【涨知识】铝的焊接史
铝及其合金的焊接课件
热导率
铝的热导率较高，约为 205W/(m·K)，有利于焊接过程中 的快速散热。
线膨胀系数
铝的线膨胀系数约为23.5×10^6/℃，在焊接过程中容易产生较大 的变形。
化学特性
01
02
03
活泼性
铝是一种活泼金属，容易 与氧、硫等元素发生反应 ，形成致密的氧化膜。
对气体的亲和力
铝对气体的亲和力较强， 容易在焊接过程中与空气 中的氧气、氮气发生反应 。
激光焊接技术
激光焊接具有能量密度高、焊接速度 快、热影响区小等优点，可以有效提 高铝及其合金的焊接效率和质量。
搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊是一种新型的固相焊接技 术，能够有效避免气孔、裂纹等缺陷 的产生，提高焊接接头的致密性和强 度。
焊接过程的智能化与自动化
焊接机器人
采用焊接机器人进行铝及其合金的焊 接，可以实现自动化、智能化生产， 提高生产效率和产品质量。
焊接方法
熔化焊接
通过熔化母材和填充材料 实现连接，包括气焊、电 弧焊等。
压力焊接
通过施加压力使母材和填 充材料结合，如电阻焊、 摩擦焊等。
钎焊
使用熔点低于母材的填充 材料，通过熔化填充材料 实现连接。
焊接材料
填充材料
选择与母材相容、熔点合适的填 充材料，如铝丝、铝条等。
保护气体
选用高纯度的氩气、氦气等作为 保护气体，防止氧化和污染。
铝及其合金的焊接课件
contents
目录
• 铝及其合金的基本特性 • 铝及其合金的焊接性 • 铝及其合金的焊接技术 • 铝及其合金焊接的质量控制 • 铝及其合金焊接的应用实例 • 铝及其合金焊接的发展趋势与展望
01
铝及其合金的基本特 性
铝表面的焊接
铝表面的焊接铝是一种常见的金属材料，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等行业。
而在铝材料的加工过程中，焊接是一项非常重要的工艺，用来连接铝材料的不同部件。
本文将对铝表面的焊接进行详细介绍。
首先，铝表面的焊接需要注意的是铝的氧化层。
铝金属表面很容易与空气中的氧气发生反应，形成一层致密的氧化层。
这层氧化层阻碍了焊接电流的传输和熔化铝金属的过程，因此在焊接之前需要对铝表面进行预处理，去除氧化层。
通常的方法有机械去氧化、化学去氧化和电解去氧化等。
机械去氧化是通过刮、砂磨等物理方法将铝表面的氧化层去除，但这种方法操作比较繁琐，去除效果也不够理想。
化学去氧化是使用去氧剂将铝表面的氧化层溶解，一般使用酸性溶液，如硝酸、盐酸等。
但需要注意的是，这些酸性溶液具有一定的腐蚀性，需要防护措施。
电解去氧化是通过电解的方式将铝表面的氧化层溶解。
电解池中加入适量的电解液，然后通过电源提供电流，使铝表面还原，去除氧化层。
这种方法操作简单，去氧效果好，但需要专门的设备和工艺。
除了去除氧化层之外，焊接铝表面还需要选择合适的焊接方法和焊接材料。
常见的焊接方法有氩弧焊、激光焊、等离子焊等。
对于铝表面的焊接，氩弧焊是最常用的方法。
氩弧焊是利用气体保护下的电弧产生高温熔化金属，形成焊缝的一种焊接方法。
在焊接铝表面时，需要使用纯氩气作为保护气体，以防止焊接区域与环境氧气反应产生质量缺陷。
在选择焊接材料时，需要考虑到铝材料的特性。
铝的熔点较低，热导率高，热膨胀系数大，因此在进行铝表面的焊接时，需要选择与铝材料相匹配的焊接材料。
常见的焊接材料有纯铝焊丝、硅铝焊丝、镁铝焊丝等。
选择不同的焊接材料可以根据具体的焊接要求，如强度、耐热性等。
焊接铝表面时，需要注意一些特殊的焊接参数。
由于铝的热导率较高，焊接时需要增大焊接电流和电弧电压，以确保足够的热量传导和熔化铝材料。
此外，还需控制好焊接时间、焊接速度和焊接角度等因素，以保证焊接质量。
总之，焊接铝表面是一项技术要求较高的工艺。
铝及铝合金的焊接
与其他金属相比较;铝及铝合金具有独特的和优异的物理特性 化学特性、力学特性及工艺特性，能适应现代科技及高新工程发展的需要，广泛应用于制造各类工业产品; 对比下表几种金属的特性：
几种金属的物理特性
几种金属的力学性能
