铝及铝合金零件的焊接工艺方法_中铝网
当前位置：&&
铝及铝合金零件的焊接工艺方法
　　【摘要】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，焊接时的常出现缺陷，本文介绍了此类金属零件焊接时的工艺步骤及其焊接参数的选取。
　　【关键词】铝合金焊接加工工艺
　　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。
　　1 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。
　　2 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0．1－0．2&m），熔点高（约2050℃），远远超过铝及铝合金的熔点（约600℃左右）。的密度3．95－4．10g/cm3，约为铝的1．4倍，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，、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。
　　3 铝合金材料焊接的工艺方法
　　（1）焊前准备
　　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，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301纯及311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。
　　根据经验，在铝及铝合金焊接时，其适用的焊接参数如表3所示。
(责任编辑：苏苏)
中铝网旗下： -
中铝网 Copyright
京ICP证090038号 京ICP备号铝合金先进焊接工艺_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
铝合金先进焊接工艺
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用1下载券
想免费下载本文？
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩3页未读，继续阅读
你可能喜欢[经典]铝合金焊接过程中常见问题及处理方法，专业总结
&&&&【提要】综合文库信息 : 《[经典]铝合金焊接过程中常见问题及处理方法，专业总结》由66test综合文库频道友情收集整理，来源于网络，仅供参考：
&&&&铝和铝合金由于具有独特的物理性能和化学性能，所以在焊接过程中会产生一系列的问题，具体来说，主要有以下几点：&&&&一、强氧化性&&&&铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合在金属表面形成致密而结实的AL2O3氧化铝薄膜，厚度约为0．1μm，熔点则高达2050℃。氧化铝薄膜在焊接过程中会阻碍金属的良好结合，形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，导致焊接时焊缝生成气孔。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度氧化，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措施。具体的保护措施是：&&&&1、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；&&&&2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护；&&&&3、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。&&&&二、铝的热导率和比热大，导热快&&&&尽管铝及铝合金的熔点较低，但是导热系数、比热容都很大，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。&&&&三、线膨胀系数大&&&&铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时尤其如此。另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。&&&&四、容易形成气孔&&&&焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜。&&&&【66提示】如页面失效，请百度标题查看相关内容……
特别声明：查看: 4031|回复: 3
铝合金焊接加工工艺
主题帖子积分
技工, 积分 201, 距离下一级还需 99 积分
技工, 积分 201, 距离下一级还需 99 积分
　　金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
　　铝合金焊接熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
　　铝合金焊接在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。
　　为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，铝合金焊接在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。
　　压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。
　　各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。铝合金焊接许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
　　铝合金焊接钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将铝合金焊接工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。
　　铝合金焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
上海承久金属制品有限公司从事铝合金及金属结构件焊接钣金机械加工，
主题帖子积分
技工, 积分 201, 距离下一级还需 99 积分
技工, 积分 201, 距离下一级还需 99 积分
自己先SF 给需要的朋友分享
需要更多信息上海承久金属
上海承久金属制品有限公司从事铝合金及金属结构件焊接钣金机械加工，
主题帖子积分
工程师, 积分 614, 距离下一级还需 386 积分
工程师, 积分 614, 距离下一级还需 386 积分
主题帖子积分
技工, 积分 1, 距离下一级还需 299 积分
技工, 积分 1, 距离下一级还需 299 积分
接触的很少
主题帖子积分
技工, 积分 0, 距离下一级还需 300 积分
技工, 积分 0, 距离下一级还需 300 积分
路过。。。。。。。
Powered by}