铝和铝合金的焊接
铝与铝合金的焊接方法
铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。
针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。
关键词:铝合金搅拌摩擦焊激光焊激光- 电弧复合焊电子束焊1 铝合金焊接的特点铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。
铝合金焊接有几大难点:①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍;②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺;③铝合金焊接容易产生气孔;④铝合金焊接易产生热裂纹;⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2～4 倍。
因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。
2 铝合金的先进焊接工艺针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。
2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。
图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。
其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。
图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。
由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。
铝和铝合金扩散焊接
铝和铝合金扩散焊接摘要：一、铝及铝合金概述二、扩散焊接原理三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备2.焊接参数选择3.焊接过程中注意事项四、焊接接头性能分析五、应用实例及优缺点六、发展趋势与展望正文：一、铝及铝合金概述铝及铝合金在我国工业领域具有广泛的应用，其优良的性能如轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等，使其在航空、航天、交通运输、建筑等领域受到青睐。
然而，铝及铝合金的焊接性能相对较差，传统的焊接方法难以获得高质量的焊接接头。
为此，扩散焊接技术应运而生，成为解决这一问题的有效手段。
二、扩散焊接原理扩散焊接是一种固态连接方法，通过高温和压力作用下，使焊接界面两侧的金属原子发生扩散，从而实现连接。
在扩散焊接过程中，焊接参数的选择至关重要，直接影响到焊接接头的质量。
三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备在进行铝和铝合金扩散焊接前，应充分了解焊接材料的性能、焊接接头的使用要求等，以确保选用合适的焊接参数。
此外，还需对焊接表面进行严格清理，去除油污、氧化膜等，以提高焊接质量。
2.焊接参数选择焊接参数主要包括焊接温度、保温时间、焊接压力和冷却速度等。
焊接温度的选择应使焊接界面两侧金属的原子扩散速度达到最佳，一般控制在400-500℃；保温时间要充分保证扩散过程的进行；焊接压力根据焊接件的厚度和性能要求选取，一般为0.5-1.0MPa；冷却速度应适当，过快会导致焊接接头性能下降。
3.焊接过程中注意事项在焊接过程中，应严格控制焊接参数，确保焊接过程中焊接件的变形和裂纹等缺陷。
同时，要注意观察焊接接头的形成情况，及时调整焊接参数，以获得最佳的焊接效果。
四、焊接接头性能分析铝和铝合金扩散焊接接头的性能较好，可以实现无缝连接，提高焊接接头的强度和耐腐蚀性能。
此外，焊接接头的性能还与焊接参数、焊接材料等因素密切相关。
通过合理调整焊接参数和选用合适的焊接材料，可以进一步提高焊接接头的性能。
五、应用实例及优缺点铝和铝合金扩散焊接在航空航天、交通运输、建筑等领域具有广泛的应用。
铝及铝合金在焊接时容易出现哪些问题
铝及铝合金在焊接时容易出现哪些问题？1、极易敏化铝不论是固态或液态都极易氧化，生成三氧化二铝薄膜。
氧化膜熔点很高，为2050℃，而铝的熔点仅为658℃。
A1203具有很高的电阻，在电弧焊中，相当于电弧与工件之间有一层绝缘层，使电弧燃烧不稳定。
氧化膜妨碍焊接过程的顺利进行，而且氧化铝的密度大于铝，因此造成焊缝夹渣和成形不良。
2、熔化时无颜色变化铝从固体到液体的升温过程中没有颜色变化，温度稍高就会造成金属塌陷和熔池烧穿。
再者，由于高熔点的氧化膜覆盖在熔池表面，给观察母材的熔化、熔合情况带来困难。
这样就增加了焊接工艺上控制温度的难度，稍不注意，整个接头就会塌落，所以铝的焊接比钢材焊接要困难得多。
3、易变形由于铝的导热系数是铁的2倍，凝固时的收缩率比铁大2倍，所以铝焊件变形大，如果措施不当就会产生裂纹；并且在焊接时，因导热性好，需要较大的焊接热量才能熔化接头。