由上述两表可见;铝及铝合金的密度仅为钢的1/3，小与除金属镁以外的其他金属的密度; 虽然抗拉强度和弹性模量比刚低，但铝合金经热处理强化以后，其强度已超过高强度钢而接近超高强度钢，比模量也接近高强度钢。因此，铝合金特别适用于轻质承载结构。 铝及铝合金为面心立方结晶体结构。这一结构在温度降低时不发生脆性转变，强度 延性、韧度不仅不降低，反而可同步提升。现在，铝合金的工作温度可达零下253℃，因此特别适用于低温和超低温容器。 铝及铝合金的化学性质活泼、极易氧化，在大气条件下，其表面可随时生产一层附着力强的和难熔2050℃的氧化膜，对铝及铝合金的表面起防止进一步氧化和介质腐蚀的作用，因而耐蚀性好，可在不同的气候条件下与液态的氢、氧、氮、天然气和重水、石油、浓硝酸等长期接触和相容。特别适用于化工容器。 铝的导电率高，是低碳钢的约6倍，其导热率也高，是低碳钢的约5倍，前者适用于电力输配，后者适用于热交换。 铝及铝合金的工艺性好，易于扎压、挤压、锻压、冲压、旋压，可制成各种截面形状的铝材和各种形状的型材。挤压型材有利于减少焊缝数量、减小焊接变形，便于装配焊接，适于制造轻质复杂结构。
导电 导热性好 铝的导电、导热性能仅次于银、铜和金; 反射性强 铝的抛光面对白光的反射率大于80%;纯度越高，反射率越高。另外铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射也都有良好的反射性能。 无磁性、冲击不生火花 对某些特殊用途如仪表材料。电气设备的屏蔽材料、易燃、易爆物生产器材等，这种性能非常重要。 吸音性 对室内装饰有利，也可配制成减震合金。 耐核辐射 对高能中子而言，铝具有与其他金属相同程度的中子吸收界面；对低能范围内的中子吸收界面小，仅次于铍、镁、锆等金属。铝能耐辐射的原因是对其照射生成的感应放射衰减很快。 美观 铝及其合金由于反射能力强，表面表面呈银白色光泽，经机加工后可得到很高的光洁度和光亮度。经阳极氧化和着色，不仅可以获得五颜六色、光彩夺目的表面，还可以进一步提高抗耐蚀性能。铝还可以电镀、覆盖陶瓷，是生产涂料材料的好基体。涂漆后不会产生裂纹和脱皮，即使局部有损伤也不会产生蚀斑。
世界焊接发展史话
1911年：由Philadelphia & Suburban气体公司建成了第一条使用氧溶剂气焊焊接 的11英里长管线。
1912年：第一根氧乙炔气焊钢管投入市场。
1912年：位于美国费城的Edward G. Budd 公司生产出第一个使用电阻点焊焊接 的全钢汽车车身。
大约1912：年 美国福特汽车公司为了生产著名的T型汽车，在自己工厂的实验室 里完成了现代焊接工艺。
2002年：三峡水轮机的焊接完成，是已建造和目前正在建造的世界上最大的水 轮机。
1930年：Georgia 铁路中心为了在两条隧道中铺设铁路采用了连续焊接的方法。 焊接轨道在两年后线路贯通时投入使用。 1930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。 1931年：由焊接工艺制造全钢结构组成的帝国大厦建成。
1933年：第一条使用电弧焊工艺焊接的接头采用无衬垫结构的长输管线铺成。
1933年：当时世界上最高的悬索桥旧金山的金门大桥建成通车，她是由87750吨钢材焊接拼成的。
1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。
1900年：法国人 Fouch 和 Picard制造出第一个氧乙炔割炬。
1901年：德国人Menne 发明了氧矛切割。 1904年：瑞典人奥斯卡.克杰尔贝格建立了世界上第一个电焊条厂—ESAB公司的 OK焊条厂。 1904年：美国人Avery 发明了便携式钢瓶。 1907年：在美国纽约拆除旧的中心火车站时，由于使用氧乙炔切割节省工程成 本的20%多。 1907年：10月 瑞典人O. Kjellberg 完善了厚药皮焊条。 1909年：Schonherr 发明了等离子弧。
1953年：美国Hunt发明冷压焊。 1953年：前苏联柳波夫斯基、日本关口等人发明CO2气体保护电弧焊。 1954年：自保护药芯焊丝在美国Lincoln电气公司投入生产。
铝件焊接方法
铝件焊接方法
1铝件焊接原理
铝件焊接是一种用电接触后产生的热能，将已经清洁过的两个铝件（或多个铝件）紧密结合在一起，从而形成一个独立的结构单元，形成有效的电子封装或机械连接的过程。
