《有色金属的焊接》PPT课件.ppt
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1、第第10章章 有色金属的焊接有色金属的焊接第第第第1010章章章章 有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接l l主要内容主要内容主要内容主要内容主要介绍铝合金的焊接性和焊接工艺。主要介绍铝合金的焊接性和焊接工艺。主要介绍铝合金的焊接性和焊接工艺。主要介绍铝合金的焊接性和焊接工艺。2023/2/4第十章 有色金属的焊接2l l全铝高速列车全铝高速列车全铝高速列车全铝高速列车第第第第1010章章章章 有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接2023/2/4第十章 有色金属的焊接3神舟飞船返回仓全神舟飞船返回仓全神舟飞船返回仓全神舟飞船返回仓全焊接的铝合金结构焊接的
2、铝合金结构焊接的铝合金结构焊接的铝合金结构第第第第1010章章章章 有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接2023/2/4第十章 有色金属的焊接4铝合金的激光焊铝合金的激光焊 TWI 应应用用激激光光焊焊接接大大厚厚钢钢、铝铝及及钛钛合合金金构构件件,最最大大厚厚度度可可达达20mm20mm,主要应用于军用车辆。,主要应用于军用车辆。激激光光焊焊的的高高速速度度、低低变变形形大大大大减减少少焊焊后后处处理理工工作作,人人工工费费用用降低降低30%30%。第第第第1010章章章章 有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接2023/2/4第十章 有色金属的焊接5第
3、第第第1 1节节节节 铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合金的合金的合金的合金的焊焊焊焊接接接接一、铝及铝合金的性能一、铝及铝合金的性能一、铝及铝合金的性能一、铝及铝合金的性能 铝极易氧化铝极易氧化铝极易氧化铝极易氧化 含有低熔点、低沸点的合金元素含有低熔点、低沸点的合金元素含有低熔点、低沸点的合金元素含有低熔点、低沸点的合金元素 比热容、电导率、热导率比钢大比热容、电导率、热导率比钢大比热容、电导率、热导率比钢大比热容、电导率、热导率比钢大 线膨胀系数比钢大线膨胀系数比钢大线膨胀系数比钢大线膨胀系数比钢大 对光、热的反射能力强,熔化前无明显色泽变化对光、热的反射能力强,熔化前无明显色泽变化对光、热的反
4、射能力强,熔化前无明显色泽变化对光、热的反射能力强,熔化前无明显色泽变化2023/2/46第十章 有色金属的焊接氢在铝中的溶解度氢在铝中的溶解度氢在铝中的溶解度氢在铝中的溶解度 (=101kPa=101kPa)第第第第1 1节节节节 铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合金的合金的合金的合金的焊焊焊焊接接接接二、铝及铝合金的焊接性二、铝及铝合金的焊接性二、铝及铝合金的焊接性二、铝及铝合金的焊接性1 1、焊缝的气孔:、焊缝的气孔:、焊缝的气孔:、焊缝的气孔:主要为氢气孔。主要为氢气孔。主要为氢气孔。主要为氢气孔。2023/2/47第十章 有色金属的焊接氢在铝中的溶解度(氢在铝中的溶解度(氢在铝中的溶解度(氢
5、在铝中的溶解度(P PH H2 2=1atm=1atm)焊缝中的蜂窝状气孔焊缝中的蜂窝状气孔焊缝中的蜂窝状气孔焊缝中的蜂窝状气孔溶解氢形成的气孔溶解氢形成的气孔溶解氢形成的气孔溶解氢形成的气孔 氧化膜气孔氧化膜气孔氧化膜气孔氧化膜气孔防止和减少焊缝气孔的途径防止和减少焊缝气孔的途径防止和减少焊缝气孔的途径防止和减少焊缝气孔的途径限制氢溶入焊接熔池,或者减少氢的来源,或者减少氢限制氢溶入焊接熔池,或者减少氢的来源,或者减少氢限制氢溶入焊接熔池,或者减少氢的来源,或者减少氢限制氢溶入焊接熔池,或者减少氢的来源,或者减少氢同熔池的作用时间;同熔池的作用时间;同熔池的作用时间;同熔池的作用时间;尽量促
6、使氢从熔池析出,即在熔池凝固之前使氢以气泡尽量促使氢从熔池析出,即在熔池凝固之前使氢以气泡尽量促使氢从熔池析出,即在熔池凝固之前使氢以气泡尽量促使氢从熔池析出,即在熔池凝固之前使氢以气泡形式及时排除。形式及时排除。形式及时排除。形式及时排除。a a、减少氢的来源、减少氢的来源、减少氢的来源、减少氢的来源 彻底清除坡口表面的油污和氧化膜,并加强对熔池的彻底清除坡口表面的油污和氧化膜,并加强对熔池的彻底清除坡口表面的油污和氧化膜,并加强对熔池的彻底清除坡口表面的油污和氧化膜,并加强对熔池的保护;对保护气体的含水量进行控制。保护;对保护气体的含水量进行控制。保护;对保护气体的含水量进行控制。保护;对
