铝合金焊接工艺

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铝合金的焊接方法

铝合金的焊接方法

铝合金的焊接方法铝合金是一种常见的金属材料,具有轻质、强度高、导热性好等特点,在工业和日常生活中广泛应用。

而焊接是铝合金加工中常用的连接方法之一。

以下将详细介绍铝合金的焊接方法。

铝合金的焊接方法主要有氩弧焊、点焊、激光焊、摩擦焊和爆炸焊等。

其中,氩弧焊是最常用的方法。

1. 氩弧焊:氩弧焊是铝合金焊接中最常用的方法,它利用惰性气体(如氩气)保护电弧和熔融池,防止气氛中的氧气和水分污染焊接区域,并控制熔融金属的冷却速度。

在氩气的保护下,焊接过程中没有明火和烟雾产生,焊缝质量较高。

2. 点焊:点焊是利用电阻产生的热量将铝合金件连接在一起。

该方法适用于连接较薄的铝合金板材,如汽车制造中的焊接。

3. 激光焊:激光焊是使用高能量激光束将铝合金熔化,从而实现焊接。

激光焊具有焊接速度快、热影响区小和焊缝质量高等优点,适用于各种铝合金焊接。

4. 摩擦焊:摩擦焊是通过在接触面上施加压力和产生热量,将铝合金摩擦热熔融并加以压实。

该方法适用于焊接铝合金和其他金属之间的连接。

5. 爆炸焊:爆炸焊是利用爆炸产生的高温和高压将两个铝合金件连接在一起。

该方法适用于焊接较大尺寸的铝合金构件。

除了上述常见的焊接方法外,还有一些特殊的焊接方法,如熔覆焊、滚焊和冷焊等。

在进行铝合金焊接时,需要注意以下几点:1. 选择合适的焊接材料和焊接工艺,根据焊接材料的种类、厚度和焊接强度要求等因素确定焊接方法。

2. 预处理焊缝,包括去除焊接区域的氧化皮、油污和杂质,以保证焊接质量。

3. 选择合适的焊接电流和焊接速度,以避免产生焊接缺陷,如焊接裂纹和气孔等。

4. 控制焊接区域的温度,避免过热和过冷引起的焊接缺陷。

5. 使用适当的焊接保护措施,如惰性气体保护和冷却液冷却,以确保焊接质量。

总结起来,铝合金的焊接方法有多种,每种方法都适用于不同的焊接需求。

在选择和使用焊接方法时,需要考虑材料的性质、焊接强度要求和工艺条件等因素。

正确选择和使用焊接方法,可以保证焊接质量,提高铝合金制品的性能和使用寿命。

铝合金焊接工艺

 铝合金焊接工艺
采用直流正接(电极接负极)时,热量产生于工件表面,形成深熔透,对一定尺寸的电极可采用 更大的焊接电流。即使是厚截面也不需预热,且母材几乎不发生变形。虽然很少采用直流反接(电极 接正极)TIG焊方法来焊接铝,但这种方法在连续焊或补焊薄壁热交换器、管道厚在2.4㎜以下的类似 组件时有熔深浅、电弧容易控制、电弧有良好的净化作用等优点。
1)焊后将焊件放入40~50℃的热水槽中浸渍,最好用流动的热水,用硬毛刷刷焊缝及焊缝附近 残留熔剂、熔渣的地方,直至清除干净。
2)将焊件浸入硝酸溶液中。当室温为25°以上时,溶液浓度15%~25%,浸渍时间为10~15min。 室温为10~15℃时,溶液浓度20%~25%,浸渍时间为15min。
3)将焊件置于流动热水(温度为40~50℃)的槽中浸渍5~10min。 4)用冷水将焊件冲洗5min。 5)将焊件自然晾干,也可放在干燥箱中烘干或用热空气吹干。
氩气流对焊接区的冲刷使接头冷却加快,改善了接头的组织和性能,适于全位置焊接。由于不用 熔剂,焊前清理的要求比其他焊接方法严格。
焊接铝合金较适宜的工艺方法是交流TIG焊和交流脉冲TIG焊,其次是直流反接TIG焊。通常,用交 流焊接铝合金时可在载流能力、电弧可控性以及电弧清理作用等方面实现最佳配合,故大多数铝合金 的TIG焊都采用交流电源。
1)气孔产生原因。氩气纯度低或氩气管路内有水分、漏气等;焊丝或母材坡口附近焊前未清理 干净或清理后又被污物、水分等沾污;焊接电流和焊速过大或过小;熔池保护欠佳,电弧不稳,电弧 过长,钨极伸出过长等。
防止措施: 保证氩气的管路,选择认真清理焊丝、焊件,清理后及时焊接,并防止再次污染。更 新送气管路,选择合适的气体流量,调整好钨极伸出长度;正确选择焊接工艺参数。必要时,可以采 取预热工艺,焊接现场装挡风装置,防止现场有风流动。

铝合金焊接工艺

铝合金焊接工艺

铝合金焊接工艺
铝合金焊接是一种常见的金属焊接方法,具有重量轻、硬度高、热锻性能优良、耐腐蚀性能和形状稳定性等优点,因而在航空、化工、石油、轨道交通、汽车制造等行业中占据重要地位。

铝合金焊接技术分为各种形式:如氩弧焊接、光弧焊接、高频低能合金焊接等。

通常情况下,为确保焊接的质量,要根据不同的材料性能来选择合适的焊接工艺,否则容易产生热脆、裂纹和其他缺陷。

氩弧焊接是采用氩弧焊技术焊接铝合金的一种方法,焊接效果较好。

它工作时,会通过焊缝外部活动氩弧,进而加热和熔化受热部件。

使用此工艺焊接时,为了获得更加优良的焊接质量,需要调整氩弧形状、焊接电流和速度以及清除焊接时生成的同温区壁渣等。

光弧焊接是使用CMT全自动熔接弧焊技术来焊接铝合金的一种方法,具有高
焊接速度、低焊接功率和高灵活性等优点,焊锡时无需喷锡,省时省力。

但光弧焊接的缺点也很明显,它的受热部分很容易烧坏,影响焊接质量。

高频合金焊接是一种新型焊接技术,它可以在焊接温度较低的情况下,焊接各种型号的铝合金,合金材料的微观组织以及焊缝的外观均优于其他焊接方式。

同时,该技术还具有变形少、焊接质量稳定和耗材少等优点,但需要较高的操作技能和设备投资。

总之,铝合金焊接是一个很复杂的工艺,它需要考虑多年料的性能,并从中选择合适的焊接工艺。

以确保焊接质量,提高采用率和产品质量。

铝合金材料的焊接工艺流程

铝合金材料的焊接工艺流程

铝合金材料的焊接工艺流程
铝合金材料的焊接工艺流程通常包括以下几个步骤:
1. 准备工作:首先检查待焊接的铝合金材料表面是否清洁,如有油脂或氧化物等杂质应予清除。

