钢与有色金属焊接PPT课件
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有色金属与其合金焊接60页PPT
有色金属与其合金焊接
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇ຫໍສະໝຸດ 的 人才能 所向披 靡。谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
常用金属材料的焊接培训课件
03 焊接技术简介
焊接的定义和分类
焊接定义
焊接是通过加热或加压，或两者并用，使分离的金属材料永久性连接成一个整 体的过程。
焊接分类
焊接有多种分类方式，如按照热源类型可分为熔焊、压焊和钎焊等；按照焊接 过程是否需要填充材料可分为熔化焊和非熔化焊等。
焊接的基本原理
热熔融
焊接过程中，通过热源将 待焊工件加热至熔化状态， 形成熔池。
常用金属材料的焊接培训课件
目录
• 引言 • 金属材料基础知识 • 焊接技术简介 • 常用金属材料的焊接特性 • 焊接工艺和质量控制 • 焊接安全与环保 • 案例分析与实践操作 • 总结与展望
01 引言
培训目标
01
02
03
04
掌握常用金属材料的焊 接原理和工艺
提高焊接操作技能和技 巧
了解焊接质量检测与评 估方法
低合金钢的焊接特性
低合金钢是一种含有少量合金元素的碳钢，其焊接性能介于 碳钢和不锈钢之间。焊接时需要采取适当的工艺措施，以减 少焊接缺陷和改善焊接接头的性能。
不锈钢材料的焊接特性
不锈钢的分类
不锈钢主要分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬镍钼不锈钢等。不同类型的不锈钢具 有不同的焊接特性和应用场景。
不锈钢的焊接工艺
可焊性
焊接缺陷
指金属材料是否能够进行焊接以及焊 接的难易程度，主要取决于金属材料 的化学成分、物理性质和工艺条件。
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、未 熔合等缺陷，这些缺陷会影响焊接接 头的性能和使用寿命。
焊接接头性能
焊接接头由焊缝和热影响区组成，其 性能受到焊接工艺、接头设计和母材 质量等因素的影响。
连接。
维修与维护
焊接也可用于设备的维修与维 护，如损坏的机械部件、管道
金属焊接幻灯片
金属焊接幻灯片
目录
• 焊接基本概念与原理 • 常见金属焊接方法及特点 • 金属焊接工艺与操作技巧 • 金属焊接缺陷识别与预防
目录
• 金属焊接质量检查与评价标准 • 安全生产与环保要求在金属焊接中应用
01
焊接基本概念与原理
焊接定义及分类
焊接定义
焊接是一种通过加热或加压，或 同时加热加压的方式，使两个分 离的金属表面达到原子间的结合 ，形成永久性连接的工艺过程。
化学成分分析
通过光谱分析、化学滴定等方法， 测定焊缝金属的化学成分。
04
06
安全生产与环保要求在金 属焊接中应用
安全生产规章制度遵守情况回顾
1 2 3
安全生产责任制落实情况
企业建立健全了安全生产责任制，各级管理人员 和员工明确各自的安全职责，并切实履行。
安全培训和教育情况
企业定期开展安全培训和教育活动，提高员工的 安全意识和操作技能，确保员工掌握必要的安全 知识和应急处理能力。
应急预案制定和演练情况
针对可能出现的紧急情况，企业制定相应的应急预案，并定期组织 演练，提高员工的应急处置能力。
环保法规遵守情况总结
环保法规执行情况
01
企业在金属焊接过程中严格遵守国家和地方环保法规，确保生
产过程中的废气、废水、噪声等污染物达标排放。
环保设施建设和运行情况
02
企业投入必要的资金和技术力量，建设和完善环保设施，确保
安全检查和隐患排查治理情况
企业定期进行安全检查和隐患排查治理工作，及 时发现和消除事故隐患，确保生产过程中的安全。
危险源辨识和风险评估结果展示
危险源辨识情况
通过对金属焊接过程中可能出现的危险源进行辨识，如高温、火 花、有害气体等，制定相应的防范措施。
目录
• 焊接基本概念与原理 • 常见金属焊接方法及特点 • 金属焊接工艺与操作技巧 • 金属焊接缺陷识别与预防
目录
• 金属焊接质量检查与评价标准 • 安全生产与环保要求在金属焊接中应用
01
焊接基本概念与原理
焊接定义及分类
焊接定义
焊接是一种通过加热或加压，或 同时加热加压的方式，使两个分 离的金属表面达到原子间的结合 ，形成永久性连接的工艺过程。
化学成分分析
通过光谱分析、化学滴定等方法， 测定焊缝金属的化学成分。
04
06
安全生产与环保要求在金 属焊接中应用
安全生产规章制度遵守情况回顾
1 2 3
安全生产责任制落实情况
企业建立健全了安全生产责任制，各级管理人员 和员工明确各自的安全职责，并切实履行。
安全培训和教育情况
企业定期开展安全培训和教育活动，提高员工的 安全意识和操作技能，确保员工掌握必要的安全 知识和应急处理能力。
应急预案制定和演练情况
针对可能出现的紧急情况，企业制定相应的应急预案，并定期组织 演练，提高员工的应急处置能力。
环保法规遵守情况总结
环保法规执行情况
01
企业在金属焊接过程中严格遵守国家和地方环保法规，确保生
产过程中的废气、废水、噪声等污染物达标排放。
环保设施建设和运行情况
02
企业投入必要的资金和技术力量，建设和完善环保设施，确保
安全检查和隐患排查治理情况
企业定期进行安全检查和隐患排查治理工作，及 时发现和消除事故隐患，确保生产过程中的安全。
危险源辨识和风险评估结果展示
危险源辨识情况
通过对金属焊接过程中可能出现的危险源进行辨识，如高温、火 花、有害气体等，制定相应的防范措施。
