汽车车身焊接技术任务

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• 熔合区边界的“氧化膜气孔” 2. 气孔的形成原因
(1) 焊接区内存在氢的来源 弧柱气氛
氢的来源 焊接材料吸附水分
母材吸附水分
(2)铝合金中氢的溶解度存在突变
(3) 导热系数大→熔池结晶速度快 (4) 密度低
气泡不易上浮
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氢在铝中的溶解度
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2. 影响气孔形成的因素 1）弧柱气氛中水分的影响
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2）氧化膜中水分的影响 在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已严
格限制，这时，焊丝或工件氧化膜中所吸附的水 分将是生成焊缝气孔的主要原因。氧化膜不致密、 吸水性强的铝合金（如Al-Mg合金），比氧化膜 致密的纯铝具有更大的气孔倾向。
气孔的临界氢分压pH2随之增大，因而对吸收
气氛中水分不太敏感。相比之下，同样焊接 条件下，纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些。
焊接方法 不同的焊接方法对弧柱气氛中水分 的敏感性也不同。TIG焊或MIG焊时氢的吸收
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速率和吸氢量有明显差别。MIG焊时，焊丝以 细小熔滴形式通过弧柱落入熔池，由于弧柱温 度高，熔滴比表面积大，熔滴金属易于吸收氢； TIG焊时，熔池金属表面与气体氢反应，因比 表面积小和熔池温度低于弧柱温度，吸收氢的 条件不如MIG焊时容易。同时，MIG焊的熔 深一般大于TIG焊的熔深，也不利于气泡的浮 出。所以，在同样的气氛条件下，MIG焊时焊 缝气孔倾向比TIG焊时大。
弧柱空间或多或少存在一定量的水分，尤 其在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时， 由弧柱气氛中水分分解而来的氢，溶入过热 的熔融金属中，凝固时来不及析出成为焊缝 气孔。这时所形成的气孔具有白亮内壁的特 征。
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合金系 不同合金系对弧柱气氛中水分的影响 是不同的。纯铝对气氛中的水分最为敏感。 Al-Mg合金Mg含量增高，氢的溶解度和引起
7××× —— AI—Zn—Mg （LC）
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6 影响铝合金性能的因素
（1）冷变形与晶粒大小影响其力学性能 ●冷变形提高强度、降低塑性 ●平均晶粒直径大则屈服强度下降
（2）合金成分影响其力学性能 Mn的影响 Mg的影响
（3）时效的影响
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7 铝及铝合金的焊接性分析
铝及其合金的化学活性很强，表面极易形成 难熔氧化膜（Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔 点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强， 焊接时易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与 铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。 同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密 的氧化膜）可吸收较多水分而成为焊缝气孔的 重
（L） （LY）
（LF） （LD）
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5 铝合金的热处理强化
5.1 非热处理强化铝合金
3××× —— AI—Mn 4××× —— AI—Si 5××× —— AI—Mg
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5.2 热处理强化铝合金
2××× —— AI—Cu
（LY）
6××× —— AI—Mg—Si （LD）
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2铝的生产
• 早期：
用钠作用于复盐制铝
Na + AICI3• NaCI 析出/提炼 AI
• 近期：
电解法熔融氧化铝制铝
AI2O3• 2H2O 加冰晶石/电解 AI
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电流供给接点
砖墙 母线
碳阳极
碳炉衬
电解 氧化铝—冰晶石
熔液
纯铝
图 电解铝示意图
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3 铝的性质及其用途
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4 铝材的标记方法
4.1 德国标准规定的标记方法 （1）纯铝：R （2）合金：元素后面标注含量百分数 （3）加工与供货形式标记：首位字母 （4）材料状态标记：末位字母
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4.2 国际通Biblioteka Baidu的标记方法
1×××——纯AI 2××× ——AI—Cu 3××× ——AI—Mn 4××× ——AI—Si 5××× ——AI—Mg 6××× ——AI—Mg—Si 7××× ——AI—Zn—Mg 8××× ——上述之外者 9××× ——预备系列
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固体金属的表面结构
在氧化膜之下是一层厚度约为1-2μm厚的微晶组织， 其下层是1-10μm的变形层，这一层则是由于金属在 成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。
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3.2 铝 的 用 途
机车、汽车、储罐、建筑、兵器、 家电、航空航天（一架飞机有50万颗铝 铆钉，铝占飞机重量的70%左右）。
3.1 铝的性质
（1）比重小：2.7g/cm3； （2）熔点低：660℃； （3）电阻小：只有钢的1/4； （4）导热系数大：是钢的3～5倍： （5）热膨胀系数大：是钢的2倍。
（6）活性强，在空气中容易形成Al2O3氧化膜
– Al2O3氧化膜密度3.95g/cm3，比铝大
– Al2O3氧化膜吸水性可强编辑ppt
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要原因之一。此外，铝及其合金的线膨胀系数大， 焊接时容易产生翘曲变形。这些都是焊接生产 中颇感困难的问题。热裂纹和软化也是铝合金 焊接的主要问题。
• 总之：氧化膜、不熔合、夹杂、气 孔、热裂纹、软化、变形
<一> 气孔 氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因
1. 气孔的分布特征 2. 临近焊缝表层的“皮下气孔” 3. 焊缝中部或根部的“密集气孔”
汽车车身焊接技术
廖东波 讲师
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任务九 铝板的焊接
学习内容与目标 ➢ 铝合金焊接工艺参数及注意事项 ➢ MIG焊方法 ➢ 铝合金焊接缺陷 ➢ 铝车身板的焊接
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一、相关知识
铝合金用于汽车车身的原因 环保、节能、降低车重 质轻、耐磨、耐腐蚀、弹性好，刚度强
度高、抗冲击能力好，成型性好、再生 性高、节能降耗、安全舒适 不锈蚀，抗锈能力超强
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铝及铝合金的焊接
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铝及铝合金的焊接
1 概述 2 铝的生产 3 铝的性质及其用途 4 铝材的标记方法 5 铝合金的热处理强化 6 影响铝合金性能的因素
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概述
铝为地壳中最多的金属，占7.45%。1827年 用钾作用于AICI3，首次获得了纯铝。后来用钠作 用于复盐使铝析出而制铝。当时铝贵而稀有。电解 法炼铝发明以后，铝的产量大增。随着焊接技术的 进步，铝及铝合金遍布工业及人类生活的各个角落。