同时根据焊接材料的要求选择合适的焊接电极和填充材料。

2. 设备设置:根据焊接工艺要求,调节焊接设备的电流、电压、焊接速度等参数。

3. 预热处理:对于厚度较大的铝合金材料,通常需要进行预热处理,以提高焊接质量和增加焊接接头的强度。

4. 定位和夹持:将待焊接的铝合金材料定位在焊接台上,并使用夹具将其夹紧,以确保焊接过程中的稳定性。

5. 焊接操作:根据焊接要求,采用合适的焊接方式,如TIG(氩弧焊)或MIG (气体保护焊)等,进行焊接操作。

其中,TIG焊接常用于较高质量的焊接,而MIG焊接适用于较大规模和较高生产效率的焊接。

6. 检验和修整:焊接完成后,需要对焊缝进行外观和质量检查,如有需要,可以进行修整和后处理工作,如打磨、抛光等。

7. 温度处理:对于某些需要提高焊接接头的强度和硬度的铝合金材料,可以进行温度处理,如退火、淬火等。

8. 检验和验收:通过非损检测等手段对焊接接头进行全面检测,以确保焊接质量符合相关标准和要求。

请注意,以上步骤只是一般的铝合金材料焊接工艺流程,具体的焊接工艺流程还需要根据具体情况进行调整和适应。

另外,在实际操作中,操作人员需要具备一定的焊接技能和经验,以确保焊接质量和安全性。

铝合金钎焊工艺

铝合金钎焊工艺

铝合金钎焊工艺一、引言铝合金是一种常见的轻质材料,具有优良的导热性、导电性和可塑性,因此在航空航天、交通运输、建筑等领域得到广泛应用。

而铝合金的钎焊工艺是将两个或多个铝合金件通过钎焊技术连接在一起,以满足特定的工程需求。

本文将详细介绍铝合金钎焊的工艺过程、工艺参数和常见问题及解决方法。

二、铝合金钎焊的工艺过程1.准备工作在进行铝合金钎焊之前,需要对焊件进行清洁处理,以去除表面的氧化物和污染物。

一般采用机械抛光、化学清洗或电解清洗等方法。

同时,还需要准备好所需的钎焊材料,如钎焊丝、钎剂等。

2.装配焊件将需要钎焊的铝合金件按照设计要求进行装配,确保各个部件的位置和间隙满足要求。

在装配过程中,可以使用夹具或者临时固定装置来保持焊件的位置稳定。

3.热处理在进行铝合金钎焊之前,需要对焊件进行热处理。

热处理可以提高铝合金的可塑性和焊接性能,同时还可以减少焊接过程中的应力和变形。

常用的热处理方法包括时效处理、固溶处理等。

4.钎焊操作将已装配好的焊件放置在焊接设备中,然后根据设计要求和钎焊工艺规程,选择合适的焊接工艺参数。

一般包括钎焊温度、加热速度、保温时间和冷却速度等。

在进行钎焊操作时,要注意保持焊件的稳定,控制焊接温度,确保钎焊材料充分熔化和扩散。

5.冷却处理钎焊完成后,需要对焊接部位进行冷却处理。

冷却处理可以消除焊接过程中产生的应力和变形,提高焊缝的强度和密封性。

常用的冷却方法包括自然冷却、水淬等。

三、铝合金钎焊的工艺参数1.钎焊温度钎焊温度是指钎焊接头达到熔化温度的温度范围。

一般情况下,铝合金的钎焊温度为450℃-600℃,具体温度取决于铝合金的成分和焊接要求。

2.加热速度加热速度是指焊件在钎焊过程中的升温速度。

加热速度过快会导致焊接不均匀和焊缝质量下降,加热速度过慢则会延长焊接时间和增加能量消耗。

一般情况下,加热速度为50℃/min-200℃/min。

3.保温时间保温时间是指焊件在钎焊温度下保持稳定的时间。

铝合金 摩擦焊

铝合金 摩擦焊

铝合金摩擦焊铝合金摩擦焊是一种常用的焊接方法,通过摩擦热量产生和塑性变形来实现焊接。

本文将从铝合金摩擦焊的原理、工艺、优势和应用等方面进行详细阐述。

一、铝合金摩擦焊的原理铝合金摩擦焊是指利用机械摩擦热量和塑性变形来实现焊接的方法。

在焊接过程中,两块铝合金工件通过施加一定的压力,使其接触面产生相对的摩擦,摩擦热量使接触面温度升高,达到可塑性变形的温度。

随后,继续施加压力,使接触面发生塑性变形,形成焊缝。

最后,通过冷却,焊缝得以固化。

二、铝合金摩擦焊的工艺1. 准备工作:选择合适的铝合金材料,清洁工件表面,调整焊接设备参数。

2. 焊接设备:铝合金摩擦焊设备主要包括工作台、夹具、电机、压力系统和温度控制系统等。

3. 焊接工艺参数:包括摩擦时间、摩擦转速、压力大小等。

这些参数需要根据铝合金材料的性质和焊接要求来确定。

4. 焊接过程:首先,将两块铝合金工件固定在工作台上,使其接触面平整。

然后,启动电机,通过摩擦产生摩擦热量,使接触面温度升高。

接着,施加一定压力,使接触面发生塑性变形,形成焊缝。

最后,冷却焊缝,使其固化。

5. 后处理:焊接完成后,需要对焊缝进行清理和表面处理,以提高焊接质量和外观。

三、铝合金摩擦焊的优势铝合金摩擦焊具有以下几个优势:1. 高效节能:摩擦焊是一种非常高效的焊接方法,焊接速度快,能耗低。

2. 无污染:摩擦焊过程中不需要使用焊接剂和填充材料,不会产生有害气体和废渣,对环境无污染。

3. 焊接质量好:铝合金摩擦焊焊接接头强度高,焊缝形貌美观,无气孔和夹杂物。

4. 适用范围广:铝合金摩擦焊适用于各种铝合金材料的焊接,包括硬铝合金、软铝合金和铝合金与其他金属的焊接。

四、铝合金摩擦焊的应用铝合金摩擦焊广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电气、轨道交通等领域。

