焊接培训：铝及铝合金知识
4铝合金焊接培训资料
铝合金焊接基础知识2017年第4期（总第8期）第四章铝及铝合金材料的焊接缺陷本章节重点介绍：铝及铝合金材料常见焊接缺陷机及其产生的原因。
铝及铝合金焊接常用焊接方法为TIG焊即钨极惰性气体保护焊和MIG 焊即熔化极惰性气体保护焊；这两种焊接方法在焊接过程中常见的焊接缺陷及其缺陷产生的原因如下：一、TIG焊接铝及铝合金时，通常由于焊枪和填充棒使用不当、保护气体焊接坡口准备和清理不符合要求均可产生焊接缺陷，常见缺陷种类、产生原因和避免措施见表：二、MIG焊接铝及铝合金时，气孔是MIG焊缝中最常见的缺陷，焊缝中的气体来源主要有以下几方面：MIG焊焊接缺陷产生原因及防止措施三、车间焊接产品常见焊接缺陷及产生的原因：1、咬边：由于焊接参数选择不恰当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生凹陷或沟槽，它是由于焊接时焊接电弧把焊件边缘母材熔化后，没有得到熔敷金属的补充，而在焊趾处产生的低于母材表面的沟槽。
咬边又分为连续咬边和局部咬边或焊缝单侧和双侧咬边。
产生咬边的主要原因：电弧热量太高，即焊接电流太大以及运条速度不当。
在角焊时，经常由于焊条角度或电弧长度不当而造成咬边。
2、焊瘤（熔融金属溢出）：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤。
焊瘤不仅影响焊缝外观美观，而且焊瘤下面常有未熔合缺欠，易造成应力集中。
产生焊瘤的主要原因：根部间隙过大、钝边薄，焊条角度、送丝角度和运条方法不正确、焊接电流大、焊接速度过慢。
3、烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺欠。
产生烧穿的主要原因：焊接电流过大，焊接速度太慢，装配间隙过大或钝边太薄；4、焊缝形面不良：母材金属表面与靠近焊趾处焊缝表面的切面之间的夹角α过小；5、错边：两个焊件表面应平行时，未达到平行要求而产生的厚度方向上的偏差。
错边分为板材错边和管材错边。
6、未焊满：由于焊接填充金属熔敷不充分，在焊缝表面产生的纵向连续或者间断的沟槽；7、焊接接头不良：焊缝再引弧处，局部表面的不规则，它可能发生在盖面层，也可能发生在根部。
铝合金焊接培训
铝合金焊接培训铝合金焊接是一种常见的金属加工工艺，因具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
然而，铝合金焊接过程中需要注意一些特殊问题，如氧化层、热裂纹等。
因此，在进行铝合金焊接前，需要进行相应的培训，以确保焊接质量和安全。
铝合金焊接的基础知识1.铝合金的特性铝合金具有轻量、耐腐蚀、导热、可塑性等特点。
然而，铝合金的氧化层会对焊接质量产生影响。
2.铝焊接的方式常见的铝焊接方式有TIG、MIG和气焊。
其中，TIG焊和MIG焊比气焊更为常用。
3.铝焊接的设备及工具常用的铝焊接设备及工具有：焊接机、气缸、气嘴、钨极、喷嘴、铝焊丝等。
铝合金焊接的操作流程1.选择焊接方法根据焊接材料的特点和工作环境，选择TIG、MIG或气焊的方式进行铝合金焊接。
2.清洁材料铝合金的氧化层会影响焊接效果，因此在进行焊接前需要对材料进行清洁处理，最好使用机械清洗或化学清洗的方法。
3.准备焊接材料将铝合金材料确定好要连接的位置和角度，并通过加工将其延长和预留合适的接头。
根据所选的焊接方法、焊件的厚度和材质来选择合适的焊接参数，包括电流、电压、焊接速度、预热等。
5.进行焊接进行铝合金焊接时需要注意掌握好焊接焦点，控制好焊接深度，加强焊接接头的强度。
6.进行表面处理焊接完成后，需要对焊接表面进行除尘、抛光等处理，以达到美观和耐腐蚀的效果。
铝合金焊接的安全注意事项1.熟悉焊接环境在焊接时，需要熟悉焊接环境，判断是否有易燃、易爆物品等，并进行必要的防范措施。
2.穿戴好安全装备焊接时需穿戴好防护手套、护目镜等防护装备，以保护眼睛和身体不受到飞溅的火花和辐射。
3.保持通风焊接时会产生一定的废气和异味，通过加强通风进行排出，以避免对焊工的身体产生影响。