有三种主要的铝件焊接方法：
2汽火焊法
汽火焊法是将火焰当作是锡焊的熔融温度，用压力将一个汽炎焰放到另一个铝件上，利用电焊剂的熔融温度低于铝的熔融温度，把它们熔化接合在一起，形成一个坚固的接头。
汽火焊有更高的产量、有较低的成本，可以fasten小型铝制件，但它不能很好地处理铝叶，使其更厚。
3氩弧焊法
氩弧焊法是一种高速的焊接流程，它利用电弧的热能通过电弧激发的氩气分解，形成沿弧的原子，融化接头的表面金属，形成独立的结构单元。
它在锡焊和汽火焊中比其他方式优势更大，适用于螺栓、螺母等小型铝件，如矩形、N型、U型等复杂的铝件。
它不但具有更快的焊接速度，而且其牢固度也更高。
4铝助焊法
铝助焊法是利用特定的铝合金焊接剂和一种焊粉混合物，经加热后可以将清洁过的铝件相互联结，得到更好的接触点，形成覆盖层，能够抗腐蚀和降低恰热。
由于其质量稳定，延展率高以及有较高的熔融温度，因此极适用于多孔、复杂的大型铝件的焊接。
5总结
铝件焊接技术具有可靠且简单的操作过程，可以将不同的铝件连接在一起，为电子封装和机械连接提供一种有效的接合方法。
上述方法是当今应用较多的铝件焊接技术，不同的方法适用于不同的铝件、不同的尺寸等，焊接的安全性、稳定性要求高，选择技术正确的焊接方法有很多种，焊接工艺需要合理配置焊接技术以及有效的控制，login确保良好的焊接质量。
铝及铝合金焊接基础知识概述
铝及铝合金焊接基础知识概述虽然用焊接来连接铝及铝合金产品，仅仅只有五六十年的历史，但是在这短短的几十年时间里，已经发展了完善的铝及铝合金焊接工艺技术。
焊接技术的发展使可焊接铝及铝合金材料范围扩大了。
现在不仅掌握了热处理强化的高强度硬铝合金焊接时的各种难题，且适用于铝及铝合金的焊接方法增多了。
现在除了传统的熔焊、电阻焊、钎焊之外，脉冲氩（氦）弧焊。
极性参数部队陈的方波交流钨极亚弧焊、等离子弧焊、真空电子束焊、真空机气保护钎焊以及扩散焊等都可以很容易地将铝及铝合金焊接在一起。
在大多数情况下，使用焊接其它材料所用的普通设备和工艺，就可以将铝及铝合金进行焊接，有时也需要特殊的设备和工艺。
铝的一般特性：铝及铝合金具有独特的物理化学性能。
它的外观呈银灰色，密度小，电阻率小，线胀系数大。
由于铝为面心立方结构，无同素异构转变，无“延—脆”转变，因而具有优异的低温韧性，在低温下能保持良好的力学性能。
此外，铝及铝合金还具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度（强度/密度），对热和光都有良好的反射率。
磨削时无火花和无磁性。
铝及铝合金很容易加工成形，它可用铸造、轧制、冲压、拔丝、施压、拉形和滚轧等各种办法治成各式各样的制品。
它也能用锤击、锻打和挤压的方法制成形状各异的制品。
铝及铝合金容易机械加工，且加工速度快，这也是大量使用铝零件到重要因素之一。
铝的机械性能、电化学性能、化学或油漆涂饰的变化范围也较宽。
纯铝的熔点为660℃。
而铝合金随着其含的合金元素的不同，它的熔点在482℃-660℃之间变化。
铝及铝合金从常温加热到溶化状态时，没有颜色的变化，这就给怎样判断是否接近熔点变得十分困难。
铝及铝合金的机械性能随其纯度而变化，纯度越高，强度越低，塑性越高。
如工业纯铝热轧板的抗拉强度最低值在70—110MPa之间，工业高纯铝的抗拉强度只有50MPa,而铝镁合金的抗拉强度则在170MPa以上。
铝及铝合金的另一特点是，随着温度的升高，其抗拉强度降低；温度降低，则抗拉强度就增高，延伸率随之增加。
铝及铝合金的焊接
铝及铝合金的MIG焊气体保护： 大多数焊接过程中，氩气使用最普通 ，其纯度应为99.99%以上。当焊接厚大铝 及铝合金时，以氩气为基体加入一定数 量的氦气，可以改善焊缝熔深，减少气 孔和提高生产率，氦气的加入视板厚情 况而定，板越厚加入的氦气应该越多。 铝及铝合金MIG焊的焊接设备： 铝及铝合金的MIG焊一般都包括1.送 丝机构2.焊枪3.电源4.控制电路5.供气系 统6.水路等。
二.铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金焊接需要考虑的因素： 铝及铝合金焊接需要考虑的因素：