具体应用包括以下几个方面:1. 航空航天领域:铝合金摩擦焊用于飞机结构件、发动机零部件和航天器舱壁等焊接。

2. 汽车制造领域:铝合金摩擦焊用于汽车车身、发动机散热器和悬挂系统等焊接。

铝合金焊接工艺的优化与研究

铝合金焊接工艺的优化与研究

铝合金焊接工艺的优化与研究一、铝合金焊接工艺的概述铝合金是一种脆性材料,焊接的过程中易受到热变形和裂纹的影响。

因此,对于铝合金焊接工艺的优化,可以有效提高焊材的强度和机械性能,避免焊接后的裂纹和变形。

铝合金焊接工艺的研究不仅可以优化焊接过程,还为相关领域的研发提供技术基础。

二、铝合金焊接工艺的研究1. 焊接材料的选择在铝合金焊接过程中,焊接材料起着至关重要的作用。

常见的焊接材料有焊丝和焊剂。

铝合金焊丝通过燃气保护焊或钨极氩弧焊的方式进行焊接。

焊丝的选择主要考虑以下几方面因素:焊接材料的化学成分、热容量、熔点、和拉伸强度等。

同时,在选择焊剂时也要考虑焊剂的成分和熔点等因素。

2. 焊接参数的优化焊接参数是影响铝合金焊接质量的一个重要因素,包括焊接过程的温度、时间和压力等。

在焊接过程中,焊接速度、电流和电压等焊接参数的优化可以使焊接过程更稳定,焊缝质量更高。

如采用高速转塔氩弧焊接,也可显著提高焊缝的质量和美观度。

3. 气体保护的优化在铝合金焊接过程中,气体保护是焊接过程中不可或缺的组成部分。

氩气是铝合金焊接中常用的保护气体,可以有效地保护焊接的金属表面免受氧化和污染。

同时,在焊接过程中也可增加适量的氩气流量,以降低气氛中的氧气含量,避免其对焊接材料的腐蚀。

三、铝合金焊接工艺的优化1.采用高导热性的焊接夹具通常情况下,焊接夹具的导热性不如铝合金材料的导热性好。

因此,可以采用高导热性的焊接夹具来提高夹具的热传导性能,以提高焊接材料的均匀性和质量。

2. 采用脉冲氩弧焊接技术在铝合金焊接过程中,脉冲氩弧焊接技术可以通过更换工艺气体、调整电流和电压等方法来控制焊接过程的温度和速度。

这种方法可以提高焊接质量和稳定性,还能有效防止气泡和熔深度不均的现象发生。

3. 加强焊接质量监测为了确保焊接后的强度和机械性能,铝合金焊接质量监测尤为重要。

监测焊接变形和裂纹等缺陷可以及时发现问题,以便及时采取措施进行修复,确保焊接质量。

铝合金型材焊接方法

铝合金型材焊接方法

铝合金型材焊接方法
铝合金型材是一种常见的结构材料,广泛应用于汽车、航空、电子、
建筑和家具等领域。

为了更好地利用和加工铝合金型材,我们需要掌
握铝合金型材的焊接方法。

下面我将介绍有关铝合金型材焊接的一些
常用方法。

1. TIG焊接法
TIG焊接法是一种常用的铝合金型材焊接方法。

该方法利用钨极电弧
加热,将铝焊丝加热到熔化状态并填充到焊缝中。

TIG焊接法的优点
在于可以产生高质量的焊接,焊缝美观,同时使铝合金型材更加耐腐
蚀和耐热。

这种方法需要高度熟练的焊接技能和适当的工具设备才能
完成。

2. MIG焊接法
MIG焊接法是另一种常用的铝合金型材焊接方法,它使用惰性气体保
护焊缝并加热铝材料。

MIG焊接法的优点在于速度快,输出电流稳定,适合大量生产。

而且,该方法也具有易于控制和实现自动化等优点。

3. 气焊法
气焊法也可用于铝合金型材的焊接,但应注意避免出现氧化问题。

在气焊焊接铝合金型材时,我们需要特别注意材料清洁度,使用高纯度的焊条和适当的助剂,以及在阳光下的安置轨迹等。

总之,铝合金型材的焊接方法各有特点,我们需要根据具体情况和要求选择正确的焊接工艺。

同时,我们还应该掌握焊接技能和使用适当的装备和设备,以确保焊接质量和工作效率。

铝合金焊接工艺标准

铝合金焊接工艺标准

铝合金焊接工艺标准一、焊接材料选择1. 根据铝合金材料的规格和焊接要求,选择合适的焊丝和保护气体。

2. 焊丝应符合相关国家标准,表面光滑,无锈蚀和其他杂质。

3. 保护气体应具有高纯度和高流量,以防止焊接过程中出现气孔和裂纹。

二、焊接方法确定1. 根据铝合金材料厚度和焊接接头要求,选择合适的焊接方法,如MIG 焊、TIG焊等。

2. 对于厚板铝合金,可采用多道焊接方法,以保证焊接质量和接头性能。

3. 对于薄板铝合金,可采用单道焊接方法,以提高焊接速度和美观度。

三、焊前准备1. 清理焊接区域,去除表面油污、氧化膜等杂质。

2. 对铝合金材料进行装配定位,确保焊接接头的准确性和稳定性。

3. 检查焊接设备和保护气体,确保其正常运行和纯度符合要求。

四、焊接参数设定1. 根据铝合金材料和焊接方法,设置合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等参数。

2. 根据实际情况,调整保护气体的流量和成分,以保证焊接质量和接头性能。

3. 在焊接过程中,密切关注焊接参数的变化,及时调整以保证焊接质量的稳定。

五、焊接操作要求1. 采用适当的焊接角度和手法,确保焊缝成型美观。

2. 避免在焊接过程中对母材进行过度加热,防止变形和裂纹的产生。

3. 注意观察焊接过程中出现的缺陷,如气孔、裂纹等,及时采取措施防止缺陷扩大。

4. 在焊接完成后,对焊缝进行冷却并检查其外观质量,确保无缺陷产生。

六、焊后处理1. 对焊缝进行修整,去除多余的焊渣和飞溅物,使焊缝光滑美观。

2. 对焊缝进行防腐蚀处理,如涂覆防锈漆或钝化处理等,以提高其耐腐蚀性能。

3. 对焊接区域进行敲击或振动处理,以消除内应力并提高其疲劳性能。

4. 对于重要的焊接结构,进行无损检测,如射线探伤、超声波探伤等,以确保其焊接质量和安全性。

七、质量检验1. 对焊缝进行外观质量检查,包括焊缝成型、表面光滑度、焊渣清理等情况进行检查。

2. 对焊缝进行尺寸检测,包括焊缝宽度、高度、余高等尺寸进行检查。

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
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。