因此，一般要求对焊件预热，并采用强规范，由此也恶化了焊接工艺条件。
4、易产生气孔铝及铝合金在焊接时，在空气中马上氧化生成A1203，不但阻碍金属熔合，还会吸收一定的水分。
焊丝表面和母材表面氧化膜吸收的水分，在电弧作用下分解出来的氢被液态金属铝吸收。
此外，焊条药皮中的潮气、空气中的水分也都是氢的来源。
铝合金的一个特征是，氢在液态金属中的溶解度随温度变化的幅度大，又由于铝导热性能好，焊缝凝固快，因此来不及逸出的氢气便形成很多气孔。
铝的纯度愈高，产生气孔的倾向就愈大。
5、易开裂铝合金的凝固不是在某一温度下进行，而是在一温度区间进行。
在开始凝固时温度较高，焊缝呈液-固状态，液态金属比较多，此时的收缩量可由未凝固的液态金属补充；在最后凝固之前，焊缝呈固液状态，液态金属已很少，以间层状存在，由于此时温度处于凝固温度区间的下限，已产生很大的收缩，这样就会在液态的层间处拉开，若无液体补充，便形成裂纹。
一般说，纯铝不易产生凝固裂纹，防锈铝合金裂纹倾向也很小，但硬铝、超硬铝等经热处理强化的铝合金的热裂纹倾向较大。
铝及铝合金焊接技术条件
铝及铝合金焊接技术条件铝及铝合金焊接技术条件可真是个让人又爱又恨的话题。
咱们都知道，铝这种金属轻得像小鸟，强度却能媲美一些重型金属，真是个怪才！可别小看了它，焊接起来可不是件简单的事。
铝合金就像个性格复杂的朋友，有时候温柔得像小绵羊，有时候又硬得像石头，真让人头疼。
首先说说焊接的准备工作吧。
这可是个“好事多磨”的过程。
你得先把焊接的材料搞清楚，别以为随便找个铝片就能上阵。
铝合金分很多种，什么6061、7075的，不同的合金，性能差异可大了。
就像你和朋友聚会，选择不同的餐馆，口味大相径庭，选对了才能吃得开心。
然后呢，清洁工作可马虎不得，铝表面那层氧化膜可不是好惹的，得用专门的清洗剂把它清理干净。
不然焊接的时候可会冒出火花，真是“火上浇油”，一不小心就全毁了。
接下来就是焊接的选择了。
常见的有TIG焊和MIG焊。
听起来高大上，其实就像你在厨房里选择做饭的方式，TIG焊就像是慢火煲汤，温柔细腻；而MIG焊就像快手炒菜，快速又高效。
你得根据需求来选择，想要强度高的焊缝，TIG焊是个不错的选择，速度慢了点，但绝对稳当。
MIG焊速度快，适合大批量生产，省时省力，真是“急功近利”的好选择。
焊接过程中的温度控制也是个关键。
铝合金对温度敏感得不得了，焊接时一不小心就容易变形，简直是个“调皮捣蛋鬼”。
如果温度过高，那可就惨了，焊缝可能就会出现裂纹，像破掉的碗一样，让人心疼。
你得时刻关注着电流、电压这些数据，就像看着小孩写作业，生怕他们一不小心就偏了方向。
说到焊接的时候，安全措施可不能忽视。
你可别以为焊接就像玩火一样简单。
焊接产生的光辉可比太阳还刺眼，真是“闪瞎眼”。
所以一定得戴上防护面罩，别把眼睛给搞坏了。
手上也得戴好防护手套，免得被烫伤，那滋味儿可不好受。
安全第一，毕竟工作的时候不能让自己“栽了跟头”。
然后，焊接完了，焊缝的检查也是至关重要的。
这就像考完试后的查分，一定得仔细，看看有没有漏掉的地方。
用超声波检测、X光检测啥的，听起来高大上，其实就是为了确保你的焊缝没有问题。
铝及铝合金焊接施工工艺标准
铝及铝合金焊接施工工艺标准
铝及铝合金焊接施工工艺标准是指在铝及铝合金焊接过程中需要遵循的一系列规范和操作指南。
以下是一般情况下常见的铝及铝合金焊接施工工艺标准：
1. 焊接设备和材料选择：根据焊接材质和要求选择合适的焊接设备和焊接材料，包括焊接电源、焊接枪、焊丝等。
2. 表面处理：焊接前对铝及铝合金表面进行适当的处理，包括除油、清洗、去锈等。
3. 焊接工艺参数：根据焊接材质、类型和规格，确定焊接工艺参数，包括焊接电压、焊接电流、焊接速度等。
4. 焊接方法：根据具体要求选择合适的焊接方法，常见的有TIG焊、MIG焊、气焊等。
5. 焊接顺序：根据焊接部件的形状和尺寸，确定焊接顺序，一般是由内部向外部进行焊接。
6. 焊接过程控制：在焊接过程中进行必要的控制，包括焊接速度、焊接温度、焊接压力等。
7. 焊接质量检查：对焊缝进行质量检查，包括外观检查、尺寸检查、力学性能检查等。
8. 焊后处理：焊接完成后进行必要的焊后处理，包括去除焊渣、修整焊缝、退火等。
铝及铝合金的焊接
铝及铝合金的焊接导言：铝及铝合金是目前工业中广泛应用的材料，其具有轻质、导热性好、耐腐蚀等优点，被广泛用于航空、汽车、建筑等领域。
然而，铝及铝合金的焊接过程相对较为复杂，需要注意焊接技术、焊接参数以及焊接材料的选择等方面的问题。
本文将从这些方面对铝及铝合金的焊接进行探讨。
一、焊接技术1. 熔化极氩弧焊（GTAW）熔化极氩弧焊是铝及铝合金焊接中常用的技术之一。
其特点是焊接过程中产生的热量较小，对基材影响小，焊缝质量较高。
在熔化极氩弧焊中，焊工需要注意控制电弧长度、氩气流量和焊接速度等参数，以确保焊接质量。
2. 金属惰性气体保护焊（MIG）金属惰性气体保护焊是另一种常用的铝及铝合金焊接技术。
在该技术中，焊丝通过喷射的惰性气体（如氩气）进行保护，防止氧气和水蒸气等对焊接过程的干扰。
金属惰性气体保护焊适用于大批量生产，焊接速度快，效率高。
二、焊接参数1. 电弧电流电弧电流是影响焊接质量的重要参数之一。
对于铝及铝合金的焊接，一般需要较大的电弧电流，以确保焊接区域能够达到足够高的温度，从而保证焊缝的质量。