4.保持焊机的安全性能焊机的安全性能是焊接过程中最核心的部分，需要加以保养、维护，以确保焊接的安全和稳定。
总结铝合金焊接是一种需要技能和经验的技术，需要选择合适的焊接方法、熟悉焊接参数，并进行必要的安全防范措施。
铝及铝合金的焊接
MIG和TIG焊。
铝合金的焊接
上海交通大学焊接工程研究所
Welding Engineering Institute of Shanghai Jiao Tong University
2. Al合金的物理化学性能
铝合金的焊接
上海交通大学焊接工程研究所
Welding Engineering Institute of Shanghai Jiao Tong University
氢在铝中的固溶度（S）与氢分压PH2有关：
S = K PH2 ½
产生气孔时几种金属临界氢分压的比较：
Al < Cu < Ni < Fe
铝合金的焊接
上海交通大学焊接工程研究所
Welding Engineering Institute of Shanghai Jiao Tong University
铝合金的焊接
上海交通大学焊接工程研究所
Welding Engineering Institute of Shanghai Jiao Tong University
母材氧化膜引起的气孔（LF6，TIG)
铝合金的焊接
上海交通大学焊接工程研究所
Welding Engineering Institute of Shanghai Jiao Tong University
3. 铝合金焊接过程中形成的裂纹
铝合金是典型的二元或多元共晶合金，在焊接加热和冷 却过程很迅速，合金来不及建立平衡状态，固相和液相之间 的扩散来不及进行，先结晶的为高熔点组元，后结晶的为低
熔点组元被排挤到焊缝中心，在焊接应力作用下发生开裂，
形成焊缝中心结晶裂纹。
铝合金的焊接
上海交通大学焊接工程研究所
铝合金车体焊接知识培训
VS
启示
对于铝合金车体制造企业而言，应积极关 注和应用先进的焊接技术，以提高产品质 量和竞争力。同时，企业还应加强焊接工 艺的研发和创新，不断探索更加高效、可 靠的铝合金车体焊接方法和技术，以满足 市场需求和客户期望。
06 铝合金车体焊接发展趋势 与展望
焊接技术发展动态
激光焊接技术
激光焊接具有高精度、高速度和高稳定性的 特点，是铝合金车体焊接的重要发展方向。
搅拌摩擦焊技术
搅拌摩擦焊技术以其高效、环保和低成本的优点， 在铝合金车体焊接中具有广阔的应用前景。
焊接自动化与智能化
随着工业自动化和智能化技术的不断发展， 铝合金车体焊接自动化与智能化水平将不断 提升。
新材料在铝合金车体焊接中的应用
高强度铝合金材料
高强度铝合金材料具有轻量化、高强 度和良好的耐腐蚀性能，是铝合金车 体焊接的重要发展方向。
焊接工艺评定
通过焊接试样，对焊接工艺进 行评定，确保焊接质量稳定可
靠。
04 铝合金车体焊接安全与防 护
焊接安全操作规程
焊接前检查
确保工作场所安全，检查焊接设 备是否正常，检查工件是否符合
要求。
遵守焊接顺序
按照规定的焊接顺序进行操作，避 免因热量集中导致工件变形或损坏 。
穿戴防护用品
在焊接过程中，必须穿戴防护眼镜 、手套、工作服等防护用品，以防 止飞溅物和高温对人体的伤害。
设计要求。
无损检测
采用适当的无损检测方法，如 X射线、超声波等，对焊缝内 部进行检测，确保无缺陷。
焊接质量检测方法
外观检测
通过目视或借助放大镜对焊缝 进行外观检测，检查是否存在
缺陷。
力学性能检测
对焊接接头进行拉伸、弯曲、 冲击等试验，检测其力学性能 是否符合要求。
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
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。
铝及铝合金氩弧焊接技术讲义
铝及铝合金氩弧焊接技术讲义为了有效的掌握铝及铝合金的焊接技术，必须进一步了解金属的基本性能、焊接特点、焊接材料、焊接设备、焊接操作方法及接头质量检验等内容。
在实际的焊接现场中，我们很需要掌握一些铝及铝金的基本理论知识，具体焊接工艺参数和经验等资料。