铝合金TIG和MIG焊接工艺简介

铝合金TIG和MIG焊接工艺简介
现这一目的的重要手段。
提高生产效率
采用焊接工艺可以大大提高铝合 金制品的生产效率,降低生产成 本。
保证产品质量
铝合金焊接工艺可以提高铝合金制 品的质量和稳定性,使其更加符合 使用要求。
铝合金焊接工艺的历史与发展
历史
铝合金焊接工艺自20世纪初开始出现,经历了手工电弧焊、气体保护焊、激 光焊等不同阶段。
MIG工艺适用于厚板、大型部件以及高强度材料的焊接。
优缺点比较
TIG工艺的优点在于其焊接质量高、 焊缝强度高、变形小,同时操作简 单、易于掌握。
MIG工艺的优点在于其焊接速度快 、焊缝强度高、变形小,同时可以 连续作业,提高生产效率。
TIG工艺的缺点在于其焊接速度较慢 ,需要熟练的操作人员。
MIG工艺的缺点在于其设备成本和 维护成本较高,需要专业的技术人 员进行操作和维护。
铝合金tig和mig焊接工艺 简介
2023-11-07
目 录
• 铝合金焊接工艺概述 • tig焊接工艺介绍 • mig焊接工艺介绍 • 铝合金tig和mig焊接工艺比较 • 铝合金tig和mig焊接实例分析 • 铝合金tig和mig焊接工艺展望
01
铝合金焊接工艺概述
铝合金的特点
密度小
铝合金的密度比钢和铜小,约为2.7 克/立方厘米,因此铝合金制品比相 同体积的钢制品轻。
焊接过程
根据需要混合使用TIG和MIG技术。例如,可以使用TIG进行精确 的起始焊接,然后使用MIG进行填充和完成焊接。
焊接特点
混合焊接可以结合两种技术的优点,提高焊接质量和效率。这种 方法在某些应用中得到广泛应用,如汽车制造、航空航天和造船 业。
06
铝合金tig和mig焊接工 艺展望
发展方向展望

铝合金焊接工艺材料方案

铝合金焊接工艺材料方案

铝合金焊接工艺材料方案铝合金焊接是一种常见的金属焊接方式,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。

为了保证焊接质量,选择合适的焊接工艺和材料至关重要。

本文将从铝合金焊接的一般工艺、材料选择和方案等方面进行论述。

一、铝合金焊接的一般工艺铝合金焊接主要有以下几种工艺可供选择:氩弧焊、氩气保护焊、摩擦搅拌焊、激光焊接等。

根据焊接件的形状和要求,选择合适的焊接工艺是必须的。

1. 氩弧焊氩弧焊是最常用的铝合金焊接方法之一,它使用惰性气体——氩气作为保护气体,以减少氧气和水分的接触,从而防止氧化和腐蚀。

在氩弧焊中,电弧产生高温,使焊接区域熔化,并通过填充材料达到焊接的目的。

2. 氩气保护焊氩气保护焊是一种先进的焊接工艺,它通过喷射氩气来保护焊接区域,提供合适的保护环境。

与氩弧焊相比,氩气保护焊的焊接速度更快,且产生的氧化物减少,焊点质量更高。

3. 摩擦搅拌焊摩擦搅拌焊是近年来快速发展的一种焊接工艺。

它通过旋转工具头在接触面上施加压力和旋转力,使得铝合金表面发生塑性变形并形成焊缝。

摩擦搅拌焊的优点在于焊接速度快、焊接变形小,并且不需要额外填充材料。

4. 激光焊接激光焊接是高能激光束直接照射焊接材料,使其瞬间加热并熔化,然后自然冷却形成焊缝的工艺。

激光焊接具有高焊接速度、小热影响区和焊缝质量高等优点,适用于对焊接速度和外观要求较高的情况。

二、铝合金焊接材料选择铝合金焊接材料的选择应根据具体的焊接工艺和应用环境来确定。

1. 焊接电极焊接电极是常用的填充材料,其选择要考虑到与母材的相容性,以及焊接后的强度、韧性和耐腐蚀性。

常见的焊接电极有纯铝电极、铝合金电极和硅含量低的铝合金电极等。

2. 保护气体保护气体在铝合金焊接过程中起到很重要的作用。

常用的保护气体是惰性气体,如纯氩气和氩气加少量氦气的混合气体。

保护气体能有效地减少氧化和腐蚀,提高焊接质量。

三、铝合金焊接方案铝合金焊接方案的制定需考虑多个因素,包括焊接材料、工艺和设备等。

铝合金管的焊接特点及焊接工艺

铝合金管的焊接特点及焊接工艺

铝合金管的焊接特点及焊接工艺焊接特点
铝合金管的焊接具有以下特点:
1. 热导性高:铝合金具有较高的热导性,容易导致焊接区域温度过高或焊接速度过快,需要控制好焊接参数和技术。