根据焊接车间和焊接场地的可能性和焊接足 够移动至靠近焊接设备决定。 够移动至靠近焊接设备决定。 焊接后零件的性能，如焊缝强度、冲击韧性、 焊接后零件的性能，如焊缝强度、冲击韧性、 疲劳强度和抗腐蚀性能等。 疲劳强度和抗腐蚀性能等。 焊接加热是否允许对焊缝附近的基体材料产 生软化。 生软化。 焊缝的成形性是否良好。 焊缝的成形性是否良好。
钨极端部选择依据： 钨极端头选择总的原则是要根据熔透程度和焊缝成 形要求决定。一般在焊接薄板和焊接电流较小时，可 用小直径的钨极，并将其磨成尖锐角；在焊接电流大 时，则要求钨极末端磨成钝角或带平顶的锥角。 钨极氩弧焊时坡口形式和尺寸： 板厚小于2mm时，常采用卷边对接，当两边厚度相 差较大时，需将厚板边缘削薄，使两者板边厚度相当。 板厚小于 3mm时，可在不锈钢垫板上用单道焊进行 焊接。 厚度为4---6mm 时，常用双面焊进行焊接。 厚度大于6—7mm时，需开V形坡口或X形坡口。
i
平均电流
t
三、铝及铝合金焊接实例
焊接工艺过程： 1.装夹 2.点焊固定 3.消磨焊点 4.打磨去除氧化膜（插口式） 5.预热（清除水分和达到熔深） 6.检验（VT—ISO10042/2005)
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法1．铝及铝合金的焊接特点（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）铝及铝合金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）铝及铝合金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條（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。
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《铝及铝合金焊接基础知识培训》编写：覃茁2010年7月I 7飞宇实业有限公司1、铝及铝合金概述 (3)1・1、铝合金的特点 (3)2、铝及铝合金飞分类及性能，用途 (3)2.1、铝合金的分类 (3)2.2、变形铝合金的牌号表示 (4)2.3、铝及铝合金的焊接特点 (4)2.4、铝和铝合金的相对焊接性 (6)2.5、铝焊丝 (7)铝及铝合金焊接基础知识1、铝及铝合金概述虽然用焊接来连接铝及铝合金产品，仅仅只有五六十年的历史，但是在这短短的儿十年时间里，已经发展了完善的铝及铝合金焊接工艺技术。
1・1、铝合金的特点：铝及铝合金具有独特的物理，化学性能。
他的外观呈银白色，密度小，电阻率小。
线膨胀系数和导热系数大，由于铝为面心里放结构, 无同素异构转变，无“延——脆”转变，因而具有良好的低温任性。
在低温下能够保持良好的力学性能。
此外，铝及铝合金还具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度（强度/密度）对热和光都有良好的反射率。
纯铝的熔点为660°C,而铝合金，随着其含的合金元素的不同，它的熔点在482°C〜660°C之间变化，铝合金从常温到熔化没有颜色变化。
2、铝及铝合金飞分类及性能，用途。
2.1、铝合金的分类：铝及铝合金•变形铝合金, 「非热处理强化铝合金'（防锈铝合金）A1 -Mg合金匕热处理强化铝合金,匕铸造铝合金（ZL1O1）厂薛辟MUg合金）艾句（Al-Cu-Mn合金）毂铝（Al-Cu-Mg-Si 合金）匚超硬铝（Al-Zn-Mg-Cu 合金）IX X X系纯铝（铝含量不小于99.00%）1060 2X X X系铝-铜系合金（以铜为主要合金元素）2014 3X X X系铝-猛系合金（以猛为主要合金元素）3A21 4X X X系铝-硅系合金（以硅为主耍合金元素）40435X X X 系铝-镁系合金（以镁为主要合金元素）50526X X X系2.2、变形铝合金的牌号表示:铝-镁-硅系合金（以镁、硅为主要合金元素并以Mg2Si 相为强化相）60057X X X系铝-锌系合金（以锌为工要合金元素）70058X X X系（以其它合金元素为主耍合金元素）80902.3、铝及铝合金的焊接特点：⑴强的氧化能力，易氧化生成的氧化膜妨碍焊接。