7、保护气体的含水量进行控制。第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接2023/2/48第十章 有色金属的焊接铲根对焊缝气孔的影响铲根对焊缝气孔的影响铲根对焊缝气孔的影响铲根对焊缝气孔的影响(Al-4Mg-1MnAl-4Mg-1Mn,MIGMIG)11未铲根未铲根未铲根未铲根 22铲根铲根铲根铲根第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接2023/2/49第十章 有色金属的焊接b b、减少熔池吸氢时间、减少熔池吸氢时间、减少熔池吸氢时间、减少熔池吸氢时间c c、采用气垫块取代水冷铜垫块、采用气垫块取代水冷
8、铜垫块、采用气垫块取代水冷铜垫块、采用气垫块取代水冷铜垫块第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接2023/2/410第十章 有色金属的焊接焊接热源焊接热源焊接热源焊接热源d d、延长气泡逸出时间、延长气泡逸出时间、延长气泡逸出时间、延长气泡逸出时间第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接2023/2/411第十章 有色金属的焊接焊接工艺参数对气孔倾向的影响(焊接工艺参数对气孔倾向的影响(焊接工艺参数对气孔倾向的影响(焊接工艺参数对气孔倾向的影响(5A065A06,TIGTIG)MIGMIG焊接时焊
9、缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系(板(板(板(板Al-2.5%MgAl-2.5%Mg,焊丝,焊丝,焊丝,焊丝Al-3.5%MgAl-3.5%Mg)2 2、焊接热裂纹、焊接热裂纹、焊接热裂纹、焊接热裂纹 铝合金属于典型的共晶型合金,熔化焊时容易产生热裂铝合金属于典型的共晶型合金,熔化焊时容易产生热裂铝合金属于典型的共晶型合金,熔化焊时容易产生热裂铝合金属于典型的共晶型合金,熔化焊时容易产生热裂纹,包括纹,包括纹,包括纹,包括结晶裂纹结晶裂纹结晶裂纹结晶裂纹和和和和液化裂纹液化裂纹液化裂
10、纹液化裂纹。2023/2/412第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接2023/2/413第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接l l一方面,焊接速度增大,焊一方面,焊接速度增大,焊一方面,焊接速度增大,焊一方面,焊接速度增大,焊缝内应力增大;缝内应力增大;缝内应力增大;缝内应力增大;l l另一方面,与高速焊接时焊另一方面,与高速焊接时焊另一方面,与高速焊接时焊另一方面,与高速焊接时焊缝组织的结晶形态有关。缝组织的结晶形态有关。缝组织的结晶形态有关。缝
11、组织的结晶形态有关。2023/2/414第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接氧化膜气孔所致裂纹氧化膜气孔所致裂纹氧化膜气孔所致裂纹氧化膜气孔所致裂纹 液化裂纹液化裂纹液化裂纹液化裂纹防止措施:防止措施:防止措施:防止措施:利用利用利用利用Al-5%SiAl-5%Si焊丝的焊丝的焊丝的焊丝的“愈合愈合愈合愈合”作用作用作用作用 能量密度集中的焊接方法防止形成粗大柱状晶能量密度集中的焊接方法防止形成粗大柱状晶能量密度集中的焊接方法防止形成粗大柱状晶能量密度集中的焊接方法防止形成粗大柱状晶 小电流减少过热小电流减少过热小电流减
12、少过热小电流减少过热 适当减小焊接速度减小接头应力适当减小焊接速度减小接头应力适当减小焊接速度减小接头应力适当减小焊接速度减小接头应力2023/2/415第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接3 3、焊接接头的不、焊接接头的不、焊接接头的不、焊接接头的不“等强性等强性等强性等强性”:非非非非 时效强化铝合金在冷作硬化状时效强化铝合金在冷作硬化状时效强化铝合金在冷作硬化状时效强化铝合金在冷作硬化状 态下焊接时接头强度低于母材;态下焊接时接头强度低于母材;态下焊接时接头强度低于母材;态下焊接时接头强度低于母材;时效强化铝合金焊