2. 氧化性强:铝合金容易与氧发生反应生成氧化物,焊接时容易产生氧化皮,需要在焊接前清除氧化皮并采取防护措施。

3. 熔点低:铝合金的熔点相对较低,焊接时需要注意控制焊接温度,避免过高或过低的焊接温度影响焊接质量。

4. 焊缝收缩大:铝合金焊接后,焊缝会产生较大的收缩量,容易导致焊缝变形和应力集中,需要采取适当的焊接工艺和措施。

焊接工艺
铝合金管的焊接工艺可分为以下几种常见方法:
1. 氩弧焊:氩弧焊是常用的铝合金管焊接方法之一。

通过在焊接区域引入氩气,形成保护气体,避免氧与铝合金发生反应,从而减少氧化皮的产生。

2. TIG焊接:TIG焊接是一种手工氩弧焊接的方法,适用于对焊缝质量和外观要求较高的情况。

焊接过程中需要手持焊枪,同时控制焊接参数和焊接速度。

3. 焊锡焊接:对于较薄的铝合金管,可以采用焊锡焊接。

焊锡焊接是一种较为简单的焊接方法,但焊接强度较低,适用于一些低要求的应用场景。

4. 摩擦搅拌焊接:摩擦搅拌焊接是一种新兴的铝合金管焊接方法,通过机械方式在焊接区域进行摩擦和搅拌,形成焊缝。

该方法具有焊接速度快、焊接强度高等优点。

以上是铝合金管的焊接特点及焊接工艺的介绍,希望对您有所帮助。

铝合金焊接技术

铝合金焊接技术

铝合金焊接技术铝合金焊接技术作为一项重要的金属加工技术,在现代工业生产中具有广泛的应用。

本文将探讨铝合金焊接技术的基本原理、焊接方法、应用领域以及发展趋势。

一、铝合金焊接技术的基本原理铝合金焊接技术是指将铝合金工件通过加热、熔化和冷却的过程,使焊接材料与母材形成连续、均匀的接头。

其基本原理包括两个方面,即热流动与材料相互作用。

1.1 热流动在焊接过程中,通过加热电弧或燃气火焰等热源,形成足够高的温度,使焊接材料和母材达到熔化状态,热流从焊接源及附近传入工件中。

热流的传递与热导率、热容量以及焊接速度等因素有关,热流的流动路径也会影响焊接接头的质量。

1.2 材料相互作用焊接材料与母材在高温下发生相互作用,主要包括材料的熔化、扩散和固化等过程。

焊接材料熔化后,与母材相互渗透,形成焊缝。

同时,焊接过程中还会发生固态相变和晶体结构变化等现象,对焊接接头的性能产生影响。

二、铝合金焊接技术的方法铝合金焊接技术主要有电弧焊、气体保护焊和激光焊等多种方法。

下面将介绍其中几种常用的焊接方法。

2.1 电弧焊电弧焊是利用电弧热量熔化焊接材料并使其与母材连接的方法。

常见的电弧焊包括手工弧焊、氩弧焊和等离子焊等。

电弧焊具有生产效率高、适用范围广的特点,广泛应用于汽车、航空航天、船舶等行业。

2.2 气体保护焊气体保护焊是通过在焊接过程中引入保护气体,避免焊接区域的氧气和氮气与焊接材料发生反应,造成氧化和氮化等缺陷,同时提供稳定的熔化介质。

常见的气体保护焊包括TIG焊、MIG焊和MAG焊等。

2.3 激光焊激光焊是利用激光束产生的高能量密度照射工件,在短时间内使焊接区域熔化、冷却和凝固。

激光焊具有热影响区小、焊缝细、焊接速度快等优点,适用于要求高精度和高速焊接的场合。

三、铝合金焊接技术的应用领域铝合金焊接技术广泛应用于各个行业,特别是重要工程领域和高端制造业。

以下列举几个常见的应用领域。

3.1 航空航天航空航天领域对材料的强度、轻量化和耐腐蚀性要求较高,铝合金焊接技术被广泛应用于飞机机身、发动机以及航天器的制造和维修。

铝合金点焊工艺标准

铝合金点焊工艺标准

铝合金点焊工艺标准1.材料选择在铝合金点焊过程中,需要选择符合要求的铝合金材料。

通常,母材应为5系或6系铝合金,其质量等级应为优质的1级或2级铝合金。

另外,为了确保焊接质量,应选择具有良好抗氧化性能、高导热系数和高电阻率的铝合金材料。

2.焊接前准备在进行点焊前,需要对铝合金材料进行表面清洁处理。

首先,应使用砂纸或磨光机将表面氧化膜打毛,并用水清洗干净。

同时,需要去除铝合金材料表面的油污、杂质等,以防止焊接时产生气孔、裂纹等问题。

3.焊接参数设定在铝合金点焊过程中,需要设置的焊接参数包括电流、电压、焊接速度和保护气体等。

电流和电压是影响焊接质量的主要因素,应根据母材的材质、厚度等因素进行选择。

焊接速度应保持均匀,以防止出现过热或未熔合现象。

保护气体应选择高纯度氩气或氦气,以防止氧化和污染。

4.点焊操作点焊操作是铝合金点焊工艺的核心环节,包括定位焊点、点焊顺序和移动轨迹等步骤。

在定位焊点时,应准确确定焊接位置,并保证足够的搭接量。

点焊顺序应遵循先下后上、先中间后两边的原则,以保证焊接质量和效率。