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。
铝合金焊接基础知识
铝合金焊接基础知识一、铝及铝合金焊接的特点及焊接性1、常见铝及铝合金的分类铝为银白色轻金属，纯铝的熔点为660℃，密度2.7g/cm。
工业用铝合金的熔点约为560℃。
按照GB/T3190-1996或GB/T16474-1996的规定，纯铝和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；未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。
城轨事业部目前常用的铝材主要有以下三种：①5083-H111，5表示为Al-Mg系，H111加工硬化状态：最终退火后又进行了适量加工硬化。
主要用于折弯件用的板材。
②6005A-T6，6表示为Al-Mg-Si系，T6热处理状态：固溶处理后再人工时效的稳定状态。
除牵引梁型材为6082之外，其余所有的型材均为6005A③6082-T6，绝大部分板材。
二、铝合金焊接基础知识1、定义：ISO857-1中对熔化极气体保护焊定义如下：使用丝状电极的MIG/MAG焊接原理图金属电弧焊，在过程中外部气源提供的气体形成的屏障将电弧和熔池与空气隔离。
根据使用的保护气体类型，进一步划分为：当使用惰性气体时为熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）。
当使用活性气体时为活性气体保护电弧焊（MAG）。
1- 母材 2-电弧 3-焊缝 4-套筒 5-保护气体 6-导电嘴 7-焊丝 8-送丝轮原理：通过送丝马达由丝盘提供的焊丝，仅在离开焊枪前通过简短地接触导电嘴加载电流，以便电弧能在焊丝的端部和工件之间燃烧。
保护气体由保护气喷嘴流出覆盖焊丝。
这样保护了焊接金属，防止空气中的氧、氢、氮等的渗透。
保护气体除了保护熔池之外还有其他作用，比如它确定了电弧气氛的成分，从而也影响了电弧的导电性和由此决定的焊接特性。
此外它还对吸收和烧损过程以及形成的焊缝的化学成分有影响，即它由焊接冶金学方面的作用。
2 电流类型MIG焊接通常使用直流电源焊接，电极（焊丝）连接到电源的正极，工件连接到电源的负极。
3 焊接材料铝和铝合金焊接用焊材一般为实芯焊丝，焊材标准为EN ISO 18273。
铝合金焊接知识
NSA- 40 0型手工交流钨1 )机械清理 :利用锉刀及砂纸对试样表面进行机械清理。2 )化学清理 :先用浓度为 30～ 40 g/ L的 Na
,但存在劳动强度大、生产率低和清理后表面不光滑以及母材厚度减小等缺点 ,对于焊缝长度较短或只须对接头局部进行清理的结构较为合适
,而对于大批量生产及焊接工作量大的规则焊缝等场合就不太合适 ;化学清理具有生产率高和清理后的母材表面状况好等特点 ,但存在处理时间不好控制
,需反复试验才能确定 ,否则表面的氧化膜可能清理不彻底而影响随后的焊接。另外 ,化学清理还存在设备复杂、占用场地多、工作环境差等缺点
,实际生产中应根据需要合理选用预处理工艺。本文中采用交流钨极氩弧焊方法对接头试样进行焊接 ,由于 Al2 O3 的逸出功 (3.9e
V)比铝的逸出功(4 .2 5 e V)小 <2 > ,在工件为负极性的半波里 ,高能量密度的阴极斑点具有自动寻找氧化膜的特性
,在电弧中质量很大的正离子撞击下 ,氧化膜破碎分解而得以清除 ;而在钨极为负极性的半波里 ,由于钨极的熔点高 ,在高温时电子发射1 17:09在实际生产中 ,为了进一步改善铝合金的表面性能
,通常采用阳极氧化的方法使其表面能生成膜质坚硬、耐磨性和耐蚀性好的 Al2 O3 氧化膜。然而 ,这种表面致密的氧化膜将给其焊接加工带来很大困难
,如未能及时将其清除 ,焊接时不仅易产生电弧不稳定、焊不透等现象 ,还将会严重影响基体金属的熔化质量 ,使焊缝表面成形不好
(图中下部为母材 ,上部为焊缝金属区 )。可看出 ,采用 Al- Si焊丝施焊获得的接头焊缝组织致密 ,过渡区结合良好
11铝及铝合金钎焊讲解
铝及铝合金的焊接性分析?
