铝合金与不锈钢的焊接工艺 PPT

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 ) 发生化学反应而产生的腐蚀。例如:
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 )发生电化学反应而产生的 腐蚀。
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，适合于自动化生产。 MIG焊用于焊接铝及铝合金时通常采用直流反极性，焊接薄、中等厚度板材时，可用纯Ar作 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。焊前一般不预热， 板厚较大时，也只需预热起弧部位。
脉冲MIG焊可以将熔池控制的很小，容易进行全位置焊接，尤其焊接薄板、薄壁管的立焊 缝、仰焊缝和全位置焊缝是一种较理想的焊接方法。脉冲MIG焊电源是直流脉冲，脉冲TIG焊 的电源是交流脉冲。
（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基体金属内部。因此， 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时，往往由于过大的 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HS311.
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，金属流动性好，有较高的 抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si， 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。
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，工件变形明显小于气焊。交流TIG焊具 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，接头形式不受限制， 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，改善了接头的组织性能，适 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、铝合金焊接前进行的准备工作
Hale Waihona Puke Baidu（1）焊前清理 清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重要措 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、成批生产的焊件。化学 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，然后用细铜线刷至 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，否则应重新清理。 （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垫板。垫板材料可采 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。
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。增加脉冲可减小热 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、对熔池有搅拌作 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、单面焊双面成形 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
铝合金与不锈钢的焊接工艺
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的熔点高达2050℃，远远超 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，氧化铝薄膜会阻碍金属 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。因此，焊前必须严格 清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。
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，增加Cr、Mo、Ni含量。 （3）缝隙腐蚀
（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达到等强度。纯铝 及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小， 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，所以不易判断母材温度，施焊时常会 因温度过高无法察觉而导至焊穿。
（3）预热 对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附 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，否则在空气、水分的作用下，
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。因此，焊后应立即严格清 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酸钾溶液中浸洗约5～ 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℃凝固温度时，氢 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，形成气泡。同时，铝和铝 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，熔池冷凝快，因此，上升的 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、焊接材料及母材表面氧化膜吸 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。