一、铝及铝合金的焊接基础知识1、铝的一般特性：铝及铝合金具有独特的物理化学性能，它的外观呈银白色，密度小，电阻率小，线胀系数大和导热系数大，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），对热和光具有良好的反射率，磨削时无火花和无磁性。
纯铝的熔点为666℃（482℃-660℃之间）导热和导电性能良好，导电率仅次于金、银、铜。
是铜的60﹪，塑性好很好、强度不高。
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，工业纯铝抗拉强度最低值只有50MPa，而铝镁合金的抗拉强度，则在70 MPa以上，铝及铝合金的另一特点是，随着温度升高，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。
铝是化学性质活泼的金属，与空气接触时生成致密坚固的氧化膜。
从而保护铝不被继续氧化，保护金属不受破坏。
铝对硝酸、醋酸等就常以铝作为储存容器，而对薄膜起破坏作用介质，水盐酸，碱类和食盐等，因能迅速破坏氧化膜，使铅受到腐蚀，使铅的强烈腐蚀剂。
二、铝及铝合金的分类及性能、用途铝及铝合金具有良好的耐蚀性，较高的比强度，导电性和导热性，纯铝抗拉强度不高，但塑性好，若所含Fe、Si等杂质增加，塑性及耐蚀性降低。
在纯铝中加入Cu（铜）、Mg、Mn、Si、En、V（磺）、Cr（铬）等合金元素后，便形成了铝合金。
工业常用的铝镁合金，其镁含量多为2-6﹪，此外还含有0.15-0.8﹪的锰，以及其他杂质。
铝镁合金比纯铝有较高的强度，且有好的塑性，良好的焊接性能及较高的耐腐蚀性能。
纯铝的纯度很高、工业用纯铝可达99.9﹪一般工业纯铝为98﹪-99.7﹪，纯铝主要杂质是Fe和Si，增加Fe和Si，虽能提高强度，但却能降低塑性、导电性、抗蚀性和破坏氧化膜。
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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。
铝合金焊接培训课件
三、铝及铝合金的钨 极氩弧焊
目录
1.1铝及铝合金的钨极氩弧焊 1.2 焊接过程原理 1.3 焊接工艺
摘要
铝及铝合金具有良好的耐蚀性，较高的比强度和导热 性以及在低温下能保持良好的力学性能等特点，在航 空航天，汽车，电工，化工，交通运输，国防等工业 部门被广泛的应用。掌握铝及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，对正确确定铝及铝合金的焊接工艺，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。
铸造铝合金
铸 造 铝合金 铝硅系 合 金 铝铜系 合 金 铝镁系 合 金 铝锌系 合 金
纯铝中加入适量其它元素如Si、Cu、Mg、Zn等即为铝合 金
铸造、机械 性能良好
强度、塑性高 ，耐腐蚀，铸 造时易氧化 高温强度高（耐 热），易腐蚀 强度高，易 腐蚀，价格 低
铝及铝合金的牌号及状态
我国铝及铝合金牌号表示方法
纯铝的 分类及 其编号
工业高纯铝（ 99.85℅～99.9℅ ）
牌号有L0，L00，加工塑性好，主要用于铝箔 及冶炼铝合金原料
工业纯铝（ 99. 0℅～99.7℅ ）
牌号有L1，L2，L3，L4，编号越大，纯度越低
塑性好，广泛用于制作电线、电缆、器皿等
纯铝能满足需求吗？
显然不能
怎么办？
铝的合金化
纯铝中加入适量其它元素如Si、Cu、Mg、Zn等即 为铝合金
2变形铝及铝合金状态代号 铝及铝合金的分类、表示方法及其后处理状态代
号
3典型铝及铝合金的主要成分性能及用途