《钢材及焊接》课件
《钢材及焊接》PPT课件
欢迎来到《钢材及焊接》的PPT课件，本课程将深入介绍钢材和焊接的基本概 念、性质与应用，以及相关的技术和实例分析。让我们一起探索钢材与焊接 的精彩世界吧！
课程介绍
本节内容将包括钢材概述、焊接概念、钢材的分类和焊接的基本原理。了解 这些基础知识将为后续的学习打下坚实的基础。
钢材的性质与应用
2 数字化与自动化
3 绿色环保
探索数字化技术和机器人 自动化在焊接领域的应用， 以及其对于生产效率和质 量的提升。
从环境保护的角度，展望 钢材和焊接技术的绿色化 发展趋势，以及减少能耗 和排放的新技术。
实例分析与案例分享
典型实例分析
通过分析一些典型的钢材和焊接案例，深入理解其 设计原理及技术要点，提升实际应用能力。
案例分享与讨论
与大家分享成功的钢材和焊接案例，讨论其中的挑 战和解决方案，激发创新思维和交流合作。
技术发展趋势与展望Fra bibliotek1 材料科学
介绍钢材技术在材料科学 领域的最新研究成果，以 及对于未来钢材发展的影 响。
焊接技术与方法
常用工艺
介绍传统焊接工艺，如电弧焊、 气体保护焊以及摩擦焊等，以 及它们的适应场景和使用注意 事项。
常见问题与解决办法
分享一些在焊接过程中常遇到 的问题，并提供解决办法和实 用技巧，帮助大家更好地应对 挑战。
高级焊接技术
探索一些创新的焊接技术，如 激光焊、电子束焊等，以及它 们在高端领域中的应用和未来 发展趋势。
力学性能
钢材的力学性能对于不同应用场景的选择具有 重要影响，我们将深入探讨这些性能指标及其 意义。
热处理
热处理是改变钢材组织和性能的重要方法，我 们将学习不同的热处理工艺及其作用。
欢迎来到《钢材及焊接》的PPT课件，本课程将深入介绍钢材和焊接的基本概 念、性质与应用，以及相关的技术和实例分析。让我们一起探索钢材与焊接 的精彩世界吧！
课程介绍
本节内容将包括钢材概述、焊接概念、钢材的分类和焊接的基本原理。了解 这些基础知识将为后续的学习打下坚实的基础。
钢材的性质与应用
2 数字化与自动化
3 绿色环保
探索数字化技术和机器人 自动化在焊接领域的应用， 以及其对于生产效率和质 量的提升。
从环境保护的角度，展望 钢材和焊接技术的绿色化 发展趋势，以及减少能耗 和排放的新技术。
实例分析与案例分享
典型实例分析
通过分析一些典型的钢材和焊接案例，深入理解其 设计原理及技术要点，提升实际应用能力。
案例分享与讨论
与大家分享成功的钢材和焊接案例，讨论其中的挑 战和解决方案，激发创新思维和交流合作。
技术发展趋势与展望Fra bibliotek1 材料科学
介绍钢材技术在材料科学 领域的最新研究成果，以 及对于未来钢材发展的影 响。
焊接技术与方法
常用工艺
介绍传统焊接工艺，如电弧焊、 气体保护焊以及摩擦焊等，以 及它们的适应场景和使用注意 事项。
常见问题与解决办法
分享一些在焊接过程中常遇到 的问题，并提供解决办法和实 用技巧，帮助大家更好地应对 挑战。
高级焊接技术
探索一些创新的焊接技术，如 激光焊、电子束焊等，以及它 们在高端领域中的应用和未来 发展趋势。
力学性能
钢材的力学性能对于不同应用场景的选择具有 重要影响，我们将深入探讨这些性能指标及其 意义。
热处理
热处理是改变钢材组织和性能的重要方法，我 们将学习不同的热处理工艺及其作用。
金属的焊接性及焊接结构设计课件PPT
示意图
特征
产生原因
咬边
在焊缝和母材的交界处产生的沟 焊条角度和摆动不正确；
槽和凹陷
焊接电流太大、电弧过长
焊瘤 未焊透
焊接时，熔化金属流淌到焊缝区 之外的母材上所形成的金属瘤
焊接电流太大、电弧过长、 焊接速度太慢；焊接位置 和运条不当
焊接接头的根部未完全熔透
焊接电流太小、焊接速度 太快；坡口角度太小、间 隙过窄、钝边太厚
加热减应区法 a）焊接时 b）冷却时
（5）刚性固定法： （6）设计时尽量减少焊缝的数量、长度和截面积，厚件两面坡口；焊缝尽 量对称分布，避免密集和交叉。
金属的焊接性与焊接结构设计
3、焊接应力变形的消除 （1）锤击焊缝： 焊后用圆头小锤对红热状态下的焊缝进行锤击，
可以延展焊缝，从而使焊接应力得到一定的释放。
2、焊接应力变形预防措施 （1）焊前预热： 目的是减小焊件上各部分温差， 从而减小焊接应力和变形，
预热温度一般为400℃以下。 （2）选择合理的焊接顺序：
①尽量使焊缝能自由收缩， 这样产生的残余应力较小。 ②采用分散对称焊工艺， 长焊缝尽可能采用分段退焊或跳焊法
金属的焊接性与焊接结构设计
2、焊接应力变形预防措施 （3）加热减应区法： （4）反变形法：
冷裂纹：穿晶开裂，具有金属光泽 焊接材料选择不当；冷裂纹：
，多在热影响区，有延时性，可发 母材淬硬倾向大；焊缝含氢
生在焊后任何时刻
量高；焊接残余应力较大
夹渣
焊道间的熔渣未清理干净； 焊后残留在焊缝中的非金属夹杂物 焊接电流太小、焊接速度太
快； 操作不当
金属的焊接性与焊接结构设计
四、常见的焊接缺陷
缺陷 名称
金属的焊接性与焊接结构设计
常用金属材料的焊接PPT课件
(4)手工TIG焊 在比较重要的结构中，低碳钢管对焊时，
一般要求焊接接头必须是全焊透结构。许多工厂采用手工
TIG焊封底，焊条电弧焊填充和盖面的方法或全部采用手
工TIG焊焊接。低碳钢TIG焊用焊丝尽量选用专用焊丝以减
少化学成分的变化，保证焊n2SiA就可以了，焊接时所用Ar气
低碳钢的焊接
1.低碳钢的焊接特点 低碳钢碳含量较低，Mn、Si含量又少，所以，通常情
