铝及铝合金焊接 (2)

xx职业技术学院

毕业设计（论文）题目铝及铝合金焊接工艺适应性研究

系别材料工程系

学生姓名xxxx

学号1002040135

专业名称焊接技术及自动化

指导教师xx

2012年12月4日

摘要

铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展, 对铝合金焊接结构件的需求日益增多, 使铝合金的焊接性研究也随之深入。掌握铝合金的焊接性特点、焊接操作技术、接头质量和性能、缺陷的形成及防止措施等, 对正确制定铝合金的焊接工艺, 获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意义。铝的重量轻和耐腐蚀是其性能的两大突出特点, 纯铝的密度约为2.7 g/cm3, 仅为铁、铜密度的1/3；铝及铝合金的表面易生成一层致密、牢固的Al2O3保护膜，这层保护膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏，因此具有很好的耐大气（包括工业性大气和海洋大气）腐蚀和水腐蚀的能力，能抵抗多数酸和有机物的腐蚀。采用缓蚀剂，可耐弱碱液腐蚀；采用保护措施，可以提高铝合金的耐蚀性能。在各种牌号的变形铝及铝合金中，铝锰和铝镁合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优秀的抗蚀性和焊接性能。

铝及铝合金焊接特性氩弧焊

绪论

有色金属non-ferrous metal，狭义的有色金属又称为非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。随着科学技术的发展，有色金属的应用日趋广泛。虽然有色金属只占金属总量的5%左右，但有色金属在工程应用中的重要作用确实钢铁或其他材料无法代替的。有色金属具有特殊的性能，比常规钢铁材料的焊接更复杂，这给焊接工作带来很大的困难。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

第一章有色金属的分类

（一）、什么是金属和非金属，什么是黑色金属和有色金属，什么是合金？

目前，已知的的化学元素有118种，其中自然界只存在92种，科学家成功研制出并已经得到承认和命名的元素有18种，有8种元素没有得到承认和命名。人们通常把这些元素分成金属和非金属两大类。从物理性能上来看，具有导电性、导热性、可塑性以及特殊光泽的元素叫金属，反之是非金属。常见的金属有铁、铝、铜、镁、锌等。在非金属中，常温下呈气态的有氢、氧、氩等；常温下呈液态的有溴；常温下呈固态的有碳、硼等。

金属又可分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属通常是指铁、铬、锰和铁基合金，其他的金属合金称为有色金属。

合金是有两种或两种以上的金属元素与非金属元素所组合成的具有合金性质的物质。如3A21就是由铝和锰组成的以铝为基的合金。

（二）、有色金属的分类

有色金属按其性质、用途、产量及其在地壳中的储量状况一般分为有色轻金属、有色重金属、贵金属、稀有金属和半金属五大类。在稀有金属中，根据其物理化学性质、原料的共生关系、生产工艺流程等特点，又分稀有轻金属、稀有重金属、稀有难熔金属、稀散金属、稀土金属、稀有放射性金属。

第二章铝及铝合金性能的分析其特点

（一）、铝合金的分类、成分和性能

铝具有密度小、耐腐蚀性好、导电性及导热性高等良好性能，特别是在纯铝中加入各种合金元素而成的铝合金，强度显著提高，在国民经济中得到了广泛应用。铝的储藏量极为丰富，是地壳中分布广泛的一种活泼的化学元素，储藏量为7.5%，比铁、铜大的多，因而用铝或铝合金代替铜或其他贵金属，具有很大的经济价值。

1、铝及其合金的分类及性能

工业是指用工业方法大规模生产的纯铝，其纯度为99.7%-98.8%，工业纯铝中还含有铁、硅等少量杂质。工业纯铝的牌号和化学成分见表。纯铝的熔点只有660℃。铝的化学活泼性很高，易于空气中的氧作用生成一层牢固、致密的氧化膜，起到保护作用，因而铝对空气、氨及硫气体、淡水、酸等有很好的耐腐蚀性。铝的导热性约为低碳钢的5倍，纯铝塑性好，强度不高。

表2-1.工业纯铝的化学成分和牌号

2、铝合金

铝合金可分为变形铝合金（双分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）铸造铝合金。变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料；铸造铝合金以合金铸锭供应。铝合金分类示意见图1-1。铝合金的分类及性能特点见表1-1。

按GB/T3190—1996和

GB/T16474—1966的规定，铝合金牌

号命名的基本原则是：可直接采用国

际四位数字体系牌号。四位字符牌号

的第一位、第三位、第四位为阿拉伯

数字，第二位为英文大写字母。2×

××为Al－Cu系，3×××为Al－Mn

系，4×××为Al－Si系，5×××

为Al－Mg系，6×××为Al－Mg－Si

系，7×××为Al－Zn系，8×××

为Al－其他元素，9×××为Al－备

用系。这样，我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。

表2-2 铝合金的分类及性能特点

合金名称合金系性能特点示例

变形铝合金非

热

处

理

强

化

铝

合

防锈铝

Al-Mn

抗蚀性、压力加工性

与焊接性能好，但强

度较低

3A21

Al-Mg

5A05