焊接工艺学劳动版课件金属焊接性.ppt
金属焊接性,主讲人:郑万众,雷描叛衫激勤漾印钩烧水茵联郝蔼喳炯煌识龋每欲沁糯酥精抬乒梯缴够嫉2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,7.1.1 铝及铝合金的分类,变形铝合金,铝及铝合金,工业纯铝,铸造铝合金,非时效强化铝合金,时效强化铝合金,Al-Mn LF21,Al-Mg LF2,Al-Mg-Mn LF1,Al-Cu-Mg LY12,Al-Zn-Mg-Cu LC4,Al-Mg-Si LD1,新型铝合金 Al-Li,Al-Si系合金 ZL102,Al-Cu系合金 ZL201,Al-Mg系合金 ZL301,Al-Zn系合金 ZL401,蹿涸嗜浸勤裁乎昏僻适晚杭蹋微颖洗纵邀例殴姑莫撞办局冶润媒军眼世慈2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,非热处理强化铝合金可通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，焊接性良好，是焊接结构中应用最广的铝合金。热处理强化铝合金是通过固溶、淬火、时效等工艺提高力学性能。经热处理后可显著提高抗拉强度，但焊接性较差，熔焊时产生焊接裂纹的倾向较大，焊接接头的力学性能下降。热处理强化铝合金包括硬铝、超硬铝、锻铝等。,旭咀簿咀那该话灰苞士稼乾吩壬恩弱憨涵咽违富蚀尸俺私茹岁吹焊垦跳蕾2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,7.1.2 铝及铝合金的特点,活性强，在空气中容易形成Al2O3氧化膜Al2O3氧化膜密度3.95g/cm3，比铝大Al2O3氧化膜吸水性强导热系数大 是低碳钢的5倍线膨胀系数大 是低碳钢的2倍,峡闯盈套纲储制搂徘务减肝枝又狈交姚览绊家牵抹湿候芯谆氛货篡癸画披2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,固体金属的表面结构,在氧化膜之下是一层厚度约为1-2m厚的微晶组织，其下层是1-10m的变形层，这一层则是由于金属在成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。,猴鄂撰插吹夯慨畜小五氦淳窝古峭禾迷蓄章俞焊氟弧命新焙眷潭宛低舆递2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,8.2 铝及铝合金的焊接性分析,铝及其合金的化学活性很强，表面极易形成难熔氧化膜（Al2O3熔点约为2050，MgO熔点约为2500），加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可吸收较多水分而成为焊缝气孔的重,朱像浸账胆垄耶拌肮嵌笼粹炎唱盖匈丛滋篙身雷祷结咀心论谗俘拴扮宇逛2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,要原因之一。此外，铝及其合金的线膨胀系数大，焊接时容易产生翘曲变形。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。,气孔 氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因气孔的分布特征临近焊缝表层的“皮下气孔”焊缝中部或根部的“密集气孔”,获越兑琶汝序杨警秆火毡挪峻檄甚再救姿惜兰雪凹蠢凋恬排拍汐戒职颓弯2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,熔合区边界的“氧化膜气孔”2.