铝合金与不锈钢的焊接工艺

（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。 （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℃。
（7）焊缝的酸洗及钝化处理
酸洗：去除焊缝及热影响区表面的氧化皮； 钝化：使酸洗的表面重新形成一层无色的致密氧化 膜，起耐腐蚀作用。 酸洗前须进行表面清理及修补，包括修补表面损伤、 彻底清除焊缝表面残渣及焊缝附近表面的飞溅物。
（8）焊后检验
焊后除了要进行一般焊接缺陷的检验外，还要进行 耐蚀性试验。
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①降低母材和焊缝中的含碳量 ：将钢中的碳 降低到小于或等于其室温时在γ相中的溶解度，这 样在加热时就不会有或很少有Cr23C6析出，从而 从根本上避免了贫铬层的形成。如 00Crl9Ni10、 00Crl8Nil0N及焊丝H00Crl9Nil2Mo2
②在钢中加入稳定的碳化物形成元素（钛、铌、 钽等）：如0Crl8Ni11Ti、0Crl8Ni11Nb及焊丝 H0Cr20Ni10Ti、H0Cr20Ni10Nb等 。 （3）焊后进行固溶处理： 固溶处理可使已经析出的Cr23C6重溶于奥 氏体中。 固溶处理：T＝1050-1150℃ 此方法对大型复杂零部件有一定的困难，处 理后再次在敏化温度范围加热，仍然会形成贫铬 层。
B、熔化极惰性气体保护焊 一般采用直流反接法 ，焊接电流为相同直径的碳钢焊 丝的80％ ；保护气体可用纯Ar，Ar＋O2（CO2）或Ar十 He十CO2混合气 ；板厚δ＝6-25mm用喷射过渡，δ＜ 6mm用短路过渡。 CO2气体保护焊不适合焊接A不锈钢，因为CO2焊接时 使焊缝增碳（[Cr]+CO2=Cr2O3+[C]）
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。 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。
（4）A不锈钢焊接的工艺要点 1）焊前准备 A、下料方法的选择： 机械切割、等离子弧切割及碳弧 气刨等，最好等离子弧切割； B、坡口的制备 适当减小V形坡口角度。当板厚大于 10mm时，应尽量选用焊缝截面较小的U形坡口； C、焊前清理 将坡口两侧20mm～30mm范围内的焊件 表面清理干净，如有油污，可用丙酮或酒精等有机溶剂擦 拭。对表面质量要求特别高的焊件，应在适当范围内涂上 用白垩调制的糊浆，以防飞溅金属损伤表面； D、表面防护 避免损伤钢材表面，不允许用利器划伤 钢板表面，不允许随意到处引弧等 。
（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.
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。
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）焊接方法 焊接奥氏体不锈钢时，应控制焊接热输入和层间温度， 以防止热影响区晶粒长大及碳化物析出，应根据具体焊接 性和使用要求选择： A、焊条电弧焊 同样直径的焊条，焊接电流值应比低碳钢焊条降低 20%左右 ；焊条长度应比碳素钢焊条短；采用直流反接 施焊 ；多层焊时，待上一层焊道冷到60℃以下再焊下一 层焊道，以防晶间腐蚀 ；在焊接过程中，应注意提高焊 接速度，同时焊条不作横向摆动。
5、铝及铝合金熔化极氩弧焊（MIG焊）焊接工艺
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。
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。
接方法严格。
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。
（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。
显微组织：奥氏体 成分：高铬不锈钢+适量的Ni 典型钢种： 18-8钢 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 25-20钢 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni20 25-35钢 0Cr21Ni32 4Cr25Ni35
（1）焊接分析 1）接头的耐蚀性
脆化等 . （2）预防措施：
变形能力强、含碳量低，焊接性良好； 问题：腐蚀、焊接热裂纹、铁素体含量的控制、
（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）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、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。
C、钨极氩弧焊 焊缝成形好，线能量很低，特别适合焊接对过热敏感的 各种奥氏体钢；一般采用直流正接，以防止因电极过热而 造成焊缝中渗钨的现象 ；但因生产效率较低、成本高， 一船只用于焊接6mm以下的薄板 。 D、埋弧焊 埋弧焊具有热输入量高、熔池尺寸大、冷却和凝固速度 较低等特点，加剧了合金元素的偏析，使热裂纹倾向加大； 同时，在冷却过程中还可能因在敏化温度区间停留时间较 长，导致耐晶间腐蚀能力下降。应用不如在低合金钢焊接 中那样普遍。
D、尽可能控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳 定； E、控制焊缝成形，保证焊件表面完好无损，焊接时 要避免焊件碰撞损伤和在焊件表面进行引弧，造成局部损 伤影响其耐蚀性; F、焊后热处理 奥氏体不锈钢焊接后，原则上不进 行热处理。只在焊接接头产生了脆化要进一步提高其耐蚀 能力时，才根据需要选择固溶处理、稳定化处理或消除应 力处理; G、焊后焊接变形不能用火焰加热矫正 .
（5）焊接材料选择
A、适用性原则 B、注重实验验证 C、考虑熔合比大小对焊缝成分的影响 D、根据焊接性要求确定合金化程度 E、注重具体合金成分在该合金系统中的作用
（wk.baidu.com）焊接工艺要点
A、合理选择焊接方法，药芯焊丝电弧焊最好，不锈 钢薄板宜用TIG焊，厚板用气保焊； B、控制焊接参数，避免接头产生过热：如热输入比 焊接碳钢时小20-30%；焊接时采用小电流、窄道快速焊， I=（25-35）d， ；焊完进行强制冷却（加垫板、水冷等）； 避免交叉焊缝；多层焊时使层间温度冷却到60℃以下再焊 下一道; C、注意焊接接头设计的合理性，A钢焊接时选择同 质材料，坡口一般60。，选择镍基材料做焊材时，坡口需 增大80;
（3）缝隙腐蚀 金属构件中发生的斑点状宏观蚀坑； 原因：间隙中溶液流动发生迟滞，致使溶液中局部 cl-浓化，不锈钢表面钝化膜吸附cl-被局部破坏。 （4）晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。 原因：贫铬理论 （5）应力腐蚀 在特定腐蚀介质和拉应力共同作用下而引起的断裂。
3、A（奥氏体）不锈钢的焊接
铝合金与不锈 钢的焊接 工艺
学生：徐 泽 强 班级：车辆5班 学号：CD120379
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。
2、铝合金焊接前进行的准备工作
（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。
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