表中1000、3000和5000系列为非热处理强化铝 合金，可冷加工强化；6000、2000及7000系列 为热处理强化铝合金，可采用不同热处理改变其 性能。热处理强化铝合金屈服极限达到低碳钢水 平，有的甚至可达到低合金钢水平，而弹性模量 只有钢的1/3，如按强度设计，重量将减少2/3， 但刚度也要减少2/3，因此必需从结构型式提高惯 性矩来弥补，因此铝加工厂会按不同需要制造成 各种空心型材和有各种加筋的挤压型材，因此， 作为焊接结构的挤压型材还要求有好的挤压成型 性能，最后以热处理强化或冷加工强化状态供货， 供用户选用。 由表看出，各成分系列铝及铝合金的性能及用途 有较大差异，同系列但成分不同，其性能及用途 有差异，同系列同成分的铝及铝合金由于加工和 热处理不同，性能也有较大差异。
铝及铝合金的焊接培训资料
铝及铝合金的焊接培训资料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者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，利用氦气或者氩氦混合气体保护，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，于是焊接铝及铝合金时，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份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，于是采用 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。
铝合金焊接培训课件 (一)
铝合金焊接培训课件 (一)
铝合金焊接是一项重要的工艺，对于许多制造行业和加工工艺都是必要的。
铝合金焊接培训课件能够帮助专业人员更好地了解铝合金焊接的工艺和方法，从而提高生产效率和质量。
以下是一些铝合金焊接培训的主要内容：
1.焊接工艺
焊接工艺是铝合金焊接的关键，课件应该主要涵盖以下内容:
1.1 焊接准备
在进行铝合金焊接前，必须保证工作区域干净无尘、焊接表面干燥，同时选择适当的焊接设备和保护气体等。
1.2 焊接技术
焊接技术包括焊接方式及技巧、焊接时间和温度、控制焊接速度和容量等。
在该部分应涵盖所需的焊接材料和工具，以及如何尽可能应用最佳铝合金焊接技术。
2.磨合和维护
铝合金焊接后，往往需要进行磨合和维护，这包括消除缺陷和矫正可能的变形，以保证焊接件长期的使用寿命。
培训课件应包括如何检测和修复镀层和覆盖物、如何进行热处理等。
3.质量控制
质量控制是铝合金焊接生产中必要的环节。
培训课件应包括如何进行焊接质量控制及如何检查生产过程中的各个环节。
4.安全措施
铝合金焊接是有风险的工艺，需要特别关注安全问题。
课件应涵盖如何避免电击、火灾、爆炸、呼吸危害等危险。
总之，铝合金焊接培训课件应该是较为全面和专业的，涵盖焊接工艺和技巧、维护和修复、质量控制和安全措施等方面。
通过这些培训，工程师和工作人员能够更好地了解铝合金焊接的各方面知识，在工作过程中保证高效、高品质和安全的工作。
1铝合金焊接培训资料
铝合金焊接基础知识 2017年第1期（总第12期）目录第一章铝及铝合金材料性能第二章焊接基础知识第三章铝及铝合金的焊接第四章铝及铝合金材料的焊接缺陷第五章铝合金焊接缺陷的纠正预防措施第六章铝合金焊接工艺知识第七章焊接检验方法第八章焊接产品图纸识图第九章焊接检验要求第十章焊接质量体系要求第十一章焊接企业生产制造要求第十二章焊接企业运行管理第一章铝及铝合金材料性能铝是地球上储量最丰富的金属元素，金属铝可再生利用，铝及铝合金具有独特、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，铝合金的应用在世界范围内受到越来越高的重视。
一、物理性能铝及铝合金具有如下物理特点：密度小（2.7x103kg/m3）、熔点低（铝的熔点660℃）、电阻小（是钢的1/4）、导热系数大（是钢的3-4倍）、热膨胀系数大（约是钢的2倍），延展性高、塑性好。
因此，铝合金特别适用于轻质承载结构。
表1：铝与铁的性能对比由以上可以看出，铝的熔点较低660℃，但铝表面的铝合金氧化物Al2O3的熔点较高达2050℃，所以铝合金焊接时必须预先清理去除表面的氧化膜。