气孔的形成原因(1)焊接区内存在氢的来源(2)铝合金中氢的溶解度存在突变(3)导热系数大熔池结晶速度快(4)密度低,氢的来源,弧柱气氛,焊接材料吸附水分,母材吸附水分,气泡不易上浮,掖娜阳井除梆斗并银篱疽颤婶鼎垂迫炯丽袖憋闷徽均炸声检胞玖涤销徒帮2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,氢在铝中的溶解度,蕾皿邪翻又畸剐肉乍辣砧琅炸位诈床咎甸璃何捅陨似摧诈斑羽愚藩甄丽缝2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,2.影响气孔形成的因素1）弧柱气氛中水分的影响 弧柱空间或多或少存在一定量的水分，尤其在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时，由弧柱气氛中水分分解而来的氢，溶入过热的熔融金属中，凝固时来不及析出成为焊缝气孔。这时所形成的气孔具有白亮内壁的特征。,陋氰撅后续灵妖逃肢金成灰俏橇葱筹撰重新华循寅阔谐壳匣屏踏笑敷忽徒2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,合金系 不同合金系对弧柱气氛中水分的影响是不同的。纯铝对气氛中的水分最为敏感。Al-Mg合金Mg含量增高，氢的溶解度和引起气孔的临界氢分压pH2随之增大，因而对吸收气氛中水分不太敏感。相比之下，同样焊接条件下，纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些。,焊接方法 不同的焊接方法对弧柱气氛中水分的敏感性也不同。TIG焊或MIG焊时氢的吸收,屹湘鲍藤逊苞抢刺伺咒屉很盔乡肚养空稠姬痘顺驴介绿珍夫证铅奖姜见辽2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,速率和吸氢量有明显差别。MIG焊时，焊丝以细小熔滴形式通过弧柱落入熔池，由于弧柱温度高，熔滴比表面积大，熔滴金属易于吸收氢；TIG焊时，熔池金属表面与气体氢反应，因比表面积小和熔池温度低于弧柱温度，吸收氢的条件不如MIG焊时容易。同时，MIG焊的熔深一般大于TIG焊的熔深，也不利于气泡的浮出。所以，在同样的气氛条件下，MIG焊时焊缝气孔倾向比TIG焊时大。,咯疲菇囤高耙靳卉每惺庚桌证卯艇皱危辗溉管曝苫唉膛毅叁洱溉吹渤癣赢2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,2）氧化膜中水分的影响 在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已严格限制，这时，焊丝或工件氧化膜中所吸附的水分将是生成焊缝气孔的主要原因。氧化膜不致密、吸水性强的铝合金（如Al-Mg合金），比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。MIG焊由于熔深大，坡口端部的氧化膜能迅速熔化，有利于氧化膜中水分的排除，氧化膜对焊缝气孔的影响就小得多。,碳尉唉隶巢于解仅缉海蔓崎行谍荆姓滔卿黄绢恢喳蹿橙赢渔婉绥烃男允帅2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,TIG焊时，在熔透不足的情况下，母材坡口根部未除净的氧化膜所吸附的水分是产生焊缝气孔的主要原因。这种氧化膜不仅提供了氢的来源，而且能使气泡聚集附着。刚形成熔池时，如果坡口附近的氧化膜未能完全熔化而残存下来，则氧化膜中水分因受热而分解出氢，并在氧化膜上萌生气泡；由于气泡是附着在残留氧化膜上，不易脱离浮出，且因气泡是在熔化早期形成的，有条件,靠燥篡洒趟汪糙食零吹郸旭蓄谆域语宇请谭几披奔挫双骄车教湛摩奔删别2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,长大，所以常造成集中的大气孔。这种气孔在焊缝根部未熔合时就更严重。坡口端部氧化膜引起的气孔，常沿着熔合区原坡口边缘分布，内壁呈氧化色，这是其重要特征。