况下不会因焊接而引起严重硬化组织或淬火组织。这种钢 材的塑性和冲击韧度优良，焊成的接头塑性和冲击韧度也 很好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊 后也不必采用热处理改善组织。可以说，整个焊接过程中 不需要特殊的工艺措施，其焊接性优良。但在少数情况下， 低碳钢的焊接性也会不好，焊接时出现困难，例如：低碳 钢母材成分不合格，S 、P、O等杂质含量过高，焊接方法 选择不当等。
碳钢中的杂质(如S、P、Ｏ、N)和一些微 量元素 (如Cr 、Mo、V 、Cu) 等对焊 接接头 的裂纹 敏感性 和力学 性能都 有重大 影响。 实际上 ，焊接 性的好 坏不只 取决于 合金元 素的含 量，还 取决于 焊接接 头冷却 速度。 尤其中 、高碳 钢在某 种焊接 热循环 的作用 下，冷 却速度 较快， 碳钢可 能在焊 缝和热 影响区 中形成 马氏体 组织， 马氏体 量越多 ，硬度 越高， 焊接性 越差， 产生裂 纹倾向 越大， 因此， 焊接时 控制冷 却速度 也成为 至关重 要的问 题。 采用预热、控制层间温度和后热，或使 用大焊 接热输 入，都 能降低 焊接接 头冷却 速度， 从而控 制组织 和硬度 ，减小 冷裂纹 的可能 性。 金属熔焊基础与材料焊接第五单元 常用金属材料的焊接 除上述影响碳钢焊接性的诸多因素以 外，母 材焊前 热处理 状态对 焊接性 影响也 是碳钢 焊接时 不容忽 视的问 题。
金属材料焊接PPT
热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝
中碳钢属于易淬火钢，热影响区被加热超过淬火温 度的区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，将出现 马氏体等淬硬组织。如焊件刚性较大或工艺不恰当时， 就会在淬火区产生冷裂缝，即焊接接头焊后冷却到相变 温度以下或冷却到常温后产生裂缝。
焊缝金属热裂缝倾向较大
焊接中碳钢时，因母材含碳量与硫、磷杂质远远高于 焊条钢芯，母材熔化后进入熔池，使焊缝金属含碳量增加 塑性下降，加上硫、磷低熔点杂质的存在，焊缝及熔合区 在相变前就可能因内应力而产生裂缝。因此，焊接中碳钢 构件，焊前必须进行预热，使焊接时工件各部分的温差减 小，以减小焊接应力，同时减慢热影响区的冷却速度，避 免产生淬硬组织。
铸铁的焊补
铸铁的焊接特点： 熔合区易产生白口组织；易产生裂缝；易 产生气孔
热焊法
热焊法是焊前将工件整体或局部预热到600～700℃， 焊后缓慢冷却。 热焊法可防止工件产生白口组织和裂缝，焊补质量较 好，焊后可以进行机械加工。但热焊法成本较高，生产率 低，焊工劳动条件差。 一般用于焊补形状复杂焊后需要加工的重要铸件，如 床头箱、汽缸体等。
焊接区的气体
焊接区内的气体来源
N2、H2、O2 CO2 和 H2O
气体对焊接质量的影响 1 氮对焊接质量的影响 主要来自于焊接区周围的空气。 时效脆化 气孔
2 氢对质量的影响 主要来自焊接材料 氢脆 白点 气孔 冷裂纹
3氧对金属质量的影响
力学性能下降 物理化学性能差 合金元素烧损 焊接工艺性能变差
有色金属的焊接
铜及铜合金的焊接
铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多，其原因是：
铜的导热性很高（紫铜约为低碳钢的8倍），焊接时热 量极易散失。因此，焊前工件要预热，焊接时要选用较 大电流或火焰，否则容易造成焊不透缺陷。 铜在液态易氧化，生成的Cu2O与铜组成低熔点共晶，分 布在晶界形成薄弱环节；又因铜的膨胀系数大，凝固时 收缩率也大，容易产生较大的焊接应力。因此，焊接过 程中极易引起开裂。
焊接原理金属材料的焊接PPT课件
实际上，高碳钢的焊接一般只限采用焊条电弧焊进行修补工 作。
第7页/共30页
耐热钢和不锈钢的焊接
• 珠光体耐热钢 ：以Cr，Mo为基础的低、中合金
钢 • 碳当量数值约为0.45%~0.90%，焊接性较差 • 焊条电弧焊：选用与母材成分相近的焊条，预热 温度150~400℃，焊后应及时进行高温回火处 理。
低碳钢含碳量≤0.25％，其塑性好，一般没有淬硬倾向， 对焊接过程不敏感，焊接性好。焊这类钢时，不需要采取特殊 的工艺措施，通常在焊后也不需进行热处理(电渣焊除外)。
厚度大于 50 mm的低碳钢结构，常用大电流多层焊，焊后 应进行消除内应力退火。低温环境下焊接刚度较大的结构时， 由于焊件各部分温差较大，变形又受到限制，焊接过程容易产 生较大的内应力，有可能导致结构件开裂，因此应进行焊前预 热。
如300 MPa级的09Mn2、09Mn2Si等钢材的淬硬倾向很小，其焊接性与一 般低碳钢基本一样。
350 MPa级的 Q345(即16Mn)钢淬硬倾向也不大，但当实际含碳量接近 允许上限或焊接参数不当时，过热区也完全可能出现马氏体等淬硬组织。
强度级别较大的低合金钢，淬硬倾向增加，热影响区容易 产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性和韧度则下降。
第22页/共30页
(2) 冷焊法 焊补前工件不预热或只进行 400℃以下的 低温预热。焊补时主要依靠焊条来调整焊缝的化学成分以防 止或减少白口组织和避免裂纹。
优点： 冷焊法方便、灵活、生产率高、成本低，劳动条件好。
缺点： 焊接处切削加工性能较差。
应用： 生产中多用于焊补要求不高的铸件以及不允许高温预热
床头箱、汽缸体等。
第21页/共30页
焊接方法： 用气焊进行铸铁热焊比较方便。气焊火焰还可
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耐热钢和不锈钢的焊接