2. 电弧电压电弧电压也是影响焊接质量的重要参数。
过高或过低的电弧电压都会影响焊缝的质量。
过高的电弧电压容易导致熔融过深，过低的电弧电压则容易导致焊缝质量不合格。
3. 焊接速度焊接速度是焊接过程中需要控制的另一个重要参数。
过快的焊接速度会导致焊缝质量不佳，焊接强度降低；过慢的焊接速度则容易导致熔融过深，产生热影响区过大。
三、焊接材料选择1. 焊丝对于铝及铝合金的焊接，一般选择铝合金焊丝作为填充材料。
铝合金焊丝具有良好的流动性和机械性能，可以保证焊缝的质量。
在选择焊丝时，需要根据焊接材料和焊接要求进行合理的选择。
2. 气体保护剂在焊接过程中，需要使用惰性气体对焊接区域进行保护，以防止氧气和水蒸气的干扰。
常用的气体保护剂有纯氩气、氩气和氦气的混合气体等。
选择合适的气体保护剂可以提高焊接质量。
结语：铝及铝合金的焊接是一项复杂而重要的工艺，需要掌握合适的焊接技术、合理的焊接参数以及选择适当的焊接材料。
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法铝及铝合金是一种常见的金属材料，由于其优异的性能，在工业制造、航空航天、汽车制造等领域得到了广泛的应用。
然而，铝及铝合金的焊接技术却是一个备受关注的问题。
由于铝及铝合金的特殊性质，其焊接方法与普通的钢铁焊接有很大的区别。
本文将就铝及铝合金的焊接方法进行介绍，希望能够为相关领域的从业者提供一些参考和帮助。
首先，我们需要了解铝及铝合金的特性。
铝及铝合金具有低熔点、导热性好、密度小、导电性好等特点，这些特性决定了其在焊接过程中需要特殊的处理方法。
针对铝及铝合金的这些特性，我们需要选择适合的焊接方法，比如氩弧焊、电子束焊、激光焊等。
这些方法能够有效地保证焊接质量和效率。
其次，焊接前的准备工作也是至关重要的。
在进行铝及铝合金的焊接前，需要对焊接材料进行严格的清洁处理，以去除表面的氧化物和杂质，从而保证焊接的质量。
同时，还需要对焊接设备进行调试和检测，确保焊接过程中的稳定性和安全性。
接下来，我们需要选择合适的焊接材料和焊接工艺。
对于铝及铝合金的焊接，我们通常会选择纯铝、铝硅合金、铝镁合金等作为焊接材料，同时根据不同的焊接要求选择合适的焊接工艺，比如直流氩弧焊、交流氩弧焊等。
这些选择都需要根据具体的焊接需求来进行合理的匹配。
最后，焊接后的处理也是不可忽视的。
在铝及铝合金的焊接过程中，由于其特殊的性质，往往会产生一些焊接缺陷，比如气孔、裂纹等。
因此，我们需要对焊接后的材料进行检测和修复，以确保焊接质量和使用安全。
总的来说，铝及铝合金的焊接方法是一个复杂而又重要的技术问题。
只有深入了解其特性，选择合适的焊接方法和工艺，进行严格的准备和处理，才能够保证焊接质量和效果。
希望本文能够为相关领域的从业者提供一些参考和帮助，也希望大家能够在实际的工作中不断探索和总结，不断提高自己的焊接技术水平。
铝及铝合金焊接要点解析
铝及铝合金焊接要点解析铝（Aluminium）是一种金属元素，元素符号为Al，原子序数为13。
其单质是一种银白色轻金属，有延展性。
商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。
铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。
易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。
相对密度2.70。
熔点660℃。
沸点2327℃。
铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。
航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。
应用极为广泛。
工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，导电、导热性能好，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好，可加工成板、带、箔和挤压制品等，可进行气焊、氩弧焊、点焊。
工业纯铝不能热处理强化，可通过冷变形提高强度，惟一的热处理形式是退火，再结晶开始温度与杂质含量和变形度有关，一般在200℃左右。
退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～40%，HB=25～30。
经60%～80%冷变形，虽然能提高到150～180MPa，但ζ值却下降到1%～1.5%。
增加铁、硅杂质含量能提高强度，但降低塑性、导电性和抗蚀性。
铝合金焊接是指铝合金材料的焊接过程。
铝合金强度高和质量轻。
主要焊接工艺为手工TIG焊（非熔化极惰性气体保护焊）、自动TIG焊和MIG焊（熔化极惰性气体保护焊），其母材、焊丝、保护气体、焊接设备。
铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位，它在世界年产量仅次于钢铁而居第二位，在有色金属中则居第一位。