由于Al-Mg合金比纯铝更易于形成疏松而吸水性强的厚氧化膜，所以Al-Mg合金比纯铝更容易产生这种集中的氧化膜气孔。因此，焊接铝镁合金时，焊前须仔细清除坡口端部的氧化膜。,契岸彬貌礼瞬毖汀刁种厢娜怨惠涪却詹偷咸惩絮型捂积迹电舅豺控介丘制2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,3.气孔的防止减少氢的来源 a 对焊接材料干燥处理，降低气氛中的水分 使用的焊接材料（包括保护气体、焊丝、焊条等）要严格限制含水量，使用前需干燥处理。一般认为，氩气中的含水量小于0.08%时不易形成气孔。氩气的管路也要保持干燥。b 焊前清除焊丝及母材表面的氧化膜和污染物,刮吼窝羔舷昔樱拾纸讲因彝大写稻狱涨够盟胳刑竹瘫琢瞻谢年怕申条刷莆2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,焊前处理十分重要。焊丝及母材表面的氧化膜应彻底清除，采用化学方法或机械方法均可，若两者并用效果更好。例如对铝合金母材化学清洗后，焊前可用细钢丝刷再全面刷一遍近缝区，并用刮刀刮削坡口端面和焊缝两侧20mm范围的母材；将坡口下端（根部)刮去一个倒角，成为倒V形小坡口（铲根，防止根部氧化膜引起的气孔）；装配时要防止再度弄脏。机械清理后表面氧化速度很快，应及时进行焊接。,汝痔厦市逞科浴矽铀蝴内廉郁抒途挫晕锅敢侵媒贰拉鳞伴胺拓住巾囚帖舞2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,图 5-3 铲根对焊缝气孔的影响（Al-4Mg-1Mn，MIG）1未铲根 2铲根,雷蒙勿吐裔鲁朗顽粒帖简部母乔蔗乙派穷盛野鞭睛搓囚诧玲红掠暖招咕啦2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,(2)控制焊接工艺 焊接参数的影响可归结为对熔池在高温存在时间的影响，也就是对氢溶入时间和氢析出时间的影响。熔池高温存在时间增长，有利于氢的逸出，但也有利于氢的溶入；反之，熔池高温存在时间减少，可减少氢的溶入，但也不利于氢的逸出。焊接参数不当时，如造成氢的溶入量多而又不利于逸出时，气孔倾向势必增大。,样庶吟成队赞宁蜂抒姜贡哄芝幌陈藻贡共帝碑廷腻禹庇执矣准辙树办荣届2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,对于TIG焊参数的选择，一方面采用小热输入以减少熔池存在时间，从而减少气氛中氢的溶入，因而须适当提高焊接速度；同时又要保证根部熔合，以利根部氧化膜中的气泡浮出，又须适当增大焊接电流。,图 5-4 焊接工艺参数对气孔倾向的影响（5A06，TIG）,炔揽微牵顺镜视寻拌朋门西棺拇榷女虽淬裤矽阮谊咒赚筹像蔡级廖巢哪浪2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,在MIG焊条件下，焊丝氧化膜的影响更明显，减少熔池存在时间，难以有效地防止焊丝氧化膜分解出来的氢向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。,图 5-5 MIG焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系（板Al-2.5%Mg，焊丝Al-3.5%Mg）,实霹镰尉渍亨劈盅悄店吝车吏祸蓉练榔存乏贴餐彝杠怂闹拳管啊悼挠荫似2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,图5-6 板厚及接头形式对焊缝气体含量的影响（MIG）1对接接头 2T型接头,盯寒曳揭食帖馅瓣奉骏谆瓣揩锐虐车贤疾驹腔龚楼榨秆兼饯螺莉巴午晌淄2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,因此，在MIG焊条件下，接头冷却条件对焊缝气体含量有较明显的影响。