铝焊介绍与技术概述(PDF 55页)
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18
填充合金的选用
焊接方便、 简易
化学耐性强
优化的 机械性能
1100 Al 99,0 1350 Al 99,5
阳极处理后保 1188 持相同的色泽 4043
5654
Al 99,8 Al Si 5 Al Mg 3
5183 Al Mg 4,5
5356 Al Mg 5
Base metal
19
保证最佳焊接效果的重要环节
氧化铝的存在 焊接步骤不当
焊前表面处理： - 焊前清刷焊件表面
- 多层焊时清刷每道焊缝
增大焊接电流 降低电弧电压 降低焊接速度 使用氩 - 氦混合保护气 调整接头形式
氧化铝层
25
熔敷量不够图示
非破坏性检测方法 : 射线照片检测 / 超声波
破坏性检测方法 : 显微放大检测 - 最佳方法
26
金属夹渣 (TIG)
产生原因 :
在TIG焊中钨元素 从电极渗透到氧化 铝层
解决方法 :
根据所需的电流大小调整电极尺寸 降低高频电源 在焊接中避免电极与熔池、电极与熔敷金属 之间的接触
27
金属夹渣 (MIG)
产生原因 :
MIG 焊接中使用铜 材料的衬垫
来自衬垫中的铁、 铜元素
解决方法 :
先检查送丝机构, 更换导电嘴 避免使用不锈钢衬垫 (低导热性能=引起过热） 使用铝、铜或陶瓷衬垫 减小坡口间隙
氧化铝厚度 钢刷刷过后的氧化铝厚度
在空气中暴露 (AG5)
在控制的焊接环境中 在控制的焊接环境中
(AG5)
(AG5)
Al2O3 的化学成分及焊接性能
高熔点 (2050 °C) 是纯铝的 3 倍 硬度高 氧化铝层分布均匀 电的绝缘介质 含气孔层
7
除去氧化铝层的方法之一 : 利用电弧效应清除
+
ee e
的溶解吸收度 ：
产生气孔
H H
H
H
H
4
液态铝极高的氢分子溶解、吸收度示意图
气孔
PECHINEY
5
ห้องสมุดไป่ตู้
与氧分子极强的化学亲和力
2 个AL分子 + 3/2 O2 分子 = Al2O3
15 - 100 A
铝合金金属层
Al2
O3
Al
1000000 100000 10000 1000 100 10 1
6
水分 (AG5)
各
自不同的车间里.
10
储存条件 : 基本要素
基本要素 - 亦是最重要的注意点 焊接环境：干燥的空气 适度的温度 避免周围温度剧烈变化
11
储存条件的基本要点
在焊接车间： 创造和保持空气流通 : 板材须垂直储放 板材之间保留足够的空间距离
12
须注意储存之二 : 熔敷金属 - 焊丝
同前原理 使用干燥的焊丝盘罩 采用焊丝盘罩加热装置 (加热温度 : 35 - 45 °C)
30
解决方法 :
填充金属 接头形式 熔敷区形式 外部夹紧装置 母材预热
起弧与熄弧
起弧时 使用 « 热起弧 »
熔深不充分
熄弧时
crater cracks
使用 « 填弧坑功能 »
Is (A)
热起弧
焊接
填弧坑
t (ms)
31
第3章
铝焊丝：焊接缺陷的主要 起因之一
32
填充焊丝
铝焊丝 5356 AG5 (放大75倍)
16
焊接前准备 : 接头设计
70 - 90°
一个重要的焊接规范
0,5 - 1 mm
17
0,5 - 1 mm
机械性能的损失
怎样限制机械性能的损失 ?
减少热输入量 (通过对焊接工艺和焊接参数的控制) 不进行预热 正确选用填充金属 如可能的话，对某些铝合金进行焊后热处理 对焊接结构进行计算、调整以平衡机械性能的损失率
利用电弧清除足够有效吗 ? 不总是…... 为什么???
8
氧化铝层具有多孔性和渗水性
氧化铝层能够保留水分及油类物质
水分
Al2O3 H2O
Oil
氧化铝层
油类物质
H2O
Oil
Al2O3
液态铝对氢分子的溶解、吸收度最高
9
由此而得知 :
铝合金材料的储存 and 表面处理 是
最重要的焊接要素.
铝材料和钢材料应储存在
铝焊介绍与技术讲座
关于铝材料焊接必须注意 的几个方面：
1
第一章
铝合金材料的特性以其相 应的焊接特性
2
较高的热传导效应
高出普通钢约5倍的热导效应
铝
铁元素
铝合金 : 因此必须加大用于熔化铝合金材 料的热输入量
3
铝，尤其是液态铝对氢分子有相当高的溶 解吸收度
H HH HH H
倘若熔池内的 H2分 子含量高于固态金属
13
焊接前表面处理
就仅有一个方法 首先 : 去除油脂 (使用挥发性高的溶剂) 其次 : 去除表面氧化层
14
怎样去除氧化铝?
