铝合金与不锈钢的焊接工艺
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铝合金与不锈钢的焊接
本组成员：
何泰 CD20150517 朱志权 CD20150502 赵川 CD20150523 唐靖炎 CD20150532
一、铝合金的焊接工艺
1、铝及铝合金的焊接性
（1）强的氧化能力
铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点 过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧 之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。 清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。
4、铝及铝合金钨极氩弧焊（TIG焊）的焊接工艺
（1）焊丝的选用 HS311是一种通用焊丝，采用这种焊丝焊接时，金属流 抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现 降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝-镁合金时应采用HS331。 （2）焊接接头及坡口形式 坡口形式。 （3）焊接电源 应选用交流电源。
18-8钢 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 25-20钢 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 25-35钢 0Cr21Ni32 4Cr25Ni35
（1）焊接分析 1）接头的耐蚀性 变形能力强、含碳量低，焊接性良好； 问题：腐蚀、焊接热裂纹、铁素体含量的控制、脆
（3）缝隙腐蚀 金属构件中发生的斑点状宏观蚀坑； 原因：间隙中溶液流动发生迟滞，致使溶液中局部cl-浓化，不锈钢表面钝化
（4）晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。 原因：贫铬理论
（5）应力腐蚀 在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下而引起的断裂。
3、A（奥氏体）不锈钢的焊接
显微组织：奥氏体 成分：高铬不锈钢+适量的Ni 典型钢种：
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。 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 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 等，也可得到较好的焊接效果。
5、铝及铝合金熔化极氩弧焊（MIG焊）焊接工艺
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 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 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 ，板厚较大时，也只需预热起弧部位。
铝及铝合金钨极氩弧焊（TIG焊）
这 种 焊 接 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 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 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 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。
（2）垫板 为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放 用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。
（3）预热 对薄、小的焊件ห้องสมุดไป่ตู้般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时 近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。
3、铝合金焊接后的清理工作 焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理干净，否
（1）焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生 施。
1）化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成 学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺。
2）机械清理 先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污 至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊 。
（5）接头不等强度
铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法 及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合 只有母材的40%～50%。
（6）焊穿
铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材 因温度过高无法察觉而导至焊穿。
2、铝合金焊接前进行的准备工作
（2）较大的热导率和比热容
铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到 焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。
（3）热裂纹倾向大
线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金 内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝
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 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 的电源是交流脉冲。
铝及铝合金熔化极氩弧焊（MIG 焊）
二、不锈钢的焊接工艺
1、不锈钢的性能
（1）物理性能 热导率小、线膨胀系数大、电阻率大。
（2）耐腐蚀性 1）化学腐蚀: 金属与介质 ( 干燥气体和非电解质溶液 ) 发生化学反应
残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。 除焊件上残存的污物。 常用的清渣方法和步骤： 1）在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。 2）将焊件在温度为60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液或重铬 10min，并用硬毛刷仔细洗刷。 3）在热水中冲刷洗涤焊件。 4）将焊件用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。
（4）容易形成气孔
形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660 的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气 合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝 气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及 附的水分都是氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。
:高温氧化、脱碳等。 特点：无电流产生
2）电化学腐蚀:金属与介质 ( 电解质溶液，即酸、碱、盐溶液 )发生电 腐蚀。
特点：有电流产生。
2、不锈钢的腐蚀形式
（1）均匀腐蚀 接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。
（2）点蚀 在金属材料表面产生尺寸小于1.0mm的穿孔性或蚀坑性宏观腐蚀； 原因：材料表面钝化膜局部破坏引起； 预防措施：A、降低cl-浓度；B、减少夹杂物，增加均匀性；C、降低含碳量
本组成员：
何泰 CD20150517 朱志权 CD20150502 赵川 CD20150523 唐靖炎 CD20150532
一、铝合金的焊接工艺
1、铝及铝合金的焊接性
（1）强的氧化能力
铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点 过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧 之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。 清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。
4、铝及铝合金钨极氩弧焊（TIG焊）的焊接工艺
（1）焊丝的选用 HS311是一种通用焊丝，采用这种焊丝焊接时，金属流 抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现 降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝-镁合金时应采用HS331。 （2）焊接接头及坡口形式 坡口形式。 （3）焊接电源 应选用交流电源。
18-8钢 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 25-20钢 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 25-35钢 0Cr21Ni32 4Cr25Ni35
（1）焊接分析 1）接头的耐蚀性 变形能力强、含碳量低，焊接性良好； 问题：腐蚀、焊接热裂纹、铁素体含量的控制、脆
（3）缝隙腐蚀 金属构件中发生的斑点状宏观蚀坑； 原因：间隙中溶液流动发生迟滞，致使溶液中局部cl-浓化，不锈钢表面钝化
（4）晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。 原因：贫铬理论
（5）应力腐蚀 在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下而引起的断裂。
3、A（奥氏体）不锈钢的焊接
显微组织：奥氏体 成分：高铬不锈钢+适量的Ni 典型钢种：
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。 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 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 等，也可得到较好的焊接效果。
5、铝及铝合金熔化极氩弧焊（MIG焊）焊接工艺
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 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 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 ，板厚较大时，也只需预热起弧部位。
铝及铝合金钨极氩弧焊（TIG焊）
这 种 焊 接 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 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 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 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。
（2）垫板 为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放 用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。
（3）预热 对薄、小的焊件ห้องสมุดไป่ตู้般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时 近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。
3、铝合金焊接后的清理工作 焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理干净，否
（1）焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生 施。
1）化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成 学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺。
2）机械清理 先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污 至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊 。
（5）接头不等强度
铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法 及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合 只有母材的40%～50%。
（6）焊穿
铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材 因温度过高无法察觉而导至焊穿。
2、铝合金焊接前进行的准备工作
（2）较大的热导率和比热容
铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到 焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。
（3）热裂纹倾向大
线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金 内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝
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 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 的电源是交流脉冲。
铝及铝合金熔化极氩弧焊（MIG 焊）
二、不锈钢的焊接工艺
1、不锈钢的性能
（1）物理性能 热导率小、线膨胀系数大、电阻率大。
（2）耐腐蚀性 1）化学腐蚀: 金属与介质 ( 干燥气体和非电解质溶液 ) 发生化学反应
残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。 除焊件上残存的污物。 常用的清渣方法和步骤： 1）在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。 2）将焊件在温度为60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液或重铬 10min，并用硬毛刷仔细洗刷。 3）在热水中冲刷洗涤焊件。 4）将焊件用热空气吹干或在100℃干燥箱内烘干。
（4）容易形成气孔
形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660 的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气 合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝 气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及 附的水分都是氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。
:高温氧化、脱碳等。 特点：无电流产生
2）电化学腐蚀:金属与介质 ( 电解质溶液，即酸、碱、盐溶液 )发生电 腐蚀。
特点：有电流产生。
2、不锈钢的腐蚀形式
（1）均匀腐蚀 接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。
（2）点蚀 在金属材料表面产生尺寸小于1.0mm的穿孔性或蚀坑性宏观腐蚀； 原因：材料表面钝化膜局部破坏引起； 预防措施：A、降低cl-浓度；B、减少夹杂物，增加均匀性；C、降低含碳量