除宰相制度
2、设立厂卫制度
明朝
3、设立军机处
清朝
2、大兴文字狱：
1探、究康熙活、动雍正、乾隆三朝最残酷
【练一练】
1、铝热剂中铝的作用是（C ）
A．催化剂
B．氧化剂
C．还原剂
D．填充剂
2、将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶
液中，不会发生反应的是（ C ）
A．稀硝酸
B．稀盐酸
C．硝酸铜
D．氢氧化钠
3、新买的铝锅、铝壶用来烧开水时，凡是水
浸到的地方都会变成黑色，这与水中含有下
列可溶盐有关的是（ D ）
A．钠盐 B．钾盐 C．钙盐 D．铁盐
一、维维止一 止
努尔哈赤即位
2、大兴文字狱：
1）、康熙、雍正、乾隆三朝最残酷
2）、文字狱的严重后果：
（1）、造成了社会恐怖，摧残了人才。 （2）、许多知识分子不敢过问政治，从而 禁锢了思想，严重阻碍了中国社会的发展和 进步。
沈阳故宫大政殿
二、君主集权的强化
1、军机处的设立
皇帝
内阁和六部
议政王大臣会议
铝制浓硝酸运输槽罐
铝在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中钝化
钝化是化学反应， 而且是氧化还原反应。
4、铝和盐溶液反应
根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它 后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如:
2Al+3CuSO4 ＝3Cu+Al2(SO4)3 2Al+3Cu2+＝3Cu+2Al3+
铝合金弧焊技术50页PPT
铝合金弧焊技术
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
铝合金TIG和MIG焊接工艺简介.pptx
四、MIG焊接工艺简介
机器人焊接视觉系统
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五、应用
高速列车座椅底架焊接
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感谢您的观看！
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一、铝合金材料特点
3.铝合金材料牌号举例 5052H34，H34表示加工硬化，1/2硬状态。 6063，6061。 7003T5/T6，T5表示时效处理，T6表示固 熔处理。
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二、TIG和MIG焊接的特点
TIG： 1.采用交流电源焊接 2.焊接时需添丝 MIG： 1.采用直流电源焊接 2.焊接时焊枪电极直接溶化
一、铝合金材料特点
2.按合金系列可分为： 1×××系------工业纯铝（Al≥99%） 2×××系------铝铜合金 3×××系------铝锰合金 4×××系------铝硅合金 5×××系------铝镁合金 6×××系------铝镁硅合金 7×××系------铝镁锌合金 8×××系------其它元素合金 9×××系------备用系
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三、TIG焊接工艺简介
1.焊接工艺要求 焊接环境要求： 相对湿度＜60％，环境温度＞５℃ 铝合金母材要求： 去除母材表面氧化膜
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三、TIG焊接工艺简介
焊丝保存要求： 相对湿度＜60％，环境温度＞18℃ 保护气体： 纯氩，纯度99.99%
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三、TIG焊接工艺简介
编制工艺规程：根据ISO15609-1编制
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三、TIG焊接工艺简介
3.焊接
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三、TIG焊接工艺简介
3.焊接
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三、TIG焊接工艺简介
铝钢异种金属焊接ppt课件
2、异种材料焊接难点
4
精品课件
1）、异种材料的线膨胀系数不同，容易产生热应力， 而且这种热应力不易消除，结果会使接头处产生裂纹 或大的焊接变形。
2）、异种材料焊接过程中，由于金相组织的变化以及 新生成的物相结构或化合物，可使焊接接头的性能恶 化，给焊接带来困难。
3）、异种材料焊接熔合区和热影响区的力学性能较差， 特别是塑性和韧性明显下降。