如果说铝合金最初是在航空工业中崭露头角的话，那么近几十年来，除航空工业外，在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电纯铝的熔点低（660℃），熔化时颜色不变，难以观察到熔池，焊接时容易塌陷和烧穿；热导率是低碳钢的三倍，散热快，焊接时不易熔化；线膨胀系数是低碳钢的二倍，焊接时易变形；在空气中易氧化成致密的高熔点氧化膜Al2O3（熔点2050℃），难熔且不导电，焊接时易造成未熔合、夹渣并使焊接过程不稳定。
铝及铝合金的焊接工艺
铝及铝合金的焊接工艺一、常用铝及铝合金及其分类铝及铝合金按铝制产品形式不同可分为变形铝合金及铸造铝合金。
按强化方式可分为非热处理强化铝合金及热处理强化铝合金。
按合金化系列，可分为工业纯铝、铝铜合金、铝锰合金、铝硅合金、铝镁合金、铝镁硅合金、铝锌镁铜合金等七大类，特种设备常用纯铝、铝锰合金和铝镁合金。
铝锰合金仅可变形强化，其强度比纯铝略高，成形工艺性及耐蚀性、焊接性好。
铝镁合金也仅可变形强化，与其他铝合金相比，铝镁合金具有中等强度，其延性、焊接性能、耐蚀性能良好。
铝在空气和氧化性水溶液介质中，表面会产生致密的氧化铝钝化膜，因而在氧化性介质中具有良好的耐蚀性。
铝在低温下不存在脆性转变，因此铝制设备可用在很低的温度。
二、铝及铝合金的焊接特点1、铝的氧化性铝极易氧化，在常温空气中即生成致密的氧化铝薄膜，焊接时容易造成夹渣，氧化铝膜还会吸附水分，焊接过程中会促使焊缝生成气孔。
因此，焊接时应对熔化金属和高温金属进行有效的保护。
2、铝的线膨胀系数铝的线膨胀系数比较大，约为钢的两倍，铝凝固时的体积收缩率也比钢大得多，铝焊接时熔池容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的热应力。
3、气孔铝及铝合金液体熔池易吸收氢等气体，若焊后冷却凝固过程中来不及析出，则在焊缝中形成气孔。
4、热影响区的强度下降当母材为变形强化或固溶时效强化时，焊接热影响区强度将下降。
三、焊接方法的选择铝及铝合金适应的方法很多，气焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、焊条电弧焊等都适用。
选择焊接方法时，应考虑产品结构特点、制造工艺要求、焊件厚度、铝合金类别、牌号、对焊接接头质量及性能的要求等综合选择。
特种设备施焊时，经常采用钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊，这两种焊接方法热量比较集中，电弧燃烧稳定，由于采用惰性气体，保护良好，容易控制杂质和水分来源，减少热裂纹和气孔的发生，焊缝质量优良，钨极氩弧焊一般用于薄板，熔化极气体保护焊用于厚板。
等离子弧焊接的接头性能一般比氩弧焊好，但设备工艺复杂，使用尚不多。
铝和铝合金扩散焊接
铝和铝合金扩散焊接摘要：一、铝和铝合金扩散焊接概述二、扩散焊接的原理三、铝和铝合金扩散焊接的应用四、扩散焊接的优点与局限性五、未来发展趋势正文：一、铝和铝合金扩散焊接概述铝和铝合金扩散焊接是一种在铝和铝合金材料之间实现连接的先进技术。
在许多工业领域，如航空航天、汽车制造、电子设备制造等，铝和铝合金由于其质轻、抗腐蚀性能好、导热性能高等优点，被广泛应用。
因此，研究铝和铝合金的扩散焊接技术具有重要的实际意义。
二、扩散焊接的原理扩散焊接是一种在接触界面上通过材料原子相互扩散，从而实现连接的方法。
在铝和铝合金扩散焊接过程中，焊接表面在高温下发生原子扩散，使得接触界面处的材料成分逐渐趋于均匀。
随着温度的升高和时间的推移，扩散层逐渐变厚，最终形成一个具有良好力学性能的焊接接头。
三、铝和铝合金扩散焊接的应用铝和铝合金扩散焊接技术在许多领域都有广泛的应用，如：1.航空航天领域：飞机结构件、发动机叶片等部件的连接；2.汽车制造：车身框架、悬挂系统等部件的连接；3.电子设备制造：散热器、外壳等部件的连接。
四、扩散焊接的优点与局限性扩散焊接具有以下优点：1.焊接接头强度高：由于扩散焊接过程中，接触界面处的材料成分趋于均匀，使得焊接接头具有较高的力学性能；2.焊缝质量好：扩散焊接过程中，焊接接头形成的过程较为缓慢，有利于消除焊接过程中的缺陷；3.焊接变形小：扩散焊接过程中，焊接接头的热影响区较小，从而降低了焊接变形。
然而，扩散焊接也存在一定的局限性，如：1.焊接效率较低：扩散焊接过程较为缓慢，需要较长的焊接时间；2.焊接成本较高：扩散焊接需要高温设备和高纯度材料，导致成本较高；3.适用范围有限：扩散焊接主要适用于铝和铝合金等导热性能较好的材料。
五、未来发展趋势随着科技的发展，铝和铝合金扩散焊接技术在未来将面临更多的挑战和机遇。
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法铝及铝合金是相当常见的材料，因为具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、船舶以及机电设备等领域。
然而，由于铝及铝合金的化学性质和结构特点，其焊接较为困难，需要特殊的焊接方法和技术，本文将重点介绍铝及铝合金的焊接方法。
1. TIG焊接法氩弧焊接（TIG）法是目前铝及铝合金最常用的焊接方法之一，其特点在于能够焊接很薄的材料，焊接质量高，且不会产生太多的热变形，但是需要较高的技术要求和操作技巧。