二、化学特点铝及铝合金的化学性质活泼，极易氧化，在大气条件下，其表面可随时生成一层附着力强的和难熔的（熔点2050℃）氧化膜（Al2O3），这层氧化膜的存在，可以防止金属继续氧化，保护金属不受破坏，有利于自然防腐。
因而铝及铝合金耐腐蚀性好，可在不同气候条件下与液态的氢、氧、氮、天然气和重水、石油、浓硝酸、冰醋酸等长期接触和相容。
因此，特别适用于化工容器。
三、力学性能铝及铝合金的力学性能随其纯度而变化，纯度越高，强度越低，塑性越高。
在以铝为基体的材料中，高纯铝、纯铝和铝合金是有区别的。
高纯铝是间接地由铝锭按特殊冶金方法获取，其纯度至少为99.9%。
铝是一种无合金元素的铝，但有一定量的杂质。
纯铝的抗拉强度很低，只有90MPa左右，因而不能用纯铝制造承受载荷的结构零件。
铝及铝合金的焊接企业知识管理培训资料
铝及铝合金的焊接企业知识管理培训资料一、铝及铝合金的焊接概述铝及铝合金是一种重要的金属材料，具有优良的导热性、导电性和良好的加工性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气等领域。
在工业生产中，铝及铝合金的焊接技术起着至关重要的作用。
铝及铝合金的焊接技术主要包括气体保护焊、电弧焊、激光焊等多种方法。
对于企业来说，良好的铝及铝合金焊接技术是企业的核心竞争力之一。
二、铝及铝合金的焊接技术培训内容1. 铝及铝合金的性能与特点2. 铝及铝合金的焊接原理3. 铝及铝合金的焊接工艺4. 铝及铝合金的焊接设备与工具5. 铝及铝合金焊接中的常见问题及解决方法6. 铝及铝合金的焊接质量检测三、铝及铝合金焊接的重要性1. 提高产品质量良好的焊接技术可以有效提高产品质量，避免焊接缺陷导致的产品质量问题。
2. 提高生产效率优秀的焊接技术能够提高生产效率，减少人力资源的浪费，降低生产成本。
3. 符合环保要求铝及铝合金的焊接技术可以减少废气废水的产生，符合环保要求。
四、铝及铝合金焊接企业知识管理培训的重要性1. 知识管理有助于提高员工的专业技能，增强企业的核心竞争力。
2. 良好的知识管理可以帮助企业建立完善的焊接技术档案，以便日后参考。
3. 知识管理可以使企业在日常经营中更好地利用焊接技术知识资源，提高工作效率。
五、铝及铝合金焊接企业知识管理培训的实施策略1. 制定培训计划企业应当根据员工的实际情况，制定针对性的知识培训计划，包括内容、时间、方式等。
2. 选择合适的培训方式企业可以选择线下培训、在线学习、讲座等多种培训方式，以满足不同员工的学习需求。
3. 培训资源的整合企业应整合内外部的焊接技术资源，通过专业团队或外部专家的培训来提高员工的焊接技术知识。
4. 培训成果的评估培训结束后，企业应及时对员工的学习成果进行评估，以及时调整培训策略。
六、铝及铝合金焊接企业知识管理培训的效果评估1. 通过培训后，员工是否对铝及铝合金焊接技术有了更深入的理解和掌握？2. 培训后，焊接质量是否有所提高？3. 培训后，生产效率是否有所提升？4. 培训后，能否更好地遵循环保政策？5. 培训后，员工对企业焊接技术知识的知晓度和了解度是否有所增加？七、结语铝及铝合金的焊接技术是企业的重要组成部分，通过科学的知识管理培训，可以有效提高员工的焊接技术水平，增强企业的核心竞争力，推动企业实现可持续发展。
《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。
3铝合金焊接培训资料
铝合金焊接基础知识2017年第3期（总第12期）第三章铝及铝合金的焊接一、铝及铝合金的焊接方法用于铝及铝合金结构的焊接方法有：——钨极惰性气体保护焊（TIG）——熔化极惰性气体保护焊（MIG）——等离子弧焊（PLW）——钎焊——搅拌摩擦焊(FSW)——电阻焊目前，在铝及铝合金生产中，钨极惰性气体保护焊(缩写为TIG)和熔化极惰性气体保护焊(缩写为MIG)是应用较多的焊接方法。
TIG和MIG都是使用惰性气体（通常是氩气Ar、氦气He或氩氦Ar + He混合气）保护熔池。
二、TIG焊和MIG焊方法简介1、TIG焊工艺：TIG焊即钨极惰性气体保护焊接方法适合薄板焊接厚度一般小于3mm，也可用于较厚板材的打底焊接。
变形小、气孔率低，质量好、用于要求严格的产品。