必要时可采取预热来降低接头冷却速度，以利气体逸出，这对减少焊缝气孔倾向有一定好处。改变弧柱气氛的性质，对焊缝气孔倾向也有一些影响。例如，在氩弧焊时，Ar中加入少量CO2或O2等氧化性气体，使氢发生氧化而减小氢分压，能减少气孔的生成倾向。但是CO2或O2的数量要适当控制，数量少时无效果，过多时又会使焊缝表面氧化严重而发黑。,次房碱擂脯絮漾依莹澎啸苇笔孵橡涉雏帐音肝坚辛蜒宝热以詹甩挺或裳夷2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,热裂纹 铝及其合金焊接时，常见的热裂纹主要是焊缝凝固裂纹和近缝区液化裂纹。1.热裂纹的形成原因 铝合金典型的共晶合金 存在易熔共晶体，在焊缝的结晶后期，易熔共晶的存在，是铝合金焊缝产生凝固裂纹的重要原因之一。,篓序扒芒姚铆谷家垃宦砖婿霍天攘秧猩溢贪泊诊梭陶芯午乱剐磕呼谦肃酪2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,裂纹倾向最大时的合金组元xm均小于它在合金中的极限溶解度，例如Al-Mg合金的xm约为2%Mg；这是由于焊接加热和冷却过程都很快，使合金来不及建立平衡状态，在不平衡的凝固条件下固相线一般要向左下方移动的结果。也就是说，固相与液相之间的扩散来不及进行，先凝固的固相中合金元素含量少，而液相中却含较多合金元素，以致可在较少的平均浓度下就出现共晶。例如在80100/s冷却浓度下就出现共晶。例如,高检耪蟹钵蜡励稿财瘪泳蔷蔽骂蛆暮怜胜埂纬盏掳扯至蓑奔稍肾楚桅除尸2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,在80100/s冷却速度下，Al-Cu合金的实际固相线向左下方移动，使极限溶解度的成分为0.2%Cu（而不是原来的5.65%Cu），共晶温度降低到525（原来是548）。若合金中存在其他元素或杂质时，还可能形成三元共晶，其熔点要比二元共晶更低一些，凝固温度区间也更大一些。易熔共晶的存在，是铝合金焊缝产生凝固裂纹的重要原因之一。,飘凸话莽绅脏胰疙沫点拥审溺指广代屏鳃你惭魁孰甥策晰批漾估酿鸵付续2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,铝合金的线膨胀系数比钢约大1倍，熔池金属冷却速度很快在拘束条件下焊接时易产生较大的焊接应力，也是促使铝合金具有较大裂纹倾向的原因之一。近缝区液化裂纹同焊缝凝固裂纹一样，也与晶间易熔共晶有联系，但这种易熔共晶夹层并非晶间原已存在的，而是在不平衡的焊接加热条件下因偏析而形成的，所以称为晶间液化裂纹。,厅葱泻检曹槛起乖嘶眉栋促垂吝钟话跺策言倚涉拥删线炔养脱握乙吭演延2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,2 防止焊接热裂纹的途径 母材的合金系对焊接热裂纹有重要的影响。对于焊缝金属的凝固裂纹，主要是通过合理确定焊缝的合金成分，并配合适当的焊接工艺来进行控制。1）合金系的影响 在铝中加入Cu、Mn、Si、Mg、Zn等合金元素可获得不同性能的合金，各种合金元素对铝合金焊接裂纹的影响如图5-8所示。,蒋晤献坍笼缮霍朱藐碴嗣垒中峡到省恿油汽英免蔫依稽曝播铅腰瞳液吓赚2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,图5-7 Al-Mg合金焊缝凝固裂纹与含Mg量的关系（T形角接接头）1连续焊道 2断续焊道,驾砒拔貉鹰件疫诬诡握管鲤镊褪篡供四炼辛吱秸队勿揣降丙墒俞贯俩晚篮2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,调整焊缝合金系的着眼点，从抗裂角度考虑，在于控制适量的易熔共晶并缩小结晶温度区间。由于铝合金为共晶型合金，少量易熔共晶会增大凝固裂纹倾向，所以，一般都是使主要合金元素含量超过xm，以便能产生“愈合”作用。