铝及铝合金与其他金属相比,
由于它特钎有焊的仍物是较理困、难化的学,工性艺能钎,焊其焊接过程中会遇 到一系列困难,如氧性化较差、焊缝热裂纹和气孔等。对 于铝合金的焊接,传统的方法主要以熔化焊接为主, 设备复杂,且对焊工的技术要求也比较严格。
铝及铝合金的钎焊特点
铝对氧的亲和力极大．表面很容易生成一层致密且化学稳 定、熔点很高(～2050℃)的氧化铝膜，颇难去除
铝合金
（1）
变形铝合金
变形铝合金
不可热处理强化铝合金——防锈铝 可热处理强化铝合金——硬铝、超硬铝和锻铝
（2） 铸造铝合金
具有共晶组织，塑性较差，但 熔点低，流动性好
铝合金
防锈铝
●Al-Mn系合金 如3A21(LF21) ●Al-Mg系合金 如5A05(LF5)、5A11(LF11)
●Al-Zn-Mg-Cu系合金
当合金镁的含量高达2.5%以上时,钎焊困难,不推荐用钎焊 方法来连接.
硬钎焊
硬铝的钎焊性很差,主要问题是出现过烧.
保温时间越长,过烧越严重,强度和塑性下降也越多,因硬钎焊是困难的.
超硬铝在温度超过470℃时就发生过烧,故除采用快速加热 的钎焊方法外,不宜进行硬钎焊.
7A09 用于制造飞机中要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件 7A04 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落 架等
锻铝
（铝-镁-硅-铜系合金）
用“铝”和“锻”二字的汉语拼音首字 母“L” 和“D”加顺序号表示， 如5号锻铝用 LD5 (2A50)表示。
锻铝合金具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外形复 杂的锻件。
钎焊方法
铝合金的硬钎焊主要采用火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊 及气体介质保护钎焊等方法进行。
《铝合金焊接》课件
铝合金焊接的应用领域
航空航天
铝合金焊接在制造飞机和航天器的结构上发挥着重要作用，确保它们具有足够的强度和耐久 性。
汽车制造
大量的铝合金在汽车制造中使用，焊接技术可以有效地连接不同部件，提高整车的轻量化和 燃油经济性。
建筑行业
铝合金焊接在建筑结构中的应用越来越多，因为铝合金具有耐腐蚀、轻质和较高的强度，非 常适合用于建筑材料。
2
焊接强度不足
采用合适的焊接材料、增加焊接面积和改进焊接工艺，可以提高焊接强度。
3
变形问题
通过控制焊接过程中的热量和采用适当的预应力补偿措施，来减少焊接变形。
铝合金焊接的发展趋势
未来的铝合金焊接将更加智能化和自动化，利用机器学习和机器人技术来提 高焊接质量和效率。同时，新的焊接方法和材料将不断涌现，以适应不断发 展的行业需求。
《铝合金焊接》PPT课件
欢迎来到本次关于铝合金焊接的课件。在本课件中，我们将介绍铝合金焊接 的技术简介、应用领域、常见焊接方法、关键注意事项、常见问题及解决方 法、发展趋势，以及总结和展望。
铝合金焊接技术简介
铝合金焊接技术是将铝合金的不同部件通过焊接工艺连接在一起。这种技术 广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑行业，因为铝合金具有轻，需要掌握合适的焊接参数， 以避免过热或过快冷却。
3 保持稳定
焊接时保持手部和焊枪的稳定，以确保焊接 质量和安全。
4 防止氧化
铝合金容易氧化，使用适当的保护剂或惰性 气体来防止氧化。
铝合金焊接常见问题及解决方法
1
焊接缺陷
通过优化焊接参数和使用适当的焊接方法，来减少焊接缺陷的出现。
总结和展望
在本课件中，我们对铝合金焊接进行了详细的介绍。通过掌握铝合金焊接技 术，我们可以为航空航天、汽车制造和建筑行业带来更高的效率和质量。期 待未来铝合金焊接领域的持续发展和创新。