三大手段 : 化学反应法 (苛性钠) 使用刮削工具 使用钢刷刷拭 : - 使用干净的不锈钢钢刷 - 用钢刷刷拭时不要用力过猛
15
焊接前准备 : 接头设计
一个重要的焊接规范
PECHINEY
解决方法 :
正确的储存及表面预处理 关于设备方面 :
- 确保（保护气）送气管无漏气现象 - 合适的焊枪气罩直径及保护气流量 正确的焊接工艺及步骤 (焊接前给予充分的时间将空气排尽)
- 焊接工艺的选择 (脉冲焊, 射流过渡+) - 电流强度水平 - 可采用氩 - 氦混合气进行保护 切勿错用氩 - 氢混合气
来自钢刷上的铁元 素
更换使用新的钢刷 刮刷时切勿用力过猛
28
热影响区产生的裂纹
产生原因 :
应力 + 共晶体的低熔点
热影响区
解决方法 :
改用熔敷金属 降低热输入量 改良焊接工艺 改良焊接参数
29
熔敷区内产生的裂纹 (纵向裂纹)
产生原因 :
横向应力 + 较弱的 焊接熔敷金属
KAISER ALUMINIUM
33
填充焊丝
铝焊丝 5356 AG5 (放大 75倍)
34
填充焊丝
铝焊丝 5356 AG5 (放大400倍)
35
填充金属
铝焊丝 5356 AG5(放大400倍)
36
第4章
ALW 提供一系列方法和 措施解决铝焊应用中出现 的问题
采用非破坏性检测方法 : 射线照片检测
23
熔深不充分
原因 :
焊接步骤不当 接头设计不当
解决方法 :
增大电流强度水平 降低电弧电压 降低焊接速度 使用氩 - 氦混合保护气
PECHINEY 24
坡口角度 增大间隙 减小钝边
非破坏性检测方法 : 观测法 -射线照片检测
超声波检测法
熔敷不够
原因 :
解决方法 :
焊工焊接技能 的熟练程度
储存条件
焊前表面处理 及接头准备
焊接工艺、步 骤以及焊接设 备的正确选用
20
填充合金的正确选用
焊接时的 周围环境
第二章
关于铝材料焊接的主要缺 陷 : 产生原因和弥补方法
21
焊接缺陷 :产生原因及弥补方法
焊接裂缝
气孔
熔深 不充分
金属夹渣
熔敷不够
22
气孔问题
原因 :
污物 (油、脂类) 水分
填充合金的选用
焊接方便、 简易
化学耐性强
优化的 机械性能
1100 Al 99,0 1350 Al 99,5
阳极处理后保 1188 持相同的色泽 4043
5654
Al 99,8 Al Si 5 Al Mg 3
5183 Al Mg 4,5
5356 Al Mg 5
Base metal
19
保证最佳焊接效果的重要环节
氧化铝的存在 焊接步骤不当
焊前表面处理： - 焊前清刷焊件表面
- 多层焊时清刷每道焊缝
增大焊接电流 降低电弧电压 降低焊接速度 使用氩 - 氦混合保护气 调整接头形式
氧化铝层
25
熔敷量不够图示
非破坏性检测方法 : 射线照片检测 / 超声波
破坏性检测方法 : 显微放大检测 - 最佳方法
26
金属夹渣 (TIG)
产生原因 :
在TIG焊中钨元素 从电极渗透到氧化 铝层
解决方法 :
根据所需的电流大小调整电极尺寸 降低高频电源 在焊接中避免电极与熔池、电极与熔敷金属 之间的接触
27
金属夹渣 (MIG)
产生原因 :
MIG 焊接中使用铜 材料的衬垫
来自衬垫中的铁、 铜元素
解决方法 :
先检查送丝机构, 更换导电嘴 避免使用不锈钢衬垫 (低导热性能=引起过热） 使用铝、铜或陶瓷衬垫 减小坡口间隙
氧化铝厚度 钢刷刷过后的氧化铝厚度
在空气中暴露 (AG5)
在控制的焊接环境中 在控制的焊接环境中
(AG5)
(AG5)
Al2O3 的化学成分及焊接性能
高熔点 (2050 °C) 是纯铝的 3 倍 硬度高 氧化铝层分布均匀 电的绝缘介质 含气孔层
7
除去氧化铝层的方法之一 : 利用电弧效应清除
+
ee e
的溶解吸收度 ：
产生气孔
H H
H
H
H
4
液态铝极高的氢分子溶解、吸收度示意图
气孔
PECHINEY
5
ห้องสมุดไป่ตู้
与氧分子极强的化学亲和力
2 个AL分子 + 3/2 O2 分子 = Al2O3
15 - 100 A
铝合金金属层
Al2
O3
Al
1000000 100000 10000 1000 100 10 1
6
水分 (AG5)
各
自不同的车间里.