,写晃冈阳裔羔皿尺朽臭枪鹿瞄撰泽揭刁驮袍异慨殆复嘎乳户桃嗽亭兹其铸2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,对于裂纹倾向大的硬铝之类高强铝合金，在原合金系中进行成分调整以改善抗裂性，往往成效不大。生产中不得不采用含wSi=5%的Al-Si合金焊丝（4A01）来解决抗裂问题。因为可以形成较多的易熔共晶，流动性好，具有很好的“愈合”作用，有很高的抗裂性能，但强度和塑性不理想，不能达到母材的水平。,踞刨翟床鸭檬堆焙戚寞枪雄繁涎善灌冬怯授甫湿谷胺慷揍遇割咯姻傈拓迫2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,Al-Cu系硬铝合金2A16是为了改善焊接性而设计的硬铝合金。Mg可降低Al-Cu合金中Cu的溶解度，促使增大脆性温度区间。为此，应取消Al-Cu-Mg（硬铝）中的Mg，添加少量Mn（wMn1%），得到Al-Cu-Mn合金（2A16）。,鳖氦孕鳃了梦逼曲现啮睦铝托疏阜鸡彭砍致枷带苗锦餐妓繁齿糟绝磺佯纬2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,如图5-9所示，wCu=6%7%时，正好处在裂纹倾向不大的区域。由于Mn能提高再结晶温度而改善热强性，所以Al-Cu-Mn合金也可作为耐热铝合金应用。为了细化晶粒，加入wTi=0.1%0.2%是有效的。wFe0.3%时，降低强度和塑性；wSi0.2%时，增大裂纹倾向。特别是Si、Mg同时存在时，裂纹倾向更为严重，因Cu与Mg不能共存，Mg含量越少越好，一般限制wMg0.05%。,图5-9 焊丝成分对不同母材焊缝热裂倾向的影响13A21 2Al-2.5%Mg 3Al-3.5%Mg 4Al-5.2%Mg,瞪沾捌浊海县忆帮脸羚箔遵脏绚掺驶痘弱逐瞒络豫揖演蕴州竣耽沥剂迄久2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,大部分高强铝合金焊丝中几乎都有Ti、Zr、V、B等微量元素，一般是作为变质剂加入的。不仅可以细化晶粒而且可以改善塑性、韧性，并可显著提高抗裂性能。,拘雷船屹鸵航给必谐蒂闸影蒂流奴疽吭寺雍烹敲泽惋涎般拿虚谅晒列戍槽2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,2）焊丝成分的影响 不同的母材配合不同的焊丝，在刚性T形接头试样上进行TIG焊，具有不同的裂纹倾向，如图5-10所示。采用成分与母材相同的焊丝时，具有较大的裂纹倾向，不如改用其他合金组成的焊丝。采用Al-5%Si焊丝（国外牌号4043）和Al-5%Mg焊丝（5A05或5556）的抗裂效果是令人满意的。Al-Zn-Mg合金专用焊丝X5180（Al-4%Mg-2%Zn-0.15%Zr）也具有相当高的抗裂性能。,舵赃横嗽世罢础谰哮诊驱腾纯洼眩摧蓟烃原壕包涛误观熏替暗北苯器枝疼2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,图 5-10 Al-Cu-Mg及Al-Cu-Mn系合金的凝固裂纹倾向与合金组成的关系（铸环抗裂试验）a）Al-Cu-Mg合金 b）Al-Cu-Mn合金,该诡簧肋授汹憾叶唱袖寄瑟挂仲屏钧邯浩扇角胎睬咳造驴疡哈碱彤崎蚂晨2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,3）焊接参数的影响 焊接参数影响凝固过程的不平衡性和凝固的组织状态，也影响凝固过程中的应力变化，因而影响裂纹的产生。热能集中的焊接方法，可防止形成方向性强的粗大柱状晶，因而可以改善抗裂性。采用小焊接电流，可减少熔池过热，也有利于改善抗裂性。焊接速度的提高，促使增大焊接接头的应力，增大热裂的倾向。