移动轨迹应保持稳定,以防止出现偏移和重叠等问题。

5.质量检查铝合金点焊完成后,需要对焊接质量进行检查。

首先,应检查焊点的牢固性和稳定性,以防止出现脱落和断裂等现象。

其次,应检查焊点的外观质量,包括是否平整、光滑、无气孔等。

最后,应对焊接接头的力学性能进行检测,包括抗拉强度、屈服强度和伸长率等。

6.焊后处理铝合金点焊完成后,需要进行焊后处理。

首先,应去除飞溅物和熔渣,以防止影响后续加工和使用。

其次,应对焊点进行打磨和修整,以使表面更加平整和光滑。

最后,应对焊接区域进行清洗和防护处理,以防止氧化和腐蚀等问题。

7.安全措施在铝合金点焊过程中,需要注意安全操作。

首先,应穿戴防护服、手套等安全用品,以防止烫伤、割伤等危险。

其次,应正确处理危险废弃物,如废渣、废气等,以防止污染环境和危害健康。

同时,应定期对焊接设备进行检查和维护,以确保其正常运转和使用安全。

铝合金TIG和MIG焊接工艺简介

铝合金TIG和MIG焊接工艺简介
场景适用性
由于TIG焊接工艺对高熔点材料具有较好的适应性,因此适用于精密仪器、航空航天、船舶制造等对焊缝质量要 求较高的领域。而MIG焊接工艺适用于一般工业制造、建筑、汽车制造等领域的大规模生产。
05 铝合金TIG和MIG焊接工 艺实践
焊接前的准备
清理工作
确保铝合金工件表面干净,无油污、锈迹和其他杂质,以便焊接 时能够形成良好的熔合。
操作要求高
TIG焊接需要较高的操作 技能和经验,焊接速度较 慢,成本相对较高。
TIG焊接的应用场景
航空航天领域
由于对焊接质量要求极高,TIG焊接广泛应用于航 空航天领域的铝合金结构焊接。
汽车工业
汽车工业中铝合金结构较多,TIG焊接常用于车身 结构、车架等部位的焊接。
压力容器
在压力容器制造中,TIG焊接可以用于保证容器的 高质量和安全性。
03 铝合金MIG焊接工艺
MIG焊接原理
Hale Waihona Puke MIG焊接是金属惰性气体焊接的一种,通过电弧熔化铝合金 母材和填充焊丝,利用惰性气体(如氩气)保护熔池,使熔 融金属与空气隔离,防止氧化。
焊接过程中,焊丝通过送丝机构连续或定长送入焊接熔池, 随着电弧的移动,熔化的焊丝与母材熔合在一起形成焊缝。
MIG焊接特点
焊丝选择
根据铝合金的种类和厚度选择合适的焊丝,确保焊缝的强度和耐腐 蚀性能。
设备检查
检查TIG或MIG焊接设备是否正常工作,包括电源、送丝机构、气 瓶等,确保设备处于良好状态。
焊接过程控制
焊接参数调整
01
根据铝合金的厚度和焊接要求,调整焊接电流、电压、速度等
参数,确保焊接质量。
焊接操作
02
在焊接过程中,保持焊枪稳定,控制焊丝的送进速度和角度,

铝合金焊接技术

铝合金焊接技术

铝合金焊接技术
1. 铝合金焊接的基本原理
铝合金焊接的基本原理是利用高温将铝合金材料融化并连接在一起。

由于铝合金的熔点较低,所以在焊接过程中需要使用适当的焊接温度和焊接材料。

2. 常用的铝合金焊接方法
2.1. 氩弧焊
氩弧焊是最常用的铝合金焊接方法之一。

它使用氩气作为惰性气体,通过电弧将铝合金加热至熔点,并使用特殊的焊丝填充材料来连接两个铝合金部件。

2.2. 熔覆焊
熔覆焊是一种将铝合金涂层覆盖在基材上的焊接方法。

通过熔
化铝合金涂层,可以将铝合金材料与基材牢固地连接在一起,提高
材料的耐腐蚀性能和表面硬度。

2.3. 摩擦搅拌焊
摩擦搅拌焊是一种新兴的铝合金焊接方法。

它利用旋转工具在
铝合金材料之间施加摩擦热,并通过机械搅拌将铝合金连接在一起。

这种方法可以实现非常强的焊接连接,并且避免了传统焊接方法中
的气孔和裂纹等问题。

3. 铝合金焊接技术的应用领域
铝合金焊接技术在航空航天、汽车制造、建筑结构和电子设备
等领域广泛应用。

它可以用于制造飞机、汽车车身、桥梁和电子设
备外壳等关键部件,以提高产品的轻量化和耐用性。

结论
铝合金焊接技术是一种重要的制造技术,它使得铝合金材料可以得到有效地连接和利用。

在选择合适的焊接方法时,需要考虑具体应用场景和焊接要求。

铝合金焊接技术的不断进步将为工业制造和建筑业等行业带来更多发展机遇。

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。

铝合金焊接方法

铝合金焊接方法

铝合金焊接方法铝合金是一种常见的金属材料,因其轻质、耐腐蚀和导热性能好而被广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑等领域。