在进行TIG焊接时，需要将铝材预热，以避免冷裂的产生，同时选择合适的氩弧电流和焊接速度，以达到最佳的焊接效果。
2. MIG焊接法惰性气体保护焊（MIG）法是另一种常用的铝及铝合金焊接方法，其特点在于可以快速地焊接大量的材料，但是需要高度精密的焊接设备和较高水平的技术人员。
在进行MIG焊接时，需要选择合适的气体，并将焊接区域清洁干净，以防止氧化皮和其他杂质的干扰，同时适当控制焊接速度和电流，以获得最佳的焊接效果。
3. 拉丝焊接法拉丝焊接法比较适用于较大的铝合金部件的焊接，在进行拉丝焊接时使用的是特殊的焊接材料，可以有效地降低氧化皮的生成，并且具有相对较高的耐腐蚀性能。
在进行拉丝焊接时，需要选用合适的焊接材料、清洁焊接区域，并注意适当的拉丝速度和焊接电流，以获得最佳的焊接效果。
4. 超声波焊接法超声波焊接法适用于薄壁铝及铝合金零件的焊接，其物理原理在于利用高频震动产生的热能将零件焊接在一起。
在进行超声波焊接时，需要选择合适的焊接设备、正确选择焊接参数，以避免过热损伤，并采用合适的夹具，以保证焊接部件的稳定性。
总之，铝及铝合金的焊接方法有多种，每种方法都有其适用的焊接材料、焊接工艺和操作技巧，只有选择适合的焊接方法才能获得最佳的焊接效果。
无论采用何种焊接方法，其关键在于对焊接材料、焊接设备、焊接工艺以及焊接操作等方面全局的认真考虑和细致的把握。
铝及铝合金的焊接工艺方法
铝及铝合金的焊接工艺方法焊接铝及铝合金的方法铝及铝合金材料具有低密度、高强度、高热电导率和耐腐蚀能力强等优点，因此在工业产品的焊接结构上得到广泛应用。
然而，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，会导致铝合金零件焊接后因应力过于集中产生严重变形，或因为焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，导致焊缝金属裂纹或材质疏松，从而严重影响产品的质量和性能。
铝合金材料的特点铝是一种银白色的轻金属，具有良好的塑性、较高的导电性和导热性，同时还具有抗氧化和抗腐蚀的能力。
然而，铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜，在焊缝中容易产生夹杂物，从而破坏金属的连续性和均匀性，降低其机械性能和耐腐蚀性能。
常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能请参见表1.铝合金材料的焊接难点1.极易氧化。
在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜（厚度约0.1-0.2μm），熔点高（约2050℃），远远超过铝及铝合金的熔点（约600℃左右）。
氧化铝的密度为3.95-4.10g/cm3，约为铝的1.4倍。
氧化铝薄膜的表面易吸附水分，在焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。
2.易产生气孔。
铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢。
由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。
氢气孔目前难于完全避免，氢的来源很多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。
实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度达到99.99%以上，但当水分含量达到20ppm时，也会出现大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80%时，焊缝就会明显出现气孔。
3.焊缝变形和形成裂纹倾向大。
铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。
4.铝的导热系数大（XXX℃），约为钢的4倍。
因此，焊接铝和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。
《铝和铝合金的焊接》课件
熔化极氩弧焊
适用于厚板、大结构的焊接， 具有焊接效率高、成本低等优
点。
激光焊接
适用于小批量、高精度要求的 焊接，具有焊接速度快、热影
响区小等优点。
超声波焊接
适用于塑料、金属薄片等材料 的焊接，具有焊接强度高、密
封性好等优点。
焊接前的准备
01
02
03
清理
去除铝和铝合金表面的油 污、氧化膜等杂质，保证 焊接质量。
铝和铝合金焊接的质量检 测与评估
焊接接头的无损检测
无损检测技术
01
射线检测、超声检测、磁粉检测、涡流检测等。
无损检测的目的
02
在不影响焊接接头性能的前提下，检测焊接缺陷，如气孔、夹
渣、未熔合等。
无损检测的方法选择
03
根据焊接接头的形状、尺寸、材料特性等因素选择合适的检测
方法。
焊接接头的力学性能测试
从早期的气焊、电弧焊到现在 的激光焊接、搅拌摩擦焊等先 进技术，焊接铝和铝合金的工 艺不断改进。
随着新材料的出现和应用，铝 和铝合金的焊接技术将继续发 展，以满足更高的性能要求。
