铝及铝合金的焊接培训资料8404.docx
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1、铝及铝合合金的焊焊接培训训资料铝及铝合合金的焊焊接特点点 (1)铝铝在空气气中及焊焊接时极极易氧化化,生成成的氧化化铝(AAl2OO3)熔熔点高、非常稳稳定,不不易去除除。阻碍碍母材的的熔化和和熔合,氧氧化膜的的比重大大,不易易浮出表表面,易易生成夹夹渣、未未熔合、未焊透透等缺欠欠。铝材材的表面面氧化膜膜和吸附附大量的的水分,易易使焊缝缝产生气气孔。焊焊接前应应采用化化学或机机械方法法进行严严格表面面清理,清清除其表表面氧化化膜。在在焊接过过程加强强保护,防防止其氧氧化。钨钨极氩弧弧焊时,选选用交流流电源,通通过“阴阴极清理理”作用用,去除除氧化膜膜。气焊焊时,采采用去除除氧化膜膜的焊剂剂。在
2、厚厚板焊接接时,可可加大焊焊接热量量,例如如,氦弧弧热量大大,利用用氦气或或氩氦混混合气体体保护,或或者采用用大规范范的熔化化极气体体保护焊焊,在直直流正接接情况下下,可不不需要“阴阴极清理理”。 (2)铝铝及铝合合金的热热导率和和比热容容均约为为碳素钢钢和低合合金钢的的两倍多多。铝的的热导率率则是奥奥氏体不不锈钢的的十几倍倍。在焊焊接过程程中,大大量的热热量能被被迅速传传导到基基体金属属内部,因因而焊接接铝及铝铝合金时时,能量量除消耗耗于熔化化金属熔熔池外,还还要有更更多的热热量无谓谓消耗于于金属其其他部位位,这种种无用能能量的消消耗要比比钢的焊焊接更为为显著,为为了获得得高质量量的焊接接接
3、头,应应当尽量量采用能能量集中中、功率率大的能能源,有有时也可可采用预预热等工工艺措施施。 (33)铝及及铝合金金的线膨膨胀系数数约为碳碳素钢和和低合金金钢的两两倍。铝铝凝固时时的体积积收缩率率较大,焊焊件的变变形和应应力较大大,因此此,需采采取预防防焊接变变形的措措施。铝铝焊接熔熔池凝固固时容易易产生缩缩孔、缩缩松、热热裂纹及及较高的的内应力力。生产产中可采采用调整整焊丝成成分与焊焊接工艺艺的措施施防止热热裂纹的的产生。在耐蚀蚀性允许许的情况况下,可可采用铝铝硅合金金焊丝焊焊接除铝铝镁合金金之外的的铝合金金。在铝铝硅合金金中含硅硅0.55时热热裂倾向向较大,随随着硅含含量增加加,合金金结晶温
4、温度范围围变小,流流动性显显著提高高,收缩缩率下降降,热裂裂倾向也也相应减减小。根根据生产产经验,当当含硅5566时可可不产生生热裂,因因而采用用SAllSi條條(硅含含量456)焊丝会会有更好好的抗裂裂性。 (4)铝铝对光、热的反反射能力力较强,固固、液转转态时,没没有明显显的色泽泽变化,焊焊接操作作时判断断难。高高温铝强强度很低低,支撑撑熔池困困难,容容易焊穿穿。 (55)铝及及铝合金金在液态态能溶解解大量的的氢,固固态几乎乎不溶解解氢。在在焊接熔熔池凝固固和快速速冷却的的过程中中,氢来来不及溢溢出,极极易形成成氢气孔孔。弧柱柱气氛中中的水分分、焊接接材料及及母材表表面氧化化膜吸附附的水分
5、分,都是是焊缝中中氢气的的重要来来源。因因此,对对氢的来来源要严严格控制制,以防防止气孔孔的形成成。 (66)合金金元素易易蒸发、烧损,使使焊缝性性能下降降。 (77)母材材基体金金属如为为变形强强化或固固溶时效效强化时时,焊接接热会使使热影响响区的强强度下降降。 (88)铝铝为面心心立方晶晶格,没没有同素素异构体体,加热热与冷却却过程中中没有相相变,焊焊缝晶粒粒易粗大大,不能能通过相相变来细细化晶粒粒。 22.焊焊接方法法 几乎乎各种焊焊接方法法都可以以用于焊焊接铝及及铝合金金,但是是铝及铝铝合金对对各种焊焊接方法法的适应应性不同同,各种种焊接方方法有其其各自的的应用场场合。气气焊和焊焊条电
6、弧弧焊方法法,设备备简单、操作方方便。气气焊可用用于对焊焊接质量量要求不不高的铝铝薄板及及铸件的的补焊。焊条电电弧焊可可用于铝铝合金铸铸件的补补焊。惰惰性气体体保护焊焊(TIIG或MMIG)方方法是应应用最广广泛的铝铝及铝合合金焊接接方法。铝及铝铝合金薄薄板可采采用钨极极交流氩氩弧焊或或钨极脉脉冲氩弧弧焊。铝铝及铝合合金厚板板可采用用钨极氦氦弧焊、氩氦混混合钨极极气体保保护焊、熔化极极气体保保护焊、脉冲熔熔化极气气体保护护焊。熔熔化极气气体保护护焊、脉脉冲熔化化极气体体保护焊焊应用越越来越广广泛(氩氩气或氩氩/氦混混合气)氩弧焊焊按照电电极的不不同分为为:熔化化极氩弧弧焊和非非溶化极极氩弧焊焊