有些情况下只有一层涂敷金属层还不足以消除钢与铝焊接时产 生的脆性化合物，这时需要涂敷Cu(Ag)+Zn复合过渡层，即在涂 敷Zn层之前先涂敷一层Cu或Ag等金属。由于焊丝的熔点高于Zn 的熔点，焊接加热时Zn层先熔化，漂浮在液体表面上，而Al在 Zn层下与Cu或Ag层发生反应，同时Cu或Ag溶解于铝中，可以形 成结合良好的焊接接头，接头强度提高到1470
精品课件
钢与铝及其合金氩弧焊时，电弧要指向铝及其合金一侧的焊丝 上，以减少和防止Zn过渡层过多或过早的被熔化。尤其是在 焊 第一层焊缝时，更要注意涂敷层不能过多或过早的烧损，必须 使电弧指向填充焊丝上，以防止电弧直接熔化Zn过渡层
为了避免中间脆性化合物层的形成，必须提高焊接速度，但焊 接速度太快时会产生未焊透和其他的焊接缺陷，如气孔、熔合 不良、夹渣等。
精品课件
3、1 焊接性分析
6
精品课件
铝和铁的物理性能相差很大，焊接过程中铝与钢的接 头处会产生很大的热应力，增加裂纹倾向。
铝相对密度2.70，弹性模量70Gpa，泊松比0.33。熔点 660℃。沸点2327℃。
铸铁相对密度为6.6~7.7，铸钢弹性模量172~202Gpa， 泊松比0.3，铁熔点1538℃、沸点2750℃。
精品课件
1
铝/钢异种材料的焊接
焊接ppt课件
30
三. 埋弧焊工艺
2）采取防漏措施 ① 双面焊； ② 手工电弧焊封底； ③ 焊剂垫； ④ 垫板。
3)要有引弧板和引出板
31
四、埋弧焊应用
应用： 主要用于较厚 钢板的长直焊 缝和较大直径 环形焊缝焊接。
32
压力容器的环焊缝和直焊缝、锅炉冷却壁的长直 焊缝、船舶和潜艇壳体、起重机械、冶金机械 （高炉炉身）等的焊接。
15MnVN、18MnMoNb、14MnMoV 焊接性较差。 焊前预热（150~250℃），焊后缓冷；选用低氢型焊条； 焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。
67
§3-4 铸铁的焊补
一、铸铁焊补的特点（困难）
1. 熔合区易产生白口组织和淬硬组织； 2. 焊缝区易产生裂纹； 3. 焊缝区易产生气孔； 4. 熔池金属易流失；
电阻焊
对焊
电阻对焊应用： 用于断面简单， 直径（或边长） 小于20mm或强 度要求不太高的 工件。
闪光对焊应用： 用于重要工件的焊接。 可焊相同金属，也可 焊异种金属（铝—钢、 铝—铜等）。工件直径 —0.01mm~200mm。
44
电阻焊
对焊 主要用于棒料的对接
对接接头形式
45
§2-2 摩擦焊
8
§1-2 焊接接头的组织与性能
焊接接头 焊缝区 焊接热影响区
1 焊缝区
熔池金属冷却结晶所 形成的铸态组织。
2 焊接热影响区
焊缝两侧的母材，由于 焊接热的作用，其组织和性 能发生变化的区域。
9
熔合区 过热区 正火区
焊接热影响区
部分相变区
10
① 熔合区
焊缝和母材金属的交界区。 （0.1-1mm）
37
§1-7 等离子弧焊接与切割
三. 埋弧焊工艺
2）采取防漏措施 ① 双面焊； ② 手工电弧焊封底； ③ 焊剂垫； ④ 垫板。
3)要有引弧板和引出板
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四、埋弧焊应用
应用： 主要用于较厚 钢板的长直焊 缝和较大直径 环形焊缝焊接。
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压力容器的环焊缝和直焊缝、锅炉冷却壁的长直 焊缝、船舶和潜艇壳体、起重机械、冶金机械 （高炉炉身）等的焊接。
15MnVN、18MnMoNb、14MnMoV 焊接性较差。 焊前预热（150~250℃），焊后缓冷；选用低氢型焊条； 焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。
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§3-4 铸铁的焊补
一、铸铁焊补的特点（困难）
1. 熔合区易产生白口组织和淬硬组织； 2. 焊缝区易产生裂纹； 3. 焊缝区易产生气孔； 4. 熔池金属易流失；
电阻焊
对焊
电阻对焊应用： 用于断面简单， 直径（或边长） 小于20mm或强 度要求不太高的 工件。
闪光对焊应用： 用于重要工件的焊接。 可焊相同金属，也可 焊异种金属（铝—钢、 铝—铜等）。工件直径 —0.01mm~200mm。
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电阻焊
对焊 主要用于棒料的对接
对接接头形式
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§2-2 摩擦焊
8
§1-2 焊接接头的组织与性能
焊接接头 焊缝区 焊接热影响区
1 焊缝区
熔池金属冷却结晶所 形成的铸态组织。
2 焊接热影响区
焊缝两侧的母材，由于 焊接热的作用，其组织和性 能发生变化的区域。
9
熔合区 过热区 正火区
焊接热影响区
部分相变区
10
① 熔合区
焊缝和母材金属的交界区。 （0.1-1mm）
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§1-7 等离子弧焊接与切割