02
铝和铝合金焊接的工艺特 点
焊接方法的选择
01
02
03
04
钨极氩弧焊
适用于薄板、管材的焊接，具 有焊接质量高、变形小等优点
拉伸试验
测试焊接接头的抗拉强度、屈服强度和延伸 率等指标。
冲击试验
测试焊接接头在不同温度下的冲击韧性。
弯曲试验
测试焊接接头在不同弯曲角度下的塑性变形 能力。
硬度试验
测试焊接接头的硬度分布和硬度值。
焊接接头的耐腐蚀性能测试
盐雾试验
模拟海洋环境，测试焊接 接头在不同浓度的盐雾中 的耐腐蚀性能。
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法铝及铝合金是一种轻质、耐腐蚀、导热性能良好的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
在实际生产中，铝及铝合金的焊接工艺是非常重要的，因为焊接质量直接影响到整体产品的性能和质量。
本文将介绍铝及铝合金的常见焊接方法及其特点。
首先，铝及铝合金的常见焊接方法包括氩弧焊、气体保护焊、电阻焊、激光焊等。
其中，氩弧焊是应用最为广泛的一种方法。
氩弧焊是利用氩气作为保护气体，通过电弧加热工件表面，使工件熔化并形成焊缝的方法。
氩气能够有效地保护熔融池，避免氧化和氢的影响，从而保证焊接质量。
气体保护焊是在焊接过程中通过外部供气保护焊缝，常用的保护气体有氩气、氩气和氦气的混合气体等。
电阻焊是利用电流通过工件产生热量，使工件表面熔化并形成焊缝的方法。
激光焊是利用激光束对工件进行加热，实现焊接的方法。
其次，不同的焊接方法有不同的特点和适用范围。
氩弧焊适用于铝及铝合金的薄板焊接，焊缝质量好，但焊接速度较慢。
气体保护焊适用于铝及铝合金的厚板焊接，焊接速度快，但焊缝质量稍逊于氩弧焊。
电阻焊适用于铝及铝合金的薄壁管道等零部件的焊接，焊接速度快，但对工件的厚度和形状有一定要求。
激光焊适用于对焊接速度和焊缝质量要求较高的场合，但设备成本较高，适用范围相对较窄。
最后，无论采用何种焊接方法，都需要注意一些共同的焊接技巧。
首先是焊接设备的选择和调试，包括焊接机、焊枪、气体保护装置等的选择和调试。
其次是焊接工艺参数的控制，包括焊接电流、电压、气体流量等的控制。
再次是焊接工件的准备，包括工件的清洁、预热、固位等工序的准备。
最后是焊接过程中的操作技巧，包括焊接速度、焊接角度、焊接顺序等的控制。
总之，铝及铝合金的焊接方法多种多样，选择合适的焊接方法需要根据具体的焊接要求和工件特点进行综合考虑。
在实际生产中，需要根据具体情况选择合适的焊接方法，并严格控制焊接工艺，以保证焊接质量和产品性能。
铝及铝合金焊接方法
铝焊接1、铝的焊接特点(1)铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。
阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。
焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。
在焊接过程加强保护，防止其氧化。
钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。
气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。
在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。
（2）铝的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。
铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。
在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。
铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。
铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。
在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。
在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。
根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi条(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性。
（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。
高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。
（5）铝在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