7、两种.1、非熔熔化极氩氩弧焊的的工作原原理及特特点非溶化极极氩弧焊焊是电弧弧在非熔熔化极(通通常是钨钨极)和和工作之之间燃烧烧,在焊焊接电弧弧周围流流过一种种不和金金属起化化学反应应的惰性性气体(常常用氩气气),形形成一个个保护气气罩,使使钨极端端头,电电弧和溶溶池及已已处于高高温的金金属不与与空气接接触,能能防止氧氧化和吸吸收有害害气体。从而形形成致密密的焊接接接头,其其力学性性能非常常好。2、熔化化极氩弧弧焊的工工作原理理及特点点 焊丝通通过丝轮轮送时,导导电嘴导导电,在在母材与与焊丝之之间产生生电弧,使使焊丝和和母熔化化,并用用惰性气气体氩气气保护电电弧和熔熔融金属属来进行行焊接的的。它
8、和和钨极氩氩弧焊的的区别:一个是是焊丝作作电极,并并被不断断熔化填填入熔池池,冷凝凝后形成成焊缝;另一个个是采用用保护气气体,随随着熔化化极氩弧弧焊的技技术应用用,保护护气体已已由单一一的氩气气发展出出多种混混合体的的广泛应应用,如如Ar880%+CO2220%的富氩氩保护气气。通常常前者称称为MIIG,后后者称为为MAGG。从其其操作方方式看,目目前应用用最广的的是半自自动熔化化极氩弧弧焊和富富氩混合合气保护护焊,其其次是自自动熔化化极氩弧弧焊。熔化极氩氩弧焊与与钨极氩氩弧焊相相比,有有如下特特点:(1)效效率高 因为为它电流流密度大大,热量量集中,熔熔敷率高高,焊接接速度快快;另外外容易引
9、引弧。(2)需需加强保保护 因弧光光强烈,烟烟气大,所所以要加加强保护护。3.焊接材材料 (11)焊丝丝 铝及及铝合金金焊丝的的选用除除考虑良良好的焊焊接工艺艺性能外外,按容容器要求求应使对对接接头头的抗拉拉强度、塑性(通过弯弯曲试验验)达到到规定要要求,对对含镁量量超过33的铝铝镁合金金应满足足冲击韧韧性的要要求,对对有耐蚀蚀要求的的容器,焊焊接接头头的耐蚀蚀性还应应达到或或接近母母材的水水平。因因而焊丝丝的选用用主要按按照下列列原则:1)纯铝铝焊丝的的纯度一一般不低低于母材材; 22)铝合合金焊丝丝的化学学成分一一般与母母材相应应或相近近; 33)铝合合金焊丝丝中的耐耐蚀元素素(镁、锰、硅
10、硅等)的的含量一一般不低低于母材材; 44)异种种铝材焊焊接时应应按耐蚀蚀较高、强度高高的母材材选择焊焊丝; 5)不不要求耐耐蚀性的的高强度度铝合金金(热处处理强化化铝合金金)可采采用异种种成分的的焊丝,如如抗裂性性好的铝铝硅合金金焊丝SSAlSSi一11等(注注意强度度可能低低于母材材)。 (2)钨极极 氩弧弧焊用的的钨极材材料有纯纯钨、钍钍钨、铈铈钨、锆锆钨四种种。纯钨钨极的熔熔点和沸沸点高,不不易熔化化挥发,电电极烧损损及尖端端的污染染较少,但但电子发发射能力力较差。在纯钨钨中加入入12氧氧化钍的的电极为为钍钨极极,电子子发射能能力强,允允许的电电流密度度高,电电弧燃烧烧较稳定定,但钍钍
11、元素具具有一定定的放射射性,使使用时应应采取适适当的防防护措施施。在纯纯钨中加加入1.82.22的氧氧化铈(杂质0.11)的的电极为为铈钨极极。铈钨钨极电子子逸出功功低,化化学稳定定性高,允允许电流流密度大大,无放放射性,是是目前普普遍采用用的电极极。锆钨钨极可防防止电极极污染基基体金属属,尖端端易保持持半球形形,适用用于交流流焊接。4、保保护气体体(1)最最常用的的惰性气气体是氩氩气。它它是一种种无色无无味的气气体,在在空气和和含量为为0。9935%(按体体积计算算),氩氩的沸点点为-1186,介于于氧和氦氦的沸点点之间。氩气是是氧气厂厂分馏液液态空气气制取氧氧气时的的副产品品。我国均采采用
12、瓶装装氩气用用于焊接接,在室室温时,其其充装压压力为115MPPa。钢钢瓶涂灰灰色漆,并并标有“氩气”字样。纯氩的的化学成成分要求求为:AAr99.99%;Hee0.001%;O20.000155%;HH20.000055%;总总碳量0.0001%;水分分30mmg/mm3。氩气是一一种比较较理想的的保护气气体,比比空气密密度大225%,在平焊焊时有利利于对焊焊接电弧弧进行保保护,降降低了保保护气体体的消耗耗.氩气气是一种种化学性性质非常常不活泼泼的气体体.即使使在高温温下也不不和金属属发生化化学反应应,从而而没有了了合金元元素氧化化烧损及及由此带带来的一一系列的的问题.氩气也也不熔于于液态的