然而,铝合金的焊接工艺相对复杂,需要特殊的方法和技术来保证焊接质量。

本文将介绍几种常见的铝合金焊接方法,帮助读者了解如何正确地进行铝合金焊接。

首先,我们来介绍氩弧焊。

氩弧焊是一种常用的铝合金焊接方法,它利用惰性气体氩气作为保护气体,防止氧气和水蒸气对熔化池的侵蚀。

在氩弧焊中,焊接电流较小,焊接速度较快,可以获得较好的焊接质量。

然而,氩弧焊需要较高的焊接技术要求,操作人员需要具备一定的经验和技能。

其次,激光焊接是另一种常见的铝合金焊接方法。

激光焊接利用高能激光束对铝合金进行熔化和连接,具有焊接速度快、热影响区小、变形小等优点。

然而,激光焊接设备成本较高,操作复杂,需要专业的操作人员进行操作,因此在实际应用中较少见。

除了氩弧焊和激光焊接,摩擦搅拌焊也是一种常用的铝合金焊接方法。

摩擦搅拌焊是一种固态焊接方法,利用高速旋转的摩擦搅拌头对铝合金进行搅拌和连接,不需要额外的焊接材料,可以获得较好的焊接质量。

摩擦搅拌焊适用于各种铝合金材料的焊接,尤其适用于铝合金板材的连接。

最后,我们介绍电阻点焊。

电阻点焊是一种适用于薄板铝合金的焊接方法,它利用电流通过两个金属板产生热量,使其瞬间熔化并连接在一起。

电阻点焊操作简单,成本低,适用于大批量生产。

然而,电阻点焊对板材厚度和形状有一定要求,不适用于较厚的铝合金板材。

综上所述,铝合金焊接方法有多种选择,每种方法都有其适用的场景和特点。

在实际应用中,需要根据具体的焊接要求和条件选择合适的焊接方法,保证焊接质量和效率。

希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解铝合金焊接方法,为实际生产和工程应用提供参考。

铝合金的焊接

铝合金的焊接

铝合金的焊接铝合金是一种常用的材料,由于其重量轻、强度高、耐腐蚀、导热性能好等特点,而在航空、汽车、建筑等领域得到了广泛的应用。

而焊接是铝合金加工和制造过程中不可或缺的一环。

下面我们将围绕铝合金的焊接展开详细阐述。

一、铝合金的特点铝合金是一种非常活泼的金属,容易氧化和热分解,在空气中形成致密的氧化膜,而该氧化膜的熔点高于金属本身,使得它的焊接会比较困难。

二、焊接前准备工作1.清洁:焊接前一定要将铝合金表面清洁干净,去除表面油、污物和氧化层等脏东西。

可以采用机械方法、溶液法、气枪喷射等方法进行清洗。

2.预热:在室温下,铝合金的塑性很好,但一旦低于室温,塑性就会变差,这就要求在焊接前预热,提高焊接过程中金属的塑性。

三、铝合金焊接方法1.氩弧焊:氩弧焊是铝合金的常用焊接方法之一。

需要使用氩气气体保护,保证焊接部位不会被污染,同时低电位电弧用于焊接。

氩弧焊具有高接头质量,焊后成型好的优点,而且在宽厚度范围内适用,焊接速度快。

2.电阻点焊:电阻点焊的原理是通过电流和压力的作用,在铝合金表面产生局部熔化,然后将两个金属片压在一起,之后对接处进行冷却。

电阻点焊适用于板材之间的连接。

3.激光焊接:激光焊接是一种激光束焊接工艺。

激光束可以使金属表面迅速升温,并高温熔化,达到焊接的目的。

激光焊接具有焊接深度大、热影响区小、焊接质量高等优点。

四、要注意的问题1.焊接位置的选择:在进行铝合金的焊接时,需要注意对焊接位置、焊接温度、焊接速度等参数进行选择,以保证焊接效果。

2.防止氧化:由于铝合金非常容易被氧化,因此需要注意防止氧化的问题,这样才能保证焊接的质量。

3.掌握焊接技巧:对于铝合金的焊接需要掌握一定的焊接技巧,如熟练掌握焊接速度、技巧等,才能保证焊接质量。

总的来说,铝合金的焊接需要注意的问题比较多,不过只要掌握了相关技术和细节,就能够做到焊接质量的保证。

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“九五”期间,与哈尔滨工业大学联合开展了变极性等离子焊接技术研究,研制了变极性等离子焊接设备样机,并进行了LF6和LD10铝合金板材(厚3 mm、5 mm、12 mm)焊接工艺试验,完成了带有纵缝和环缝的贮箱模拟件焊接,解决了环缝焊接时起弧打孔和收弧填孔及焊缝首尾相接的难题,焊接模拟件通过了液压试验,将变极性等离子焊接技术的工程应用向前推进了一大步。
前苏联航空材料研究所(ВИАМ)И.Н.Фридляндер等人于20世纪60年代在发明了AlMgLi系的1420合金不久,就对该合金的焊接开展了研究。70年代对该合金的焊接研究已经取得了成果,他们认为这种合金氩弧焊时,可采用AMг6、AMг6T和1557焊丝,焊接接头的强度系数达到0.7以上。焊前、焊后热处理对焊接接头强度有很大的影响,淬火状态下焊接的接头强度比淬火及人工时效状态焊接的强度低78.5 MPa,焊后淬火及人工时效又可以使焊接接头的强度系数达到0.9~1.0。1980年1420合金被用于制造米格-29超音速战斗机的焊接机身、油箱、座舱,这使飞机的重量明显降低了24%。至今,1420合金已成功使用了30多年,广泛用于军用、民用飞机和火箭上〔3〕。
为什么LD10CS贮箱采用两面三层焊工艺?理论分析和实践结果表明,若不采用此焊接方法,就会造成LD10CS铝合金焊接接头塑性较差,且焊缝背面焊趾处易出现裂纹。两面三层焊时,清根和封底焊可消除此种裂纹。同时由于热输入量较大,热影响区发生不同程度的退火或过时效,使硬度降低,塑性提高,焊接拉伸试样断裂的位置是焊接软化区。这样在结构中,焊接接头在复杂的应力状态下以软化区的塑性和变形补偿了熔合区塑性的不足。但贮箱焊缝补焊后,有时仍发生低压爆破。
变极性等离子焊接技术用于铝合金焊接,单道焊接铝合金厚度可达25.4 mm。其工艺特点是在焊接过程中,在焊接熔池中心存在一穿透的小孔,而且在实际生产中通常采用立向上焊工艺,既有利于焊缝的正面成形,又有利于熔池中氢的逸出,减少气孔缺陷。因此被称为“零缺陷焊接”。
“八五”期间,在引进国外某公司的变极性等离子焊接系统的基础上,进行了LF6、LD10铝合金平板(厚3 mm、6 mm、10 mm)焊接工艺试验〔11〕。
关键词:铝合金;焊接;航天
1 前 言
铝合金不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性,同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性,因此成为在航天工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。
例如,铝合金是运载火箭及各种航天器的主要结构材料。美国的阿波罗飞船的指挥舱、登月舱,航天飞机氢氧推进剂贮箱、乘务员舱等也都采用了铝合金作为结构材料。我国研制的各种大型运载火箭亦广泛选用了铝合金作为主要结构材料。
航天工业铝合金焊接技术的发展和应用与材料的发展有着密切的联系,本文将简要回顾航天工业铝合金焊接技术的发展并介绍几种极有应用前景的铝合金焊接工艺技术。
2 铝合金焊接技术的发展
2.1 LD10CS铝合金焊接回顾
早期的一些导弹和远程运载火箭的推进剂贮箱结构材料主要采用AlMg系列合金,特别是退火和半冷作硬化状态的LF3、LF6防锈铝的应用最为普遍。这两种铝合金都具有优良的焊接性能〔1〕。