TIG焊可以焊接钢和有色金属，适合所有位置上的焊接，较为经济的构件厚度是0.5mm到5mm，对于较厚工件，在焊接工艺上只用于打底焊接。
TIG工艺推荐使用交流电源；惰性保护气体的作用：焊接开始时，电弧会破除焊接区域的氧化层。
保护在电弧和熔池周围的惰性气体能够防止氧化层的形成；对钨极高温的顶端起到保护的作用，防止其被氧化。
因为这个原因，在钨极完全冷却以前，不能停止保护气体的输送。
不同保护气体TIG焊时对熔深的影响见下图：TIG焊的优点：焊接过程稳定、焊接质量好、适于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形工艺、焊接过程易于实现自动化、焊缝区无熔渣；TIG焊的不足：抗风能力差、对工件清理要求较高、生产效率低；2、MIG焊工艺：即熔化极惰性气体保护焊，其焊接设备示意图如下：MIG焊工艺方法适用于薄件和厚件长焊缝的焊接，由于焊丝作为一个电极不断地熔化填充熔池，使焊接速度更快，应用起来更经济、效率更高。
与TIG焊相比，连续送丝，电流密度大，焊丝熔化速度快，不需要频繁停机，生产效率高；由于惰性气体不与熔化金属产生冶金反应，避免氧化和氮化，在电极焊丝中不需要加入特殊的脱氧剂，使用与母材同等成分的焊丝即可进行焊接；几乎可以焊接所有金属，尤其适用于铝合金、铜合金、钛合金和不锈钢的焊接，直流反接焊接铝及铝合金，对母材表面的氧化膜有良好的阴极雾化清理作用；焊接准备工作要求严格，包括对焊接材料的清理和焊接区的清理等；厚板焊接中的封底焊焊缝成形不如TIG焊质量好；气孔是MIG焊缝中最常见的缺陷，焊缝中的气体来源主要有以下几方面：三、铝合金焊接难点和要点：1、焊接难点：由于铝及铝合金所具有独特的物理、化学性能，在焊接过程中会产生一系列困难，具体表现以下几点：容易与氧气结合形成氧化膜或杂质，焊接时易形成气孔、夹渣等缺陷； 导热性和热膨胀性较高，有很大的收缩应力；铝合金有较大的熔化温度范围，易产生裂纹；氢在液相中的溶解度较高，在凝固时则迅速下降，易产生气孔；铝材熔化时无色泽变化，操作者对温度控制较困难；1）、易氧化：铝合金表面总有一层难熔的氧化铝薄膜。
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铜原子析出类型
• Al-Cu合金时效强化的过程见图7。为了说明沉淀 的过程，需要高浓度的空穴，以便溶质原子在低 温条件下发生扩散和加速固溶体脱溶。产生此现 象的先决条件为高浓度空穴在固溶处理温度下被 快速冷却呈过饱和状态。随着时效时间的延长， 晶粒的尺寸和平均距离得到增长，使位错克服障 碍质点的机理发生改变，引起强度的降低，产生 过时效。
铝的性质
• 铝的熔点虽然较低，但熔解热和热容量很大，因 而，铝及铝合金结晶凝固过程中放出大量的热， 有利于提高铸造性；结晶后具有面心立方晶格， 无同素异晶转变，具有良好的压力加工能力；氯 离子和碱离子能破坏（盐、碱溶液容器）铝表面 氧化膜，但与硝酸作用较弱，而与盐酸、硫酸作 用较强；铝合金具有很高的比强度。
→ θ′（共格）→θ（非共格） • GP区末期与θ′相初期抗拉强度达到最高值，到θ
相时，强度下降，形成过时效。
铝合金的分类
锻造铝合金与铸造铝合金 热处理强化和非热处理强化铝合金
Al2O3 2050
Fe 55.84 cbc 7.87 210·103 12·10-6 ≈100 ≈200 ≈460 ≈272 1536
75 ≈10
FeO/Fe2O3/Fe3O4 1400/1455/1600
铝及铝合金的强化
• 非热处理强化铝合金 • 非热处理强化铝合金，其强度主要通过强化固溶
体获得，增强固溶可以来自第二相成分和加工硬 化，通过退火也可以降低强度。
铝及铝合金
Aluminium and aluminium alloys
主要内容
• 应用 • 铝的生产 • 铝的性质 • 铝及铝合金的强化 • 铝合金的分类及标记 • 铝及铝合金的填充材料 • 铝及铝合金的焊接性 • 铝及铝合金的焊接工艺要点
应用