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【涨知识】铝的焊接史今天，人们每天都会和铝有亲密接触，很少会对这种材料多加思考。
单就美国来说，每年就要消耗一千亿个铝质饮料罐。
这些铝罐大约有百/分之60再循环，又做成新的铝质用品。
在汽车行业，把铝当成一种优先材料来使用已取得重大进步。
一般的现代机动车采用铝材较以前都有增长。
辐射器、引擎块、传送外壳、车轮、车身面板、保险杠、空间框架、引擎支架、驱动轴和悬框普遍都是用铝做成。
除了汽车，我们的家居和办公大楼建成都更多地采用铝。
包括窗框、水槽、电线、外墙板、房顶。
通常家具也是由铝合金做成的。
要想在当今世界研究认识铝，应该记住1903年12月17日在北卡罗琳娜莱特兄弟在Kitty Hawk的di一次试飞，发动引擎就是铝做成的。
如果在飞机业的发展中不能使用铝，那我们今天所熟知的飞机将不存在。
铝极高的承载重量比是今天的巨型飞机能用相对小的引擎飞行的理由所在。
虽然世界上许多其它地区都盛产铝，但美国才是世界上zui大的制铝商。
容器和包装是铝zui大的市场；交通（汽车、卡车、飞机和火车）是di二大市场。
其次是建筑业。
今天，从厨房里使用的烹调用具，到高速公路上的指示牌，铝无处不在。
铝在日常生活中如此普遍重要，可以想象，铝已经长期存在。
在现实中，把铝矿转换成我们熟悉，每天使用的铝的工艺近来已出现。
铝的工业生产在十九世纪晚期才开始，这让这种材料在常见金属中来得晚些。
金属铝背后的故事自从地球形成以来，铝就是早已存在的92种金属元素中的一种。
地壳大约百/分之8由铝构成，只有氧（百/分之47）和硅（百/分之27）的含量超过它。
尽管铝很充足，但直到进入铁器时代2000年，铝才脱离矿石状态。
过了无数个千年后（经过物理和化学活动），古老的铝-硅岩石沉入地面，成为极细的小颗粒。
这些微粒形成铝黏土，原始陶瓷就是由它做成的。
地球周围的宽带中，硬雨和高温炙烤、夯实黏土和其他形成铝矿的大型沉淀物的化物。
这种矿石zui先在法国的Les Baux发现，叫做“铁铝氧石”。
当这种矿石提炼时，形成铝氧化物，也叫做矾土。
几千年后，人们想要发明和我们现在熟知的金属铝相似的物质，但没有成功。
这种金属发展迟缓的主要原因是很难从矿石中提取。
它在一种化合物中，和氧原子紧密结合。
这种化合物不像铁，在和碳发生反应时不会减少。
1808-1812年间，英国人Humphrey Davy先生怀疑与从天/然矿石中提取的铁混合的是一种新金属，他首先把这种新元素命名为“铝”，它是从它的硫酸氢盐明矾中提取出来的，古埃及人早已熟知明矾在染料中的用处。
1825年， Hans Christian Orsted在丹麦di一次成功在化学品天秤上制成铝。
稍后不久,Friedrich Wohler在德国也成功做到了这一点。
zui后，在1854年，法国人Henri-Etienne Sainte Clair Deville（把矿石命名为“铁铝氧石”的人）找到了通过化学工艺产生铝的一种方法。
即使建造了几家工厂来制造这种新金属，但它是如此昂贵，在1855年巴黎博览会上，样品都是放在法国皇冠珠宝旁边向公众展示。
又过了30多年，制造铝的一种经济节约的工艺才出现。
1886年，一次神/奇的机缘巧合，两个人（一个在法国，另一个在美国）同时发现了制造铝的电解工艺，这种工艺直到今天仍在使用。
美国的CharlesMartin Hall对生产铝产生兴趣时还是Oberlin（俄亥俄州）大学的学生。
他在1885年毕业后继续使用大学实验室，并在八个月后发明了他的方法。
他zui终发明了一种可行的电解工艺，当提纯明矾用在称为冰晶石的溶盐中溶解，并在直流中电解时，形成熔化铝。
当Hall去为他的这项工艺申请专/利时，他发现了一项法国专/利，本质和他发明的工艺相同，是由PaulL.T. Heroult发明的。
此项工艺现在称为Hall-Heroult工艺。
Charles Martin Hall几次想让投资人对推广这一发明感兴趣，但都失败了。