10
储存条件 : 基本要素
基本要素 - 亦是最重要的注意点 焊接环境：干燥的空气 适度的温度 避免周围温度剧烈变化
11
储存条件的基本要点
在焊接车间： 创造和保持空气流通 : 板材须垂直储放 板材之间保留足够的空间距离
12
须注意储存之二 : 熔敷金属 - 焊丝
同前原理 使用干燥的焊丝盘罩 采用焊丝盘罩加热装置 (加热温度 : 35 - 45 °C)
30
解决方法 :
填充金属 接头形式 熔敷区形式 外部夹紧装置 母材预热
起弧与熄弧
起弧时 使用 « 热起弧 »
熔深不充分
熄弧时
crater cracks
使用 « 填弧坑功能 »
Is (A)
热起弧
焊接
填弧坑
t (ms)
31
第3章
铝焊丝：焊接缺陷的主要 起因之一
32
填充焊丝
铝焊丝 5356 AG5 (放大75倍)
16
焊接前准备 : 接头设计
70 - 90°
一个重要的焊接规范
0,5 - 1 mm
17
0,5 - 1 mm
机械性能的损失
怎样限制机械性能的损失 ?
减少热输入量 (通过对焊接工艺和焊接参数的控制) 不进行预热 正确选用填充金属 如可能的话，对某些铝合金进行焊后热处理 对焊接结构进行计算、调整以平衡机械性能的损失率
利用电弧清除足够有效吗 ? 不总是…... 为什么???
8
氧化铝层具有多孔性和渗水性
氧化铝层能够保留水分及油类物质
水分
Al2O3 H2O
Oil
氧化铝层
油类物质
H2O
Oil
Al2O3
液态铝对氢分子的溶解、吸收度最高
9
由此而得知 :
铝合金材料的储存 and 表面处理 是
最重要的焊接要素.
铝材料和钢材料应储存在
铝焊介绍与技术讲座
关于铝材料焊接必须注意 的几个方面：
1
第一章
铝合金材料的特性以其相 应的焊接特性
2
较高的热传导效应
高出普通钢约5倍的热导效应
铝
铁元素
铝合金 : 因此必须加大用于熔化铝合金材 料的热输入量
3
铝，尤其是液态铝对氢分子有相当高的溶 解吸收度
H HH HH H
倘若熔池内的 H2分 子含量高于固态金属
13
焊接前表面处理
就仅有一个方法 首先 : 去除油脂 (使用挥发性高的溶剂) 其次 : 去除表面氧化层
14
怎样去除氧化铝?
三大手段 : 化学反应法 (苛性钠) 使用刮削工具 使用钢刷刷拭 : - 使用干净的不锈钢钢刷 - 用钢刷刷拭时不要用力过猛
15
焊接前准备 : 接头设计
一个重要的焊接规范
PECHINEY
解决方法 :
正确的储存及表面预处理 关于设备方面 :
- 确保（保护气）送气管无漏气现象 - 合适的焊枪气罩直径及保护气流量 正确的焊接工艺及步骤 (焊接前给予充分的时间将空气排尽)
- 焊接工艺的选择 (脉冲焊, 射流过渡+) - 电流强度水平 - 可采用氩 - 氦混合气进行保护 切勿错用氩 - 氢混合气
来自钢刷上的铁元 素
更换使用新的钢刷 刮刷时切勿用力过猛
28
热影响区产生的裂纹
产生原因 :
应力 + 共晶体的低熔点
热影响区
解决方法 :
改用熔敷金属 降低热输入量 改良焊接工艺 改良焊接参数
29
熔敷区内产生的裂纹 (纵向裂纹)
产生原因 :
横向应力 + 较弱的 焊接熔敷金属
KAISER ALUMINIUM
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填充焊丝
铝焊丝 5356 AG5 (放大 75倍)
34
填充焊丝
铝焊丝 5356 AG5 (放大400倍)
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填充金属
铝焊丝 5356 AG5(放大400倍)
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第4章
ALW 提供一系列方法和 措施解决铝焊应用中出现 的问题
采用非破坏性检测方法 : 射线照片检测
23
熔深不充分
原因 :
焊接步骤不当 接头设计不当
解决方法 :
增大电流强度水平 降低电弧电压 降低焊接速度 使用氩 - 氦混合保护气
PECHINEY 24
坡口角度 增大间隙 减小钝边
非破坏性检测方法 : 观测法 -射线照片检测
超声波检测法
熔敷不够
原因 :
解决方法 :
焊工焊接技能 的熟练程度
储存条件
焊前表面处理 及接头准备
焊接工艺、步 骤以及焊接设 备的正确选用
20
填充合金的正确选用
焊接时的 周围环境
第二章
关于铝材料焊接的主要缺 陷 : 产生原因和弥补方法
21
焊接缺陷 :产生原因及弥补方法
焊接裂缝
气孔
熔深 不充分
金属夹渣
熔敷不够
22
气孔问题
原因 :
污物 (油、脂类) 水分