美国 (AA) 1199 1090 1080 1070 1060 1050 1100 1200 5052 5154 5083 5056 5456 3003 6165 2618 2018 2014 4032 6061 6063 2217
日本 (JIS) 1N99 1N90 A1080 A1070 A1060 A1100 A1200 A5052 A5154 A5083 A5056 A3003 A6165 2N01 A2018 A2014 A4032 A6061 A6063 A2217
焊接纯铝时，可采用同型号纯铝焊丝； 焊接铝-锰合金时，可采用同型号铝-锰合金焊丝或纯铝 SAl-1焊丝； 焊接铝-镁合金时，如果含镁量在3%以上，可采用同系型 号焊丝；如果含镁量在3%以下，如5A01及5A02合金，由 于其热裂倾向强，应采用高Mg含量的SAlMg5或ER5356 焊丝；焊接铝-镁-硅合金时，由于生成焊接裂纹的倾向强， 一般应采用SAlSi-1焊丝，如果焊缝与母材颜色不匹配， 在结构拘束度不大的情况下，可改用SAlMg-5焊丝； 焊接铝-铜-镁、铝-铜-镁-硅合金时，如硬铝合金2A12、 2A14，由于焊接时热裂倾向强，一般应采用抗热裂性能 好的SAlSi-1、ER4145或BJ-380A焊丝。
铝和铝合金焊接
2) 熔化极氩弧焊 (MIG焊) 熔化极氩弧焊（分为自动及半自动）适用于中等厚度、 大厚度铝及铝合金板材的焊接，焊接时采用直流反接。采 用该方法焊接时焊接速度快，焊接接头热影响区和焊件的 变形量小。焊前焊件不必预热，例如厚度达30mm的铝板仅 需正、反面各焊接一层。 自动熔化极氩弧焊时，气孔的敏感性较大，这与焊丝 直径有显著关系，为此，常选用粗的焊丝及较大的焊接电 流值，焊丝直径越粗，焊丝的比表面积就越小，反之，越 大。用细焊丝焊接时，由铝丝表面带入熔池的氧化膜及表 面吸附水等杂质的数量要高于粗丝焊，因此容易产生气孔 缺欠。6mm的铝板对接焊时开I形坡口，间隙小于0.5mm，厚 度大于8mm的铝板，需加工成V形坡口。
1100 2A16 3A21
5A02
5A05 5083 5086 6A02 6063 7005 7039
SAlMg-5
LF14 ER5183 ER5356 SAlMg-5 ER5356 ER5356 ER5356
SAlMg-5
LF14 ER5356 ER5356 SAlMg-5 ER5356 ER5356 ER5356
原苏联 (ΓOCT) AB000 AB1 AB2 A00 A0 A1 A2 AMr AMr3 AMr4 Amr5 AMu AB AK4 AK2 AK8 AK9 AΠ33 AΠ31 AΠ18
德国 (DIN) Al99.98R Al99.9 Al99.8 Al99.7 Al99.5 Al99.0 Al99 AlMg2.5 AlMg3 AlMg4.5Mn AlMg5 AlMnCu AlCuSiMg AlMg1SiCu AlMgSi0.5 AlCu2.5Mg0.5
（2）较高的热导率和比热容大 铝和铝合金的热导率和比热容均为碳素钢和低合金钢的两 倍多。在焊接过程中，由于高的热导率使热量能被迅速传 导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时能量除消耗于 熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他 部位，这为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量 集中、功率大的能源，有时采用预热的措施。
2）焊接材料选用原则 ①焊接时生成焊接裂纹的倾向低； ②焊接时生成焊缝气孔的倾向低； ③焊缝及焊接接头的力学性能（强度、延性）好； ④焊缝及焊接接头在使用环境条件下的耐蚀性能好； ⑤焊缝金属表面颜色与母材表面颜色能相互匹配。 焊丝的性能表现及其适用性需与其预定用途联系起来，以便 针对不同的材料和主要的性能要求来选择焊丝。
铝和铝合金焊接
表1：针对不同的材料和性能要求选择焊丝
按不同性能要求推荐的焊丝 材料 要求高强度 SAlSi-1 SAlCu SAlMn 要求高延性 SAl-1 SAlCu SAl-1 要求焊后阳极化 后颜色匹配 SAl-1 SAlCu SAl-1 要求抗海水腐蚀 SAl-1 SAlCu SAl-1 要求焊接时裂 纹倾向低 SAlSi-1 SAlCu SAlSi-1
英国 (BS) S1 1A 1B 3L54 1C N4 N5 N8 N6 N61 N3 H16 38S H20 H19 3L86
法国 (NF) 1070A 1050A 1100 1200 5052 5083 3003 2618A 2014 4032 6061 -
4 焊接材料
焊接材料的选择 铝及铝合金的焊接材料包括电焊条、焊丝、焊剂、电极和 保护气体。 1） 焊丝 按我国国标88及GB10858-2008，焊丝分为电焊条芯及焊 丝两个类别。按美国国标ANSI/AWS A5.10-92，焊丝分为 电极丝（代号E）及填充丝（代号R）和电极丝、填充丝 两者兼用丝（ER）。
7、铝及铝合金焊接时常见的缺欠 铝及铝合金焊缝中常见的缺欠有焊缝成形不良、基体 金属的咬边、裂纹、气孔、未焊透、烧穿、夹渣等。 1.焊缝成形不良 焊缝成形不良表现在熔宽尺寸不一，成 形粗糙，且不光亮；接头太多；焊缝中心突起，两边平 坦或凹陷；焊缝满溢等。这些缺欠的形成原因主要是与 焊工的操作不够熟练，焊接工艺参数选择不当，焊炬角 度不正确，氧乙炔火焰或电弧没有严格对准坡口，导电嘴