• 珠光体耐热钢 ：以Cr，Mo为基础的低、中合金
钢 • 碳当量数值约为0.45%~0.90%，焊接性较差 • 焊条电弧焊：选用与母材成分相近的焊条，预热 温度150~400℃，焊后应及时进行高温回火处 理。
低碳钢含碳量≤0.25％，其塑性好，一般没有淬硬倾向， 对焊接过程不敏感，焊接性好。焊这类钢时，不需要采取特殊 的工艺措施，通常在焊后也不需进行热处理(电渣焊除外)。
厚度大于 50 mm的低碳钢结构，常用大电流多层焊，焊后 应进行消除内应力退火。低温环境下焊接刚度较大的结构时， 由于焊件各部分温差较大，变形又受到限制，焊接过程容易产 生较大的内应力，有可能导致结构件开裂，因此应进行焊前预 热。
如300 MPa级的09Mn2、09Mn2Si等钢材的淬硬倾向很小，其焊接性与一 般低碳钢基本一样。
350 MPa级的 Q345(即16Mn)钢淬硬倾向也不大，但当实际含碳量接近 允许上限或焊接参数不当时，过热区也完全可能出现马氏体等淬硬组织。
强度级别较大的低合金钢，淬硬倾向增加，热影响区容易 产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性和韧度则下降。
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(2) 冷焊法 焊补前工件不预热或只进行 400℃以下的 低温预热。焊补时主要依靠焊条来调整焊缝的化学成分以防 止或减少白口组织和避免裂纹。
优点： 冷焊法方便、灵活、生产率高、成本低，劳动条件好。
缺点： 焊接处切削加工性能较差。
应用： 生产中多用于焊补要求不高的铸件以及不允许高温预热
床头箱、汽缸体等。
第21页/共30页
焊接方法： 用气焊进行铸铁热焊比较方便。气焊火焰还可
金属焊接工艺精品PPT课件
焊接接头形式
• 2.2.2 焊接接头的组成 • 焊接接头包括：焊缝、熔合区、热影响三部分。 • 焊缝余高并不能增加整个焊接接头的强度，
会引起应力集中。
• 熔合区的组织属于过热组织。在很多情况 下，熔合区是产生裂纹和局部脆性破坏的发源 地。
2.3 焊接残余应力与焊接变形
• 2.3.1 焊接变形与焊接应力的形成
• 多层焊时，在施焊后继焊道之前，其相邻 焊道应保持的温度。
• 4.2 封底焊缝(back bead)： • 单面对接坡口对接焊时，焊完坡口焊缝后，
将焊缝背面清根，然后焊接的一条焊缝。
• 4.3 打底焊(backing welding)： • 焊接开坡口的对接接头时，在接头根部焊
接的在焊接接头横截面上，母材熔化的深度。 • 4.5 焊道（bead）: • 每一次熔敷所形成的一条单道焊缝。 • 4.6 焊层(layer)： • 多层焊时的每一个分层。每个焊层可由一
条焊道或几条并排相搭的焊道所组成。
• 4.7 接头(joint)：
• 由二个或二个以上零件用焊接组合或已经 焊合的接点。检验接头性能应考虑焊缝、熔合 区甚至母材等不同部位的相互影响。
• 注1：GB/T 3375—1994《焊接术语》中称其为“接 头”，在JB 4708—2000中的术语称其为“焊接接 头”。
• U=U阳+U阴+U柱= U=U阳+U阴+bl • U阳: 阳极压降；U阴: 阴极压降；U柱: 弧柱压降；
• b：单位电弧长度的弧柱压降；一般为20V/cm~40V/cm；l: 电 弧长度，cm。电弧电压主要取决于电弧长度，即电弧电压与
电弧长度基本成正比。
• 2.1 锅炉压力容器制造中常用的焊接方法 • 焊条电弧焊（SMAW）、埋弧焊(SAW)、氩弧焊
钢与有色金属焊接 ppt课件
510
热导率 /W.m-1.K-1
77.5 16.3 217.7 146.5 117.2 163.3 121.4
159.1
密 度 /g.cm-3 7.86 7.98 2.70 2.67 2.64 2.73 2.78
2.80
线膨胀系数 /10-6.K-1
1994年以来, 美国政府已为此投入了15亿美元的研究开发资金,美国3 大汽车公司仅在1999年就投入了开发经费共达98亿美元, 减轻整车 重量是其中的一个核心目的。布什新政府在2002年则推出了一个 自由车项目,该项目的长期目标是高效、价廉、无污染,汽车轻量化 也是重要研究内容之一。
钢与铝及其合金的焊接
2、钢与铝及其合金的焊接特性
铁与铝既可以形成固溶体、金属间化合物，又 可以形成共晶体。铁在固态铝中的溶解度极小，室 温下铁几乎不溶于铝，所以含微量铁的铝合金在冷 却 过 程 中 会 产 生 金 属 间 化 合 物 FeAl3 。 随 着 含 铁 量 的 增 加 ， 相 继 出 现 Fe2Al 、 Fe2Al7 、 Fe2Al5 、 Fe2Al2和FeAl等，其中Fe2Al5的脆性最大。由于在 铝合金中的铁总是以金属间化合物形式存在，其存 在会影响铝的力学性能和焊接性能。
1、铝及合金的特点
铝及合金分类、成分和性能
特点：
纯铝（Al)熔点：665℃，密度，2.7g/cm3,合金熔点 约566 ℃，比强度高，热容大，熔化潜热高，；致 密氧化膜，耐蚀性好，导电导热性好，纯铝导热性 是低碳钢的6陪，线膨胀系数是低碳钢的2陪。塑性 好，易加工成型和铸造各类零件。
工业纯铝 变形铝合金 铸造铝合金
2、钢与铝及其合金的焊接特性
近年来，环保问题越来越受到世界各国的重视,汽车工业 为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量,因此 对汽车用材料提出了更高的要求。增加铝材的使用量是其 中的重要措施之一。