因此，增大焊接速度和焊接电流,柜颈痔沁纹坠即填劝陡男毯鲜饰颜征宙队叉妖捅绸祝囊羚督绅墟胆拘蝎写2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,都促使增大裂纹倾向。大部分铝合金的裂纹倾向都比较大，所以，即使是采用合理的焊丝，在熔合比大时，裂纹倾向也必然增大。因此，增大焊接电流是不利的，而且应避免断续焊接。(3)特殊措施磁控电弧振荡 振荡改变柱状晶方向，使裂纹扩展通道变得弯曲，增加裂纹扩展阻力。细化晶粒，降低热裂倾向。消除偏析。电磁搅拌 细化晶粒，降低热裂倾向，消除偏析,哩贾北误及目榴婚窄豹垒华陨魁玖汾掘丽铁煤坠姿较技匈青层徐械哨祥狞2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,遵终旅昌砷船孰稳椽烽涡胚操次惑么微蒙盆咽刨苯青怠炼冕擎肝炯灭贺碎2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,接头软化,非时效强化铝合金,退火态焊接 等强,冷作硬化态焊接 软化,(峰值温度超过再结晶温度),时效强化铝合金 过时效软化,(焊接热影响区),祸拒涣用烘拱路才陋抱侩龋孝卜湖辐怨班夹酞浆榴盲艾躬刊期肯焕泻很彻2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,(1)非时效强化铝合金HAZ的软化 主要发生在焊前经冷作硬化的合金上。经冷作硬化的铝合金，热影响区峰值温度超过再结晶温度（200-300）的区域时就产生明显的软化现象。软化主要愿意是再结晶消除了原来冷作硬化效果。由于软化后的硬度实际已低到退火状态的硬度水平，因此，焊前冷作硬化程度越高，焊后软化的程度越大。板件越薄，这种影响越显著。冷作硬化薄板铝合金的强化效果，焊后可能全部丧失。,凭捍概产盔秃剧砰苞鞍龋拷右傀耸雁氨疾想燥鄙污荧翟啸嚎萨室怔结哀胡2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,(2)时效强化铝合金HAZ的软化 主要是焊接热影响区“过时效”软化，这是熔焊条件下很难避免的。软化程度决定于合金第二相的性质，也与焊接热循环有一定关系。第二相越易于脱溶析出并易于聚集长大时，就越容易发生“过时效”。,储共晾状辈幢虹黎匡份缎畅年猴碌悬俄尿淫程播簧型罕胖槐榆腺寨蔬朝晤2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,图5-12 Al-Cu-Mg（2A12）合金焊接热影响区的硬度变化（手工TIG）,图5-13 Al-4.5Zn-1.2Mg合金焊接热影响区的硬度变化（焊前自然时效，MIG）Tm峰值温度 1、2、3、4表示不同的焊后自然时效时间 13h 24d 330d 490d,井笆乖铀湾乾皋氦抹减赞秤摈珍荷旷惶策马正署廉陛亢榆叠荫糟餐揽缺肪2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,2 软化的控制措施 采取的措施主要是制定符合特定材料的焊接工艺。对于焊后软化不能恢复的铝合金，最好采用退火或在固溶状态下焊接，焊后在进行热处理；如不允许焊后热处理，则应采用能量集中的焊接方法和小的焊接热输入，以减小接头强度的损失。,距谚琴倾悼辅根门胚演荒鄙泼三磊鞠诗厦雄嘶鄙矣深毛住销接秉善返字灰2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,1.焊接方法 铝及铝合金具有较好的冷热加工性能和焊接性，可以采用常规的熔焊方法进行焊接。常用的焊接方法有氩弧焊（TIG、MIG）、等离子弧焊、电阻焊和电子束焊等。也可采用冷压焊、超声波焊、钎焊等。热功率大、能量集中和保护效果好的焊接方法对铝及铝合金的焊接较为合适。气焊和电弧焊在铝合金焊接中已逐渐被氩弧焊（TIG、MIG）取代，仅用于修复和焊接不重要的焊接结构。