• 铝及铝合金被广泛地应用于家电、建筑、轻工、 储罐、汽车、兵器、航空、航天等各领域，自六 十年代开始，铝合金结构用于轨道车辆制造业。 目前，法、德、日本等国高速客车已几乎全部用 铝合金制造，我国的铝合金轨道车辆制造已形成 大批量生产规模。
铝的生产
1）氧化铝（Al2O3）的生产过程 2）熔盐电解法制铝的生产过程 3）精炼高纯度铝
• 氧化铝（Al2O3）的生产过程 主要原材料为矾土矿（铝矾土 Al2O3·2H2O），使 用焙烧原理冶金分离。
焙烧原理
• 熔盐电解法制铝的生产过程
多用电解法熔融氧化铝方法大量制取铝。使用熔盐 电解法将铝从氧原子中分离，每kg铝能量消耗约为 14kWh。因为Al2O3很难熔化，电解氧化铝要加入冰 晶石（AlF3•3NaF），通电后冰晶石先熔化，Al2O3 溶解在其中并承受电解，此过程需要的条件是1000 ℃+20000A电流。氧化物的化学分解按着
• 增加合金元素（如晶格中的外来铜原子）提高硬 度、抗拉强度和屈服强度，降低了延伸率和断面 收缩率。Fe，Ni，Ti，Mn和Cr元素以及Cr元素 的化合物主要形成固溶度较低的第二相元素，增 加这些金属间化合物的体积分数也会使强度和硬 度加强。
• 加工（应变）硬化是由于位错而形成的，位错密 度提高了变形阻力，强度或硬度得到增强。非热 处理强化铝合金合金的强化见图。
非热处理合金强度增强/降低
• 可热处理强化铝合金 • 可热处理强化铝合金的性能主要通过固溶退火 →
淬火 → 时效工艺过程确定。固溶退火可以使附加 合金元素的固溶体得到增强，该固溶体对硬化是有 效的；将添加了合金成分的固溶体快速冷却，使其 达到过饱和状态；在室温或者升温时发生时效。 Al-Al2Cu系列热处理时效强化的原理见图5 。
Al2O3 2 Al ＋ 3/2 O2 进行，温度控制在950℃到 980℃之间。
氧化铝的熔盐电解法原理
电解铝称为原生铝，通常纯度可达到99.5%,99.7% 和99.85%，主要伴随成分是硅和铁。4 t矾土可生产 近2 t的氧化铝，这些氧化铝又可生产出近1 t的原生 铝。
• 精炼高纯度铝
为了生产纯度更高的铝（纯度为99.99%的铝），可 以通过电化学方式，使用三层精炼法制得，它包括 原生铝的三层叠加熔化层，电解液和精炼铝。采用 电解或区域熔化工艺方法的精炼电解铝纯度稍高。
• 呈弥散沉淀析出的晶粒细化也可以提高强度，由 添加物Mn或Cr的所形成的复合相，在加热锻造 铝合金时由于其固态析出沉淀，延迟或抑制了再 结晶的过程并阻止了晶粒的增长，在轧制过对晶 粒细化也起到辅助作用。
非热处理合金强度的增加
• 退火是为了总体或部分地降低材料强度，通过整体 再结晶退火会达到软化状态，在同等的抗拉强度下 可以得到较好的变形特性，部分再结晶可以部分地 降低强度。非热处理合金强度增强/降低见图。
Al-Al2Cu系列热处由铜的浓度、淬火速度 和时效条件所确定。溶质从过饱和固溶体中析出 见图6 。晶格中共格相连的原子和相之间具有相关 性，造成原子间的不同距离相关联内应力（弹性 应变）；晶格和部分共格原子之间的相关性受到 限制，非共格原子结构与Al基体晶格存在区别。 析出的原子和脱溶的固溶体都阻碍了位错的发生 ，增加抵抗变形能力，提高强度，同时，这种机 械阻力值也由合金体系所决定。
铝与铁的性能对比
性能
原子重量 晶格
[g/mode]
密度
[g/cm3]
E-模数
[MPa]
膨胀系数
[1/K]
0.2%屈服极限 抗拉强度
[MPa] [MPa]
比热 融解热
[J/kg·K] [J/g]
熔点 导热率
[℃] [W/m·k]
导电率
[m/Ω ·mm2]
氧化物
氧化物的熔点
[℃]
Al 26.98
cfc 2.70 67·103 24·10-6 ≈10 ≈50 ≈890 ≈390 660 235 38
Al-Cu合金时效强化的过程
• 热处理可以使经冷变形和热变形的材料得到强化 ，这种强化与合金成分有关，热机械处理使强度 可以得到进一步提高。由于时效行为受到影响， 使内应力降低，尺寸精确度得到提高。取决于温 度和时间的沉淀强化见图。
取决于温度和时间的沉淀强化
• Al-Cu系列合金的时效过程可归纳为： • SS（过饱和固溶体） → GP区（溶质原子偏聚）