铝焊工艺教材

铝焊工艺教材

技术资料

铝

及

铝

合

金

类

二

武汉津联电气设备有限公司

二〇○九年十一月

内

容

前言

铝的种类

材料

合金元素的鉴别

铝焊的填充金属

焊接方法

铝焊丝的特殊性质

协同脉冲

铝焊接的保护气

焊前准备

焊接缺陷

前言

铝发现于 19 世纪初并且从 1880 年开始作为轻金属得到实际应用铝可以通过电解氧

化铝获得

应用领域

铝及铝合金逐渐取代了钢材料变得越来越重要铝的应用领域有

航空航天

汽车工业商运和客运

造船业

火车制造业

以及传统的钢结构领域如

建筑

棚架

储油罐

合金窗等

铝与钢相比的优点

密度小强度高

耐蚀性好

低温下韧性好

适合连续铸造成型生产

主要的合金成分

镁 03-7 细化晶粒提高强度

锰 03-12 增强抗腐蚀性盐水提高强度

铜 5 提高强度降低抗腐蚀性对铝的淬透性

有重要影响

硅 12 熔点低约为 577℃主要用于铸造铝合

金

铝的种类

电力工业 Al 995 1

输电线

变压器线

散热片

装饰品业

日用装饰

幕墙

板材管材AlMg 5

·储油罐造船

·管道仪器

型材 AlMgSi 6

·建筑装潢

门窗家具

·车身

铸铝AlSi 4

·齿轮箱

·发动机组

·汽缸盖

·机动车的铝轮毂

材料

分类

铝

变形铝

铸铝合

合金

金

可热处理强不可热处理可

热处理强不可热处理强

化铝合金强化铝合金化

铸铝合金化铸铝合金

AlMgSi AlMg G-AlCuSi G-AlSi

AlMgMn

G-AlCuTiMg

AlZnMg AlMnMg G-AlMgSi

G-AlSiCu

AlCuMg AlMn G-AlSiMg

G-AlMg

AlZnMgCu

纯铝

2 2

铝的抗腐蚀性好抗拉强度低接近 80Nmm 经冷变形强化后

可增加到 130Nmm 左右但

焊接后的焊缝金属却不具备这种冷变形强化的效果例如纯铝

Al999和 995

〉经验焊接时可获得很好的焊缝外观但强度很低

热处理强化锻造铝合金

铝与镁硅锌或铜的合金在热处理后能时效强化至 450Nmm2 左右如AlMg Si1 AlZn45Mg1

等等

这些材料经退火淬火处理后合金元素在微观结构上沉淀强化增强了铝的强度时效硬化可以

在室温下几天内完成也可以在80160℃的温度区间内以较短的时间内如60小时60 °C

24 小时 120 °C完成

焊后硬铝合金的焊接热影响区硬度降低发生软化现象输入的热量越多软化就越严重

随后的热处理可以恢复其硬度例如 AlZn45Mg1 这种合金在焊后进行简单的热处理就可以恢复到

它的原始硬度值

〉经验在用铝代替钢结构时最常用的是时效硬化铝合金重量可减轻 40

不可热处理强化铝合金

不可热处理强化铝合金采用热处理后大不到强化效果通常采用固溶强化加入镁锰后合

金的抗拉强度将增至 280Nmm2 左右

如 AlMg1AlMg3AlMg45Mn

〉经验不可热处理强化铝合金一般用于防腐蚀海水金属板交通工具网纹板等

铸造铝合金

铸造铝合金是在铝中加入硅合金元素通常只有修复性的焊接工作采用这种材料特殊焊条的

手工电弧焊TIG 或 MIG 气体保护焊修复性焊接尤其是要求焊缝金属特性与母材不能有任何

不同的焊接需采用与母材成分相同的填充金属焊接材料的氢含量不能太高抛光后焊缝的颜

色应与母材相同通常焊缝在经阳极氧化后颜色会有稍微的不同这种现象对于含硅元素的铸铝的

焊接尤其明显

〉经验因为铸铝的熔点低所以熔滴流动速度快焊速高焊缝表面清洁

铝的裂纹倾向取决于Si Cu 和 Mg 的含量

注意铝镁合金具有很高的裂纹倾向焊接时要采用收弧填弧坑工艺

锌则可抵制热裂纹倾向

最大热裂纹风险 Mg 在 0525之间

Si 在 0315之间

裂纹

为了防止热裂纹焊接通常采用合金成分的填充金属

弧坑裂纹通常由于铝的强大的收缩性而形成它们可通过使用收弧板或填弧坑程序焊接电源必须

具备此程序避免

６

铝焊工艺

焊缝的焊前清理去毛刺除油也对防止裂纹有帮助

图 3 填充金属和母材的合适搭配与锻造铝合金的裂纹敏感性的关系

填充金属影响材料的裂纹敏感性填充金属和母材的合适搭配可

减少裂纹倾向

AlMg45Mn合金的焊接热裂纹倾向和特性当

1．介绍

AlMg45Mn合金广泛的用于焊接结构件它们被证实非常适合用于航空和化工领域和用于LNG上

的运输容器匈牙利在1950年代首次被开发为造船用

当计算设计元件时显然有增加载重量的优势当然这需深入的金属材料特性知识以服从各种不同

的负载情况

对于AlMg45Mn这种特别的合金来说困难在于大多数标准和规则允许很大的镁和锰元素的含量公

差范围 40 - 49 Mg 04 - 1 Mn 这会引起机械性能的随机波动导致承载能力的不准