热导率 /W.m-1.K-1
77.5 16.3 217.7 146.5 117.2 163.3 121.4
159.1
密 度 /g.cm-3 7.86 7.98 2.70 2.67 2.64 2.73 2.78
2.80
线膨胀系数 /10-6.K-1
1994年以来, 美国政府已为此投入了15亿美元的研究开发资金,美国3 大汽车公司仅在1999年就投入了开发经费共达98亿美元, 减轻整车 重量是其中的一个核心目的。布什新政府在2002年则推出了一个 自由车项目,该项目的长期目标是高效、价廉、无污染,汽车轻量化 也是重要研究内容之一。
钢与铝及其合金的焊接
2、钢与铝及其合金的焊接特性
铁与铝既可以形成固溶体、金属间化合物，又 可以形成共晶体。铁在固态铝中的溶解度极小，室 温下铁几乎不溶于铝，所以含微量铁的铝合金在冷 却 过 程 中 会 产 生 金 属 间 化 合 物 FeAl3 。 随 着 含 铁 量 的 增 加 ， 相 继 出 现 Fe2Al 、 Fe2Al7 、 Fe2Al5 、 Fe2Al2和FeAl等，其中Fe2Al5的脆性最大。由于在 铝合金中的铁总是以金属间化合物形式存在，其存 在会影响铝的力学性能和焊接性能。
1、铝及合金的特点
铝及合金分类、成分和性能
特点：
纯铝（Al)熔点：665℃，密度，2.7g/cm3,合金熔点 约566 ℃，比强度高，热容大，熔化潜热高，；致 密氧化膜，耐蚀性好，导电导热性好，纯铝导热性 是低碳钢的6陪，线膨胀系数是低碳钢的2陪。塑性 好，易加工成型和铸造各类零件。
工业纯铝 变形铝合金 铸造铝合金
2、钢与铝及其合金的焊接特性
近年来，环保问题越来越受到世界各国的重视,汽车工业 为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量,因此 对汽车用材料提出了更高的要求。增加铝材的使用量是其 中的重要措施之一。
最新钢与有色金属的焊接
钢与有色金属的焊接异种金属结构中最常用的材料是钢，钢具有一系列优良的性能，如力学性能、焊接性、热稳定性等。
铝、铜、镍、钛等有色金属具有良好的耐蚀性、较高的比强度以及在低温下能保持良好力学性能等特点，在航空、汽车、电工、化工、国防等工业部门被广泛采用。
钢与有色金属焊接构成的异种结构具有优良的导电、导热及耐蚀等性能，并且在节约材料、合理利用资源方面起到重要的作用。
因此，钢与有色金属的连接具有十分重要的意义。
1.钢与铝及铝合金的焊接近年来，在国外工业生产中，采用“钢+铝”双金属焊接结构的产品越来越多。
由于铝及铝合金的密度、比强度高，且具有良好的导电性、导热性和耐蚀性，为了充分发挥材料的固有性能和节省材料，将钢与铝及铝合金焊接成为异种金属结构，具有独特的优势和良好的经济效益。
1.1焊接特点铁与铝既可以形成固溶体、金属间化合物，又可以形成共晶体。
铁在固态铝中的溶解度极小，室温下铁几乎不溶于铝，所以含微量铁的铝合金在冷却过程中会产生金属间化合物FeAl3。
随着含铁量的增加，相继出现Fe2Al、Fe2Al7、Fe2Al5、Fe2Al2和FeAl等，其中Fe2Al5的脆性最大。
钢与铝及铝合金的物理性能对比见表1。
由于在铝合金中的铁总是以金属间化合物形式存在，其存在会影响铝的力学性能和焊接性能。
铝中加入铁会提高强度和硬度，降低塑性，增大脆性，对焊接性影响严重。
并且铝在铁中的溶解度比铁在铝中的溶解度在很多倍，含大量铝的钢，具有某些良好的性能（如抗氧化性），但含铝量超过5%以上时具有较大的脆性，严重地影响焊接性。
（1）熔焊特点钢与铝及铝合金的物理性能相差很远，这给两者之间的焊接造成了困难。
焊接时低熔点的铝先熔化，此时钢件仍处在固体加热状态；钢与铝的线膨胀系数相差悬殊，焊接过程中接头处会产生很大的热应力，增加了裂纹倾向；此外，铝高温时容易氧化，能形成高熔点的氧化膜（Al2O3），Al2O3既能形成焊缝夹渣，又直接影响焊缝的熔合，是铝焊接中的主要问题之一。
常用金属材料的焊接资料精选课件PPT
2021/3/2
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二、冷焊法
焊补前工件不预热（或<400℃）。冷焊法方 便、灵活、效率高、成本低、劳动条件好。
冷焊法关键：焊条的选用。 冷焊法以焊条电弧焊为多。 关于冷焊法焊条选用： 1.一般非加工面焊补，选钢芯或铸铁芯铸铁 焊条； 如： E5016、高钒Z116；
2021/3/2
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2.重要铸件加工面的焊补,选镍基铸铁焊条；
由铸铁的表现,铸铁的焊补常采用方法有：
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气焊、焊条电弧焊(个别大件可用电渣焊)。
铸铁焊补按焊前是否预热可分为：
热焊法和冷焊法
一、热焊法
焊前预热(600～700℃),焊后缓冷,能防止白 口和裂纹,焊质好；焊后可切削。但成本高,劳动 条件差。
对铸铁进行热焊补使用气焊比较方便。用专
门铸铁棒焊条，配以CJ201气焊焊剂。
如 EZNi (Z308)； 3.焊后须加工的灰铁件焊补,选铜基铸铁焊条; 如： EZNiCu (Z508)。
§6 有色（非铁）金属焊接
一、铜及铜合金的焊接 铜及铜合金的焊接比低碳钢困难的多,其特点 1.难熔合； 2.易变形。
2021/3/2
12
原因： 1.铜导热性很高(纯铜为低碳钢的8倍), 散
汇报人：XXX 汇报日期：20XX年XX月XX日