之后，他获得了Alfred E.Hunt和他的几个朋友的支助。
他们一起成立了匹兹堡提炼公司（后来变成美国铝公司，ALCOA）。
了解了铝的潜力，Hall在美国创建了一个产业，为其他产业的发展作贡献，尤其是飞机和汽车制造方面。
1888年左右，铝的工业生产几乎在美国和欧洲同时开始盛行---在美国宾夕法尼州匹兹堡使用的是Hall的工艺，在瑞士Neuhausen使用的是Heroult的工艺。
到1914年，Hall-Heroult工艺让铝的成本不可思议地降了下来。
铝，这种曾用于精美珠宝的珍贵金属，现在这种材料广泛应用，好处很多。
后来，铝的生产成倍增长。
1918年，产量已达到180，000吨。
自那时起，铝长期保持稳定增长。
从二十世纪七十年代中期起，铝的生产量和消耗量平均每年增长大于百/分之8。
1952年，西方世界铝的总消耗量达到200万吨，，1989年达到2千万吨。
铝被认为是未来的材料。
铝焊接的发展在发现生产铝这种节约成本的材料的合适方法后，下一步就是对这种基础材料进行加工和改良。
纯铝有一些独特而重要的特征。
举个例子，防腐性和电导性。
但是，由于纯铝承载率相对较低，所以不是进行结构焊接装配的zui佳材料。
人们很快发现，在纯铝中添加相对小量的合金元素，铝的特性会发生很大改变。
生产di一批铝合金，其中之一就是铝-铜合金。
1910年左右，发现合金家族中的沉淀物硬化现象。
许多这些沉淀物硬化合金在发展中的飞机业产生的效益立竿/见影。
紧跟着铝-铜合金，许多其它合金也发展起来。
研究发现，通过加入像铜（Cu）,锰（Mn）, 镁（Mg）,硅（Si）和锌（Zn）和这些元素的混合物，纯铝的各种物理和机械特征发生了明显的变化。
许多这些新合金都能匹配质量好的碳钢的承载力——三分之一的重量。
许多新的适合结构应用的铝合金的发展又提出了一个问题，就是找到合适的连接方法。
首先要有合适的母材。
但如果没有连接这一材料的实际可行的方法，把这种材料作为装配材料也不现实。
铝合金焊接工艺的发展与碳钢有所不同。
由于原铝合金有许多元素，每一种合金元素对母材的可焊性不同的影响，所以有必要发展很多不同的填充合金以适应这些不同的合金元素。
比如，一些原铝合金有特殊的化学性，为特定合适的机械和物理特征设计，而且并没有zui好的可焊性。
这些合金的化学性质凝固特性不好，容易产生凝固裂纹。
为了发展合适的焊接工艺，不产生有裂纹的焊缝，必/须掌握每种不同的合金的凝固裂纹敏/感性。
这一焊接发展工作从本身来说就是一个大工程。
许多工作由铝母材制造商完成，因为他们方便知道铝的可靠焊接方法和工艺，同时也铝装配工完成，他们也知道这种新型材料的潜力，很希望使用它。
美国焊接发展的两个先锋是ALCOA（美国铝公司）和Kaiser 铝化学公司，都有出版物；焊接ALCOA铝zui早在1954年出版，焊接Kaiser铝zui早在1967年出版。
在现代工业世界竞争时代，结构金属必/须可焊性好。
zui早适合铝的焊接技术包括羟基燃料气焊和电阻焊。
铝弧焊主要局限于SMAW（手工电焊弧），有时叫MMA。
这一焊接工艺使用管状焊条。
很快发现，这一工艺并不zui适于焊接铝。
主要问题之一就是焊剂残留引起的腐蚀，尤其是在填充焊缝里，焊剂留在焊缝后，促/进了焊缝的腐蚀。
铝作为结构金属的突破是随着二十世纪四十年代惰性气体焊接工艺的出现而实现的。
比如，GMAW（气体金属电弧焊），也叫MIG（熔化极惰性气体保护电弧焊）；GTAW（气体钨极电弧焊），也叫TIG（钨极惰性气体保护电弧焊）。
随着在焊接中出现使用惰性气体保护熔化铝的焊接工艺，就可能以高速，全/方位打出高质量，高承载力焊缝，没有腐蚀焊剂。
今天，使用各种技术和焊接工艺使铝和铝合金可焊性好。
zui近的两个工艺是激光束焊（LBW）和搅拌摩擦焊（FSW）。
但是，GTAW/TIG和GMAW/MIG焊接工艺仍然是zui流行的。
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