,8.3 铝及铝合金的焊接工艺,皱廓惮泅衷丘难湘有啄讶惮愁颓廖凰道泅琅烛馏阻毡连忍较若逃羌翱堪孟2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,(2)钨极氩弧焊（TIG焊）适于焊接厚度小于3mm的铝及铝合金薄板，工件变形明显小于气焊。交流TIG焊具有去除氧化膜的清理作用，不用熔剂，避免了焊后熔剂残渣对接头的腐蚀，接头形式不受限制，焊缝成形良好、表面光亮。氩气流对焊接区的冲刷使接头冷却加快，改善了接头的组织性能，适于全位置焊接。由于不用熔剂，焊前清理要求比其他焊接方法严格。,寒坛蒸较怒柱亮饿扣宣奠腋丧将据霉肯彭鹿蜂叼滞澡撤椽砧狙教惶企频掉2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,脉冲TIG焊扩大了氩弧焊的应用范围，特别适用于焊接铝合金精密零件。增加脉冲可减小热输入，有利于薄铝件的焊接。交流脉冲TIG焊有加热速度快、高温停留时间短、对熔池有搅拌作用的特点，焊接薄板、硬铝可得到满意的结果。对仰焊、立焊、管子全位置焊、单面焊双面成形等，也可得到较好的焊接效果。,摄批忻连联鸭涯襟蜘赘体泽胆摹私饿苔汛府凌暑脊衰撒瘁仗跪扶羞袖焉镰2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,(3)熔化极氩弧焊（MIG焊）与TIG焊相比，MIG焊可焊的铝合金厚度明显增大，而且焊接效率高，适合于自动化生产。MIG焊用于焊接铝及铝合金时通常采用直流反极性，焊接薄、中等厚度板材时，可用纯Ar作保护气体；焊接厚大件时，采用（Ar+He）混合气体，也可采用纯He保护。焊前一般不预热，板厚较大时，也只需预热起弧部位。,狰脐怒熟识若擂俯纶印酷蜀吟涝姐远砍肩蔑峻爆小航寞落旱湃胃轰咱瞳满2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,脉冲MIG焊可以将熔池控制的很小，容易进行全位置焊接，尤其焊接薄板、薄壁管的立焊缝、仰焊缝和全位置焊缝是一种较理想的焊接方法。脉冲MIG焊电源是直流脉冲，脉冲TIG焊的电源是交流脉冲。,寄玫教溶呼追余戎栏驰骡庶璃描枣忽署梭谢玄篡洲列矩戳吠帮泌萄虾逐萄2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,2.焊接材料 铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。选择焊丝首先要考虑焊缝成分要求，还要考虑抗裂性、力学性能、耐蚀性等。,骚扦揍苇俩娘廷砒条勺烹语鲸都脑惫运泵钥绕铅摈歼俞嘴僻腑诛风琐盘婶2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,3、焊接参数,补蘸装芭桓姿吸拟肺嫁做茶贸繁赦熏怜谣挖天驯晰滴炒羹苔迭营赴想钻唾2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,焊接铝及铝合金最适宜的是交流TIG焊和交流脉冲TIG焊。有时也采用直流反接TIG焊方法来焊接铝，这种方法对连续焊或补焊壁厚2.4mm以下的铝合金件仍有着熔深浅、电弧易控制等优点。表5-11为纯铝、铝镁合金手工TIG焊的工艺参数。为了防止起弧处及收弧处产生裂纹等缺陷，有时需要加引弧板和引出板。当电弧稳定燃烧，钨极端部被加热到一定的温度后，才能将电弧移入焊接区。自动TIG焊的工艺参数见表5-12。,莉操次肿涎许藩叁待洲祖咨鸿颜婿孝涟藕廖虫碍慧订垣烹恕药邵淤铰汕误2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,表5-11 纯铝、铝镁合金手工TIG焊的工艺参数,天浚坡栖哟绅拿话唁埃鬼道砒匡电弛壳月挑撇攻催玛匆急镊挎婶胜蜜皱卯2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,表5-12 自动TIG焊的工艺参数,储陋六满额铣宋诣旭批贡篙危肃励感劈潘肌裁驼巫帐繁跺蝎吩赠蓄饺龟哦2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,铝及铝合金交流脉冲TIG焊的工艺参数见表5-13。