几十年来,焊接工艺主要是氩弧焊(TIG),包括手工氩弧焊和自动氩弧焊。从焊接工艺方面看,为了减少焊接结构的焊接残余应力和变形,通常在焊接工艺选择上都尽量减少焊接热输入量。特别是对于热处理强化铝合金,由于焊接热过程的作用,在焊接热影响区存在软化区,塑性较好,强度较低。焊接接头强度系数为0.5~0.7。
就TIG焊而言,有交流氩弧焊和直流正接氦弧焊两种工艺。氦(He)和氩(Ar)相比,其最小电离能高,在其它条件和参数相同时,电弧电压较高。因此,氦弧焊电弧温度高,焊接热输入量大,也具有更高的能量密度,与氩弧焊相比熔深较大,焊接缺陷特别是焊接气孔较少。
美国发现者号航天飞机的外贮箱采用了2195(AlCuLiMg)高强铝锂合金,取代原来使用了25~40年的2219合金。新设计的贮箱SLWT(Super Light Weight Tank超轻重量贮箱),比原来的贮箱减重5%,即3 405 kg,其中LH2箱减重1 907 kg、LO2箱减重736 kg,箱间段减重341 kg,其他减重422 kg。每减轻1 kg质量可以增加1 kg有效载荷,这样就增加3 405 kg的有效载荷。美国总共生产120台SLWT,完成全部航天飞行计划〔9~10〕。
由于两面焊的特殊要求,限制了自动焊及焊接新技术(如真空电子束焊、变极性等离子焊等)的应用。这是因为,氩弧焊焊接热输入量比高能束的真空电子束焊要大,同时考虑到焊接接头的结构承载适应能力,难以应用焊接热输入较为集中的焊接新技术,制约了焊接新技术的应用。
在焊接生产中,铝合金焊缝内常见的缺陷为焊缝气孔。氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因。基体金属中含氢量、焊丝及基体金属表面氧化膜吸附的水分以及弧柱气氛中的水分都是焊缝气孔中氢的重要来源。航天焊接工作者经过不懈的攻关和努力保证了航天焊接产品的交付和发射成功。但是,由于诸多因素和条件的限制,在生产中个别贮箱仍存在气孔超差。
20世纪80年代俄罗斯研制了高强度、高模量的1460(AlCuLi)合金,这种合金由于加入了Sc元素强化,使晶粒和亚晶结构变化,拉伸强度提高30~50 MPa,焊接性能明显改善。1460合金焊接工艺与1420合金基本相同,可采用1201(AlCuMn)合金焊丝焊接,也可在焊丝中添加钪(Sc)元素。在对多种成分比较试验后,推荐应用CB-1207或CB-1217焊丝,这种焊丝的成分是在ALCu基础上添加Cu、Sc、Zr、Ti等,具体成分有待于进一步了解。应用此种焊丝可以显著地降低焊缝热裂纹敏感性,氩弧焊焊接接头强度大于250 MPa,焊接接头强度系数大于0.5,焊后热处理焊接接头的强度、硬度增加。〔4~8〕这种焊丝可以保证无裂纹和细晶粒结构的接头,合理的选择焊接工艺和焊前准备可得到无气孔的焊接接头。
随着航天技术的发展,运载火箭的推进剂贮箱结构材料,从使用非热处理强化的防锈铝,转变到使用可热处理强化的高强度铝合金。LD10CS合金已在多种大型运载火箭和固体导弹上获得成功的应用。由于它的超低温性能较好,因此在三子级的液氢、液氧推进剂贮箱上也获得了应用。
需要指出的是LD10合金的焊接性能较差,焊接时形成热裂纹的倾向较大,对焊接过程中的各种因素也比较敏感,焊接接头的断裂韧度较低,特别是当焊缝部位存在焊接缺陷时,液压强度试验时试验件经常发生低压爆破。
20世纪70年代,在研制LD10合金火箭推进剂贮箱初期,在焊接工艺方面曾遇到了极大的困难。在“三结合”攻关中发明的“两面三层焊”工艺(正面打底、盖面,背面清根封焊)使焊接接头性能达到了设计要求。在LD10焊接生产实践中总结得出:如果焊接接头区的延伸率不小于3%,则焊接接头的塑性可以满足使用要求。在此后的许多年中,一直以“延伸率不小于3%”作为一个重要的验收指标。
在未来的2219铝合金和2195铝锂合金航天器厚壁结构中,特别对于焊接残余应力和变形要求较高的法兰环缝焊接生产中,局部真空电子束焊接技术应用对焊接质量的提高有着极为重要的意义。
3.3 气脉冲TIG和MIG焊接技术
在航天工业中,铝合金焊接中应用较广的TIG和MIG工艺,保护气体采用氩气和氦气,其中以氩气应用较多。
随着2219铝合金和2195铝锂合金的应用,在未来中厚度的大型贮箱焊接生产中,变极性等离子焊接技术有着广阔的应用前景。
3.2 局部真空电子束焊接技术
由于真空电子束焊接工艺是将被焊工件置于真空环境中进行焊接,因此可以得到优质的焊缝。同时,电子束高的能量密度使焊缝较窄,深宽比大,焊接应力和变形较小,在工业各领域尤其是国防工业中得到了广泛的应用。
2195-T8合金的贮箱采用4043焊丝,变极性等离子弧焊 (VPPA)焊接。VPPA具有高的电弧温度、高的电弧电压和更集中的热量。VPPA焊接2195-T8铝锂合金的关键是焊缝背面保护,铝锂合金含有活泼的Li元素,如焊接时背面保护不好,极易氧化。马歇尔飞行中心研制出长229 mm、宽25.4 mm、高152 mm的不锈钢“保护盒”,“保护盒”在焊接时随焊枪行走,使焊缝区域氧气少于0.5%。另外,研制了直径51 mm、长229 mm的不锈钢管装在工件背面,焊接时随焊枪移动,也可有效保护背面焊缝。如果这两种保护装置同时使用,效果更好。
但对于一些大型构件如运载火箭贮箱壳体等,如果采用真空电子束焊接工艺,则需要较大的真空室,其容积可达数百立方米,这种电子束焊接设备造价很高。为了解决这一问题,国外开始设计和应用局部真空电子束焊接设备,不是将被焊工件整体放入真空室,而是在焊缝局部建立真空环境,从而完成焊接。
前苏联将局部真空电子束焊接技术应用于不同类型和尺寸火箭燃料贮箱壳体的焊接,在壳体的纵缝、对接环缝及法兰环缝焊接中,有7种类型焊缝(纵缝、对接环缝、法兰环缝)应用局部真空电子束焊接工艺。20世纪90年代初已用于Φ2.5 m直径壳体环缝焊接,能源号火箭贮箱纵缝采用局部真空电子束焊接工艺,壁厚为42 mm,局部密封采用磁流体密封、橡胶圈密封等技术。
21世纪航天工业铝合金焊接工艺技术展望
摘要:简要回顾了航天工业铝合金焊接技术的发展,并对国内外铝合金在航天器上的应用情况进行了综述和分析。介绍了铝合金焊接技术的最新发展和应用前景,其中包括变极性等离子焊、局部真空电子束焊、气脉冲焊接技术、搅拌摩擦焊、焊接修复技术以及焊接工艺裕度和焊接结构安全评定技术。
国内研制的S147铝合金与2219铝合金相类似,生成焊接裂纹的倾向性较低,但生成气孔的敏感性较强,尤其是熔合区、密集的微气孔是影响焊接接头性能的主要缺陷。
随着航天技术的发展,对铝合金的强度和减重提出了更高的要求,铝锂合金在近几十年得到了迅猛的发展。因为每加入1%Li,可使铝合金质量减轻3%,弹性模量提高6%,比弹性模量增加9%,这种合金与在飞机产品上普遍使用的2024和7075合金相比,密度下降7%~11%,弹性模量提高12%~18%。前苏联的1420合金与广泛使用的杜拉铝(硬铝)Д16(2024)合金相比,密度下降12%,弹性模量提高6%~8%,抗腐蚀性好,疲劳裂纹扩展速低,强度、屈服强度和延伸率相近、焊接性较好〔2〕。
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