13、接接头塑性时效强化铝合金焊接接头塑性时效强化铝合金焊接接头塑性时效强化铝合金焊接接头塑性 低于母材,强度低于母材(除低于母材,强度低于母材(除低于母材,强度低于母材(除低于母材,强度低于母材(除 开开开开Al-Zn-MgAl-Zn-Mg)。)。)。)。l l焊缝:铸造组织,强度影响不焊缝:铸造组织,强度影响不焊缝:铸造组织,强度影响不焊缝:铸造组织,强度影响不 大,塑性下降。大,塑性下降。大,塑性下降。大,塑性下降。l l熔合区:塑性降低,晶粒粗化熔合区:塑性降低,晶粒粗化熔合区:塑性降低,晶粒粗化熔合区:塑性降低,晶粒粗化+晶界液化(时效强化型)晶界液化(时效强化型)晶界液化(时效强化型)晶
14、界液化(时效强化型)l lHAZHAZ:软化(回复、再结晶、过时效):软化(回复、再结晶、过时效):软化(回复、再结晶、过时效):软化(回复、再结晶、过时效)2023/2/416第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接Al-4.5Zn-1.2MgAl-4.5Zn-1.2Mg合金焊接热影响区硬度变化合金焊接热影响区硬度变化合金焊接热影响区硬度变化合金焊接热影响区硬度变化(焊前自然时效,(焊前自然时效,(焊前自然时效,(焊前自然时效,MIGMIG)T Tmm峰值温度峰值温度峰值温度峰值温度1 1、2 2、3 3、44表示不同的焊
15、后自然表示不同的焊后自然表示不同的焊后自然表示不同的焊后自然时效时间时效时间时效时间时效时间 13h 24d 330d 490d13h 24d 330d 490d Al-Cu-MgAl-Cu-Mg(2A122A12)合金焊接)合金焊接)合金焊接)合金焊接热影响区的硬度变化(手工热影响区的硬度变化(手工热影响区的硬度变化(手工热影响区的硬度变化(手工TIGTIG)4 4、焊接接头的耐蚀性、焊接接头的耐蚀性、焊接接头的耐蚀性、焊接接头的耐蚀性一般都低于母材,主要与接头的组织不均匀性有关。一般都低于母材,主要与接头的组织不均匀性有关。一般都低于母材,主要与接头的组织不均匀性有关。一般都低于母材,主要
16、与接头的组织不均匀性有关。焊接应力容易引起应力腐蚀开裂。焊接应力容易引起应力腐蚀开裂。焊接应力容易引起应力腐蚀开裂。焊接应力容易引起应力腐蚀开裂。措施:措施:措施:措施:改善接头组织成分的不均匀性;改善接头组织成分的不均匀性;改善接头组织成分的不均匀性;改善接头组织成分的不均匀性;消除焊接应力;消除焊接应力;消除焊接应力;消除焊接应力;采取保护措施。采取保护措施。采取保护措施。采取保护措施。2023/2/417第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接5 5、其它焊接问题、其它焊接问题、其它焊接问题、其它焊接问题 合金元素的蒸
17、发烧损合金元素的蒸发烧损合金元素的蒸发烧损合金元素的蒸发烧损 晶粒粗大晶粒粗大晶粒粗大晶粒粗大2023/2/418第十章 有色金属的焊接第第第第1 1节节节节 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接第第第第1 1节节节节 铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合金的合金的合金的合金的焊焊焊焊接接接接四、四、四、四、铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合金的合金的合金的合金的焊焊焊焊接工接工接工接工艺艺艺艺特点特点特点特点&焊焊焊焊接工接工接工接工艺艺艺艺的一般特点的一般特点的一般特点的一般特点 必必必必须须须须采采采采用用用用能能能能量量量量集集集集中中中中的的的的热热热热源源源源;采采采采用
18、用用用垫垫垫垫板板板板和和和和夹夹夹夹具具具具防防防防止止止止变变变变形形形形;不不不不易易易易确确确确定定定定接接接接缝缝缝缝坡坡坡坡口口口口是是是是否否否否熔熔熔熔化化化化;合合合合金金金金元元元元素素素素MgMg、ZnZn、MnMn等等等等易易易易于于于于蒸蒸蒸蒸发发发发;表表表表面面面面极极极极易易易易形形形形成成成成难难难难熔的氧化膜,注意熔的氧化膜,注意熔的氧化膜,注意熔的氧化膜,注意焊焊焊焊前清理和加前清理和加前清理和加前清理和加强强强强保保保保护护护护。&焊焊焊焊接方法的接方法的接方法的接方法的选选选选用用用用 氩氩氩氩弧弧弧弧焊为焊为焊为焊为主,激光主,激光主,激光主,激光焊
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