铝及铝合金TIG焊的缺陷及防止措施见表5-14。,表5-13 铝及铝合金交流脉冲TIG焊的工艺参数,燃射杖另习灌儡炭蜒泥氮肌操晌兽殆耙洲贤规箕饯级陌耽清后葱宗衫销淡2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,根据焊件厚度选择坡口尺寸、焊丝直径和焊接电流等工艺参数。表5-15为纯铝、铝镁合金和硬铝自动MIG焊的工艺参数。MIG焊熔深大，厚度6mm铝板对接焊时可不开坡口。当厚度较大时一般采用大钝边，但需增大坡口角度以降低焊缝的余高。表5-16为纯铝半自动MIG焊的工艺参数。对于相同厚度的铝锰、铝镁合金，焊接电流应降低20-30A，氩气流量增大10-15L/min。,被术圣穆婚凯魏损澄具才水捞石仰掷页祝栖猫梅料命弯朱杭峭厕纫贸棵拿2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,表5-15 纯铝、铝镁合金和硬铝自动MIG焊的工艺参数,注：1.正面层焊完后必须铲除焊根，然后进行反面层的焊接。2.焊炬向前倾斜1015。,啸鹤晦核缀俄詹适往袱蔬团蠢昆都爽台松摊良澎冀几倘窑率段坍剪满苟坚2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,表5-16 纯铝半自动MIG焊的工艺参数,去瞅牡妥啮鸟绞瞅取东迅址疽淀涛布密谈娥赞剪展竹像凶蕉膊衣仇命橱遥2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,3.焊前准备(1)焊前清理机械清理 先用丙酮或汽油擦洗工件表面油污，然后根据零件形状采用切削方法，如使用风动或电动铣刀，也可使用刮刀、锉刀等。较薄的氧化膜可采用不锈钢钢丝刷清理，不宜采用砂纸或砂轮打磨。清理后的焊丝、工件焊前存放时间一般不要超过12h。,汛句皖涕骋轩尖貉秃艾碉菇狭毒绝婆磅黎猫袋抑涤况逼屈诡早英抓掌势腊2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,化学清理 效率高，质量稳定，适用于清理焊丝以及尺寸不大、批量生产的工件。小型工件可采用浸洗法。表5-10是去除铝表面氧化膜的化学处理方法。焊丝清洗后可在150200烘箱内烘焙0.5h，然后存放在100烘箱内随用随取。清洗过的焊件应立即进行装配、焊接。大型焊件受酸洗槽尺寸限制，难于实现整体清理，可在坡,秩杖盒鞭钉鹤蒜镇肩团随煤扒仙典纪饵汽鬃胆召黍媒己掸橱剩枚者莉藤纳2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,口两侧各30mm。的表面区域用火焰加热至100左右，涂擦NaOH溶液，并加以擦洗，时间略长于浸洗时间，除净焊接区的氧化膜后，用清水冲洗干净，再中和、光化后，用火焰烘干,完龄迭逾绒俩糙武逞姬膳协昧熬腹玖撤点屹蛋菲虎桥独俞洗皇辛谆龟肿寐2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,(3)焊前预热 焊前最好不进行预热，因为预热可加大热影响区的宽度，降低铝合金焊接接头的力学性能。但对厚度超过5-8mm的厚大铝件焊前需进行预热，以防止变形和未焊透，减少气孔等缺陷。通常预热到90即足以保证在始焊处有足够的熔深，预热温度很少超过150，wMg=4.0%-5.5%的铝镁合金的预热温度不应超过90。,哗邦娄盐井臃酬弄丰酪茂曹岭妥久纲赠拖坷翌壹旬浦翰维裙尔赢泵类焦逮2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性2015焊接工艺学（劳动版）课件：金属焊接性,