感谢您的观看！本教学内容具有更强的时代性和丰富性，更适合学习需要和特点。为了 方便学习和使用，本文档的下载后可以随意修改，调整和打印。欢迎下载！
2021/3/2
14
低合金高强度钢焊接特点： 淬硬和裂纹倾向增大！ 焊接方法与工艺： 一般按(屈服)强度分等级，常用焊条电弧焊和 埋弧焊焊接，其焊接材料选用如下表：
2021/3/2
金属焊接(ppt 32)
钎焊接头的形成过程
钎焊接头的形成包括两个过程：⑴ 钎料熔化和流入、 填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程；⑵ 液态钎料与 钎焊金属相互作用。
钎料填充焊缝过程示意图 液态钎料和固态金属之间的相互作用
软钎焊和硬钎焊
➢ 软钎焊
软钎焊是指使用的钎料熔点低于450℃的钎焊，通常 用烙铁加热。软钎焊的接头强度不高（＜70MPa）。
第三节 压 力 焊
压力焊（俗称固态焊）是在压力（或同时加热）作 用下，在被焊的分离金属结合面产生塑性变形而使金属 连接成为整体的焊接工艺。
电阻焊
电阻焊是利用电流通过被焊工件以及接触部分产生 电阻热，使接触部位达到塑性或局部熔化状态，加压焊 合而使工件焊接在一起的焊接方法。
➢ 焊接分类
根据焊接接头
得正火组织。机械性能改善。
部分相变区：最高加热温度比Ac1～Ac3稍高，珠光体和部
分铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，机械性能稍差。
一般，低碳钢焊件的热影响区较窄，危害性较小， 焊后可直接使用；对于碳素钢和低合金钢焊件，焊后可 进行正火处理，细化晶粒，改善机械性能；对于无法进 行热处理的焊件，则需正确选择焊接方法和工艺条件， 来减小热影响区的范围。
含少量锑的锡铁合金钎料应用最广泛。 软 钎 焊 所 用 的 钎 剂 主 要 有 ： 松 香 、 ZnCl2 溶 液 、 ZnCl2钎剂膏等（钎剂主要用来清除氧化物，保护钎焊区， 增加润湿性）。 软钎料主要应用于焊接受力不大的常温工作的仪表、 导电元件等。
➢ 硬钎焊
硬钎焊是指使用的钎料熔点高于450℃的钎焊。其主 要加热方式有：火焰加热、电阻加热、感应加热、炉内加 热、盐浴加热等。软钎焊的接头强度不高（＞500MPa）。
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
钎焊接头的形成包括两个过程：⑴ 钎料熔化和流入、 填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程；⑵ 液态钎料与 钎焊金属相互作用。
钎料填充焊缝过程示意图 液态钎料和固态金属之间的相互作用
软钎焊和硬钎焊
➢ 软钎焊
软钎焊是指使用的钎料熔点低于450℃的钎焊，通常 用烙铁加热。软钎焊的接头强度不高（＜70MPa）。
第三节 压 力 焊
压力焊（俗称固态焊）是在压力（或同时加热）作 用下，在被焊的分离金属结合面产生塑性变形而使金属 连接成为整体的焊接工艺。
电阻焊
电阻焊是利用电流通过被焊工件以及接触部分产生 电阻热，使接触部位达到塑性或局部熔化状态，加压焊 合而使工件焊接在一起的焊接方法。
➢ 焊接分类
根据焊接接头
得正火组织。机械性能改善。
部分相变区：最高加热温度比Ac1～Ac3稍高，珠光体和部
分铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，机械性能稍差。
一般，低碳钢焊件的热影响区较窄，危害性较小， 焊后可直接使用；对于碳素钢和低合金钢焊件，焊后可 进行正火处理，细化晶粒，改善机械性能；对于无法进 行热处理的焊件，则需正确选择焊接方法和工艺条件， 来减小热影响区的范围。
含少量锑的锡铁合金钎料应用最广泛。 软 钎 焊 所 用 的 钎 剂 主 要 有 ： 松 香 、 ZnCl2 溶 液 、 ZnCl2钎剂膏等（钎剂主要用来清除氧化物，保护钎焊区， 增加润湿性）。 软钎料主要应用于焊接受力不大的常温工作的仪表、 导电元件等。
➢ 硬钎焊
硬钎焊是指使用的钎料熔点高于450℃的钎焊。其主 要加热方式有：火焰加热、电阻加热、感应加热、炉内加 热、盐浴加热等。软钎焊的接头强度不高（＞500MPa）。
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
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钢与有色金属的焊接－1
雷永平
主要内容
概论 钢与铝及其合计的焊接
概论
铝、铜、镍、钛等有色金属具有良好的耐蚀性， 较高的比强度以及在低温下能保持良好的力学 性能等特点。
有色＋钢复合制品：提高复合性能，导热导电， 耐蚀，提高焊接产品的使用寿命，节约材料。
应用：航空、汽车、化工、国防
钢与铝及其合金的焊接
钢与铝及其合金的焊接
1、铝及合金的特点
铝及合金分类、成分和性能
特点：
纯铝（Al)熔点：665℃，密度，2.7g/cm3,合金熔 点约566 ℃，比强度高，热容大，熔化潜热高，； 致密氧化膜，耐蚀性好，导电导热性好，纯铝导热 性是低碳钢的6陪，线膨胀系数是低碳钢的2陪。塑 性好，易加工成型和铸造各类零件。
钢与铝及其合金的焊接
纯铝和铝合金牌号命命
GB/T3190-1996和GB/16474－1996
4位字符牌号
1×××或1A×× 纯铝
2×××
Al－Cu
3×××
Al－Mn
4×××
Al－Si
5×××
Al－Mg
6×××
Al－Mg－Si
7×××
Al－Zn
8×××
Al－其他
9×××
Al－备用
钢与铝及其合金的焊接