铝和铝合金的焊接
石油化工铝制料仓施工质量验收规范 SH/T 3513—2009 石油化工铝制料仓施工技术规程 SH/T 3605—2009
1
应用 1）大型空分装置冷箱中主塔（分馏塔）等塔类设备均为 铝镁合金材质。 2）铝料仓 3） 煤化工装置中的工艺管道等。
2、焊接特性分析
1） 强的氧化能力 铝和氧的亲和力很强,在空气极易生成致密的Al2O3薄膜, Al2O3的熔点高达2050℃,远远超过铝和铝合金的熔点 (500℃～600℃)。Al2O3的相对密度较大，在焊接过程中 阻碍金属之间的良好的结合，引起氧化膜夹渣或未熔合。 氧化膜还会吸附水份，焊接时会促使焊缝生成气孔。在横 焊或仰焊的特定位置下，这些气孔在凝固过程中上升至焊 缝上部熔合线附近，被上部固态金属阻挡而无法逸出，因 而在焊缝上部形成链状气孔。
5、焊接方法
1）气焊 气焊的热功率比电弧焊低，热量分散，因而焊件变形大， 生产效率低。且焊缝金属晶粒粗大，组织疏松，容器产生 夹渣。实际上被氩焊所取代。 2）焊条电弧焊 焊条电弧焊的接头质量较差，工业中应用较少，主要用于 焊补。 3）手工钨极氩弧焊 优点：热量比较集中，电弧燃烧稳定，焊缝金属致密，焊 接接头的强度和塑性较高，接头质量较优，可焊接的板厚 度为1mm~20mm，是焊接铝和铝合金最普通的方法。 缺点：此方法不宜在露天操作。
铝和铝合金焊接
b)清除氧化膜 氧化膜的清理有机械清理及化学清理两种方法。 ① 机械清理 在去除油污后，可用不锈钢丝轮、铜丝轮或刮 刀，将焊件坡口两侧表面刮净。这种方法较简便，但清理的质 量较差，主要用于焊缝质量要求不高、焊件尺寸较大、不易用 化学方法清理或化学清理后又被局部污染的焊件。这种方法难 于清除焊丝表面的氧化膜。
（3）热裂倾向大 线膨胀系数大，约为碳素钢和低合金钢的两倍。体积收缩 率较大，达6.5%左右,铁约为3.5% 。这样由于过大的收缩 内应力而导致焊接熔池凝固时容易产生缩孔、热裂纹。生 产中可采取调整焊丝的成分与焊接工艺的措施防止热裂纹。 （4）气孔敏感性高 铝和铝合金熔池很易吸收氢等气体，高温下溶入的大量气 体在焊后泠却凝固过程中来不及析出，聚集在焊缝中会形 成气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面的氧化 膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。采取的措施： 焊前清理母材坡口及焊丝。
中国 (GB) LG5 LG2 LG1 L1 L2 L3 L5-1 L5 LF2 LF3 LF4 LF5-1 LF5 LF21 LD2 LD7 LD9 LD10 LD11 LD30 LD31 LY1
国际 (ISO) Al99.8 Al99.7 Al99.5 Al99.0 AlMg2.5 AlMg3 AlMg4.5Mn0.7 AlMg5 AlMg5Mn0.4 AlMn1Cu AlCu2MgNi AlCu4SiMg AlMg1SiCu AlMg0.7Si AlCu2.5Mg
SAlMg-5
SAlMg-5 ER5356 ER5356 SAlMg-5 ER5356 ER5356 ER5356
SAlMg-5
SAlMg-5 ER5356 ER5356 SAlSi-1 SAlSi-1 ER5356 ER5356
SAlMg-5
LF14 ER5183 ER5356 SAlSi-1 SAlSi-1 X5180 X5180
4 ）熔化极氩弧焊 优点：以焊丝为电极，电流比较大，电弧功率大，热量集 中，焊接速度快，生产效率高。可焊接厚度为小于50mm。 缺点：焊丝直径受送丝系统的限制，且焊缝的气孔敏感性 较大。 5）熔化极脉冲钨极氩弧焊 焊接电流小，参数调节范围广，焊件变形小，适用于薄板 焊和全位置焊。常用于2~12mm。 6）其它不常用的焊接方法 等离子弧焊、真空电子束焊、激光焊、电阻焊等。
铝和铝合金焊接
6 焊接工艺 1) 手工钨极氩弧焊 手工钨极氩弧焊时，采用交流电源，利用“阴极破 碎作用”清除焊接部位表面上的氧化膜。氩气的纯度必 须大于99.99%，含氮量小于0.04%、含氧量小于0.03%、 水分小于0.07%，当氮气超过标准值时，焊缝表面会产 生淡黄色或草绿色的化合物（氮化物）及气孔，给焊工 的操作带来困难；而且当氧气过量时，在熔池表面上还 会出现密集的黑点，使电弧不稳定，飞溅较大，水分会 导致熔池沸腾，并形成气孔。
5）固态液化时无色泽变化 焊接时熔池金属由固态变成液态时，没有明显的色泽变化， 给焊接者带来不便。 （6）低的高温强度和塑性 由于高温下的强度和塑性较低，以致于不能支承住液体金 属从而导致变形或塌陷。采取的措施：加垫板。
3 铝与铝合金牌号的分类 L-----纯铝（L1~L6） LF 防锈铝(Al-Mn、Al-Mg)(LF1~LF7、LF10、 LF11、LF21) LT 特殊铝（Al-Si）（LT1） LD 锻铝（LD1、LD2、LD5~LD10） LY 硬铝 （LY1、LY2） LC 超硬铝（LC2、LC4）