13、的金属,因而不不会引起起气孔.氩是一一种单原原子气体体,以原原子状态态存在,在高温温下没有有分子分分解或原原子吸热热的现象象.氩气气的比热热容和热热传导能能力小,即本身身吸收量量小,向向外传热热也少,电弧中中的热量量不易散散失,使使焊接电电弧燃烧烧稳定,热量集集中,有有利于焊焊接的进进行. 氩气气的缺点点是电离离势较高高.当电电弧空间间充满氩氩气时,电弧的的引燃较较为困难难,但电电弧一旦旦引燃后后就非常常稳定。5、氩弧弧焊的缺缺点(1)氩氩弧焊因因为热影影响区域域大,工工件在修修补后常常常会造造成变形形、硬度度降低、砂眼、局部退退火、开开裂、针针孔、磨磨损、划划伤、咬咬边、或或者是结结合力不不
14、够及内内应力损损伤等缺缺点。尤尤其在精精密铸造造件细小小缺陷的的修补过过程在表表面突出出。(2)氩氩弧焊与与焊条电电弧焊相相比对人人身体的的伤害程程度要高高一些,氩氩弧焊的的电流密密度大,发发出的光光比较强强烈,它它的电弧弧产生的的紫外线线辐射,约约为普通通焊条电电弧焊的的5-330倍,红红外线约约为焊条条电弧焊焊的1-1.55倍,在在焊接时时产生的的臭氧含含量较高高,因此此,尽量量选择空空气流通通较好的的地方施施工,不不然对身身体有很很大的伤伤害.6.焊焊前准备备 (11)焊前前清理 铝及铝铝合金焊焊接时,焊焊前应严严格清除除工件焊焊口及焊焊丝表面面的氧化化膜和油油污,清清除质量量直接影影响
15、焊接接工艺与与接头质质量,如如焊缝气气孔产生生的倾向向和力学学性能等等。常采采用化学学清洗和和机械清清理两种种方法。 1)化化学清洗洗 化学学清洗效效率高,质质量稳定定,适用用于清理理焊丝及及尺寸不不大、成成批生产产的工件件。可用用浸洗法法和擦洗洗法两种种。可用用丙酮、汽油、煤油等等有机溶溶剂表面面去油,用用4070的5100NaaOH溶溶液碱洗洗3mmin7mmin(纯铝时时间稍长长但不超超过200miin),流流动清水水冲洗,接接着用室室温至660的的30HNOO3溶液液酸洗11miin33miin,流流动清水水冲洗,风风干或低低温干燥燥。 22)机械械清理 在工工件尺寸寸较大、生产周周期
16、较长长、多层层焊或化化学清洗洗后又沾沾污时,常常采用机机械清理理。先用用丙酮、汽油等等有机溶溶剂擦试试表面以以除油,随随后直接接用直径径为0.15mmm0.22mm的的铜丝刷刷或不锈锈钢丝刷刷子刷,刷刷到露出出金属光光泽为止止。一般般不宜用用砂轮或或普通砂砂纸打磨磨,以免免砂粒留留在金属属表面,焊焊接时进进入熔池池产生夹夹渣等缺缺陷。另另外也可可用刮刀刀、锉刀刀等清理理待焊表表面。 工件和和焊丝经经过清洗洗和清理理后,在在存放过过程中会会重新产产生氧化化膜,特特别是在在潮湿环环境下,在在被酸、碱等蒸蒸气污染染的环境境中,氧氧化膜成成长得更更快。因因此,工工件和焊焊丝清洗洗和清理理后到焊焊接前的
17、的存放时时间应尽尽量缩短短,在气气候潮湿湿的情况况下,一一般应在在清理后后4hh内施焊焊。清理理后如存存放时间间过长(如超过过24h)应应当重新新处理。(2)垫垫板 铝铝及铝合合金在高高温时强强度很低低,液态态铝的流流动性能能好,在在焊接时时焊缝金金属容易易产生下下塌现象象。为了了保证焊焊透而又又不致塌塌陷,焊焊接时常常采用垫垫板来托托住熔池池及附近近金属。垫板可可采用石石墨板、不锈钢钢板、碳碳素钢板板、铜板板或铜棒棒等。垫垫板表面面开一个个圆弧形形槽,以以保证焊焊缝反面面成型。也可以以不加垫垫板单面面焊双面面成型,但但要求焊焊接操作作熟练或或采取对对电弧施施焊能量量严格自自动反馈馈控制等等先
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- 铝合金 焊接 培训资料 8404
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