510
热导率 /W.m-1.K-1
77.5 16.3 217.7 146.5 117.2 163.3 121.4
159.1
密 度 /g.cm-3 7.86 7.98 2.70 2.67 2.64 2.73 2.78
2.80
线膨胀系数 /10-6.K-1
电阻率 /10-6.Ω.cm
11.76
1.5
16.6
工业纯铝 变形铝合金 铸造铝合金
分类 铸造铝合金
铝及合金分类、成分和性能
合金名称 简单铝硅合金
合金系 Al-Si
性能特点
铸造性能好，不能热处 理强化，力学性能较低
示例 ZL102
特殊铝硅合金
铝铜铸造合金 铝镁铸造合金
Al-Si-Mg Al-Si-Cu Al-Si-Mg-Cu Al-Si-Mg-Cu-Ni Al-Cu
1994年以来, 美国政府已为此投入了15亿美元的研究开发资金,美国 3大汽车公司仅在1999年就投入了开发经费共达98亿美元, 减轻整 车重量是其中的一个核心目的。布什新政府在2002年则推出了一 个自由车项目,该项目的长期目标是高效、价廉、无污染,汽车轻量 化也是重要研究内容之一。
钢与铝及其合金的焊接
钢与铝及其合金的焊接
2、钢与铝及其合金的焊接特性
在汽车工业生产中,采用“钢+铝”双金属焊接结构成为汽车轻量 化的首选方案, 这必然涉及到铝和钢两种材料之间的连接。
从21世纪初开始,国内外许多研究机构和汽车生产厂家便一直在寻找 一种有效的焊接方法来减轻汽车的重量。美国成立了“新一代汽车 合作计划” 。
Al-Mg
铸造性能良好，可热处 理强化，力学性能较高
耐热性好，铸造性能与 抗蚀性差 力学性能高，抗蚀性好
ZL101 ZL107 ZL105,ZL110 ZL109 ZL201
ZL301
铝锌铸造合金
Al-Zn
能自动淬火，宜于压铸 ZL401
铝稀土铸造合金
Al-Re
耐热性能好
变形铝合 不能热处理强化 防锈铝
2、钢与铝及其合金的焊接特性
近年来，环保问题越来越受到世界各国的重视,汽车工业 为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量,因此 对汽车用材料提出了更高的要求。增加铝材的使用量是其 中的重要措施之一。
在国外工业生产中，采用“钢＋铝”双金属焊接结构的产 品越来越多。由于铝及铝合金的密度小、比强度高，且具 有良好的导电性、导热性和耐蚀性，为了充分发挥材料的 固有性能和节省材料，将钢与铝及铝合金焊接成为异种金 属结构，具有独特的优势和良好的经济效益
1、铝及合金的特点
铝及合金分类、成分和性能
特点：
纯铝（Al)熔点：665℃，密度，2.7g/cm3,合金熔 点约566 ℃，比强度高，热容大，熔化潜热高，； 致密氧化膜，耐蚀性好，导电导热性好，纯铝导热 性是低碳钢的6陪，线膨胀系数是低碳钢的2陪。塑 性好，易加工成型和铸造各类零件。
工业纯铝 变形铝合金 铸造铝合金
钢与铝及其合金的焊接
钢与铝及铝合金的物理性能对比
材
料
钢
铝及铝合 金
碳钢Q235 不锈钢1Cr18Ni9Ti 纯铝1060（L2） 防锈铝5A03(LF3) 防锈铝5A06(LF6) 防锈铝3A21(LF21) 硬铝2A12(LY12)
硬铝2A14(LD10)
熔点 /℃
1500 1450 658 610 580 643 502
金
铝合金
可热处理强化铝 合金
硬铝 超硬铝 锻铝
Al-Mn Al-Mg
Al-Cu-Mg Al-Cu-Mg-Zn Al-Mg-Si-Cu Al-Cu-Mg-Fe-Ni
抗蚀性、压力加工性与 焊接性能好，但强度较 低
力学性能高
室温强度最高
锻造性能好 耐热性能好
3A21 5A05
2A11,2A12 7A04,7A09 2A14,2A50 2A70,2A80
钢与铝及其合金的焊接
铝中加入铁会提高强度和硬度，降低塑性，增大脆性，对焊 接性影响严重。并且铝在铁中的溶解度比铁在铝中的溶解度 在很多倍，含大量铝的钢，具有某些良好的性能（如抗氧化 性），但含铝量超过5％以上时具有较大的脆性，严重地影响 焊接性。
熔点相差大 _ Al先熔，钢处于固态 线膨胀系数相差大 _ 热应力，热裂纹 Al氧化 _ Al2O3， 焊缝夹渣 助焊剂使用
2、钢与铝及其合金的焊接特性
铁与铝既可以形成固溶体、金属间化合物，又可以 形成共晶体。铁在固态铝中的溶解度极小，室温下 铁几乎不溶于铝，所以含微量铁的铝合金在冷却过 程中会产生金属间化合物FeAl3。随着含铁量的增 加，相继出现Fe2Al、Fe2Al7、Fe2Al5、Fe2Al2 和FeAl等，其中Fe2Al5的脆性最大。由于在铝合金 中的铁总是以金属间化合物形式存在，其存在会影 响铝的力学性能和焊接性能。
2、钢与铝及其合金的焊接特性
汽车轻量化的要求必然涉及到铝钢之间的焊接,而铝 钢之间的焊接一直是焊接领域的热点问题和难点问 题,
铝钢焊接的主要问题： 两者之间的的固溶度较低、热物理性能差异较大, 并
且两者极易反应生成脆性的金属间化合物, 这种脆 性的金属间化合物极大地降低了焊接接头的力学性 能
钢与铝及其合金的焊接
雷永平
主要内容
概论 钢与铝及其合计的焊接
概论
铝、铜、镍、钛等有色金属具有良好的耐蚀性， 较高的比强度以及在低温下能保持良好的力学 性能等特点。
有色＋钢复合制品：提高复合性能，导热导电， 耐蚀，提高焊接产品的使用寿命，节约材料。
应用：航空、汽车、化工、国防
钢与铝及其合金的焊接
钢与铝及其合金的焊接
1、铝及合金的特点
铝及合金分类、成分和性能
特点：
纯铝（Al)熔点：665℃，密度，2.7g/cm3,合金熔 点约566 ℃，比强度高，热容大，熔化潜热高，； 致密氧化膜，耐蚀性好，导电导热性好，纯铝导热 性是低碳钢的6陪，线膨胀系数是低碳钢的2陪。塑 性好，易加工成型和铸造各类零件。
钢与铝及其合金的焊接
纯铝和铝合金牌号命命
GB/T3190-1996和GB/16474－1996
4位字符牌号
1×××或1A×× 纯铝
2×××
Al－Cu
3×××
Al－Mn
4×××
Al－Si
5×××
Al－Mg
6×××
Al－Mg－Si
7×××
Al－Zn
8×××
Al－其他
9×××
Al－备用
钢与铝及其合金的焊接
510
热导率 /W.m-1.K-1
77.5 16.3 217.7 146.5 117.2 163.3 121.4
159.1
密 度 /g.cm-3 7.86 7.98 2.70 2.67 2.64 2.73 2.78
2.80
线膨胀系数 /10-6.K-1
电阻率 /10-6.Ω.cm
11.76
1.5
16.6
工业纯铝 变形铝合金 铸造铝合金
分类 铸造铝合金
铝及合金分类、成分和性能
合金名称 简单铝硅合金
合金系 Al-Si
性能特点
铸造性能好，不能热处 理强化，力学性能较低
示例 ZL102
特殊铝硅合金
铝铜铸造合金 铝镁铸造合金
Al-Si-Mg Al-Si-Cu Al-Si-Mg-Cu Al-Si-Mg-Cu-Ni Al-Cu
1994年以来, 美国政府已为此投入了15亿美元的研究开发资金,美国 3大汽车公司仅在1999年就投入了开发经费共达98亿美元, 减轻整 车重量是其中的一个核心目的。布什新政府在2002年则推出了一 个自由车项目,该项目的长期目标是高效、价廉、无污染,汽车轻量 化也是重要研究内容之一。
钢与铝及其合金的焊接
钢与铝及其合金的焊接
2、钢与铝及其合金的焊接特性
在汽车工业生产中,采用“钢+铝”双金属焊接结构成为汽车轻量 化的首选方案, 这必然涉及到铝和钢两种材料之间的连接。
从21世纪初开始,国内外许多研究机构和汽车生产厂家便一直在寻找 一种有效的焊接方法来减轻汽车的重量。美国成立了“新一代汽车 合作计划” 。
Al-Mg
铸造性能良好，可热处 理强化，力学性能较高
耐热性好，铸造性能与 抗蚀性差 力学性能高，抗蚀性好
ZL101 ZL107 ZL105,ZL110 ZL109 ZL201
ZL301
铝锌铸造合金
Al-Zn
能自动淬火，宜于压铸 ZL401
铝稀土铸造合金
Al-Re
耐热性能好
变形铝合 不能热处理强化 防锈铝
2、钢与铝及其合金的焊接特性
近年来，环保问题越来越受到世界各国的重视,汽车工业 为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量,因此 对汽车用材料提出了更高的要求。增加铝材的使用量是其 中的重要措施之一。
在国外工业生产中，采用“钢＋铝”双金属焊接结构的产 品越来越多。由于铝及铝合金的密度小、比强度高，且具 有良好的导电性、导热性和耐蚀性，为了充分发挥材料的 固有性能和节省材料，将钢与铝及铝合金焊接成为异种金 属结构，具有独特的优势和良好的经济效益
1、铝及合金的特点
铝及合金分类、成分和性能
特点：
纯铝（Al)熔点：665℃，密度，2.7g/cm3,合金熔 点约566 ℃，比强度高，热容大，熔化潜热高，； 致密氧化膜，耐蚀性好，导电导热性好，纯铝导热 性是低碳钢的6陪，线膨胀系数是低碳钢的2陪。塑 性好，易加工成型和铸造各类零件。
工业纯铝 变形铝合金 铸造铝合金
钢与铝及其合金的焊接
钢与铝及铝合金的物理性能对比
材
料
钢
铝及铝合 金
碳钢Q235 不锈钢1Cr18Ni9Ti 纯铝1060（L2） 防锈铝5A03(LF3) 防锈铝5A06(LF6) 防锈铝3A21(LF21) 硬铝2A12(LY12)
硬铝2A14(LD10)
熔点 /℃
1500 1450 658 610 580 643 502
金
铝合金
可热处理强化铝 合金
硬铝 超硬铝 锻铝
Al-Mn Al-Mg
Al-Cu-Mg Al-Cu-Mg-Zn Al-Mg-Si-Cu Al-Cu-Mg-Fe-Ni
抗蚀性、压力加工性与 焊接性能好，但强度较 低
力学性能高
室温强度最高
锻造性能好 耐热性能好
3A21 5A05
2A11,2A12 7A04,7A09 2A14,2A50 2A70,2A80
钢与铝及其合金的焊接
铝中加入铁会提高强度和硬度，降低塑性，增大脆性，对焊 接性影响严重。并且铝在铁中的溶解度比铁在铝中的溶解度 在很多倍，含大量铝的钢，具有某些良好的性能（如抗氧化 性），但含铝量超过5％以上时具有较大的脆性，严重地影响 焊接性。
熔点相差大 _ Al先熔，钢处于固态 线膨胀系数相差大 _ 热应力，热裂纹 Al氧化 _ Al2O3， 焊缝夹渣 助焊剂使用
2、钢与铝及其合金的焊接特性
铁与铝既可以形成固溶体、金属间化合物，又可以 形成共晶体。铁在固态铝中的溶解度极小，室温下 铁几乎不溶于铝，所以含微量铁的铝合金在冷却过 程中会产生金属间化合物FeAl3。随着含铁量的增 加，相继出现Fe2Al、Fe2Al7、Fe2Al5、Fe2Al2 和FeAl等，其中Fe2Al5的脆性最大。由于在铝合金 中的铁总是以金属间化合物形式存在，其存在会影 响铝的力学性能和焊接性能。
2、钢与铝及其合金的焊接特性
汽车轻量化的要求必然涉及到铝钢之间的焊接,而铝 钢之间的焊接一直是焊接领域的热点问题和难点问 题,
铝钢焊接的主要问题： 两者之间的的固溶度较低、热物理性能差异较大, 并
且两者极易反应生成脆性的金属间化合物, 这种脆 性的金属间化合物极大地降低了焊接接头的力学性 能
钢与铝及其合金的焊接