铝及铝合金的焊接

￭母材分析

工业纯铝具有铝的一般特点，密度小，导电、导热性能好，抗腐蚀性能好，塑性加工性能好，可加工成板、带、箔和挤压制品等，可进行气焊、氩弧焊、点焊。工业纯铝不能热处理强化，可通过冷变形提高强度，惟一的热处理形式是退火，再结晶开始温度与杂质含量和变形度有关，一般在200℃左右。退火板材的σb=80～100MPa，σ0.2=30～50MPa，ζ=35%～40%，HB=25～30。经60%～80%冷变形，虽然能提高到150～180MPa，但ζ值却下降到1%～1.5%。增加铁、硅杂质含量能提高强度，但降低塑性、导电性和抗蚀性。

以下为母材的化学成分

表2-1 母材（L2）化学成分（GB/T3190—1996)

￭母材的焊接性分析

一、物理及化学性质分析

纯铝的熔点低（660℃），熔化时颜色不变，难以观察到熔池，焊接时容易塌陷和烧穿；热导率是低碳钢的三倍，散热快，焊接时不易熔化；线膨胀系数是低碳钢的二倍，焊接时易变形；在空气中易氧化成致密的高熔点氧化膜Al2O3（熔

点2050℃），难熔且不导电，焊接时易造成未熔合、夹渣并使焊接过程不稳定。因此纯铝的焊接性比低碳钢差，所以纯铝的焊接性主要有：焊接过程中易氧化、能耗大、容易产生气孔（主要是氢气孔）、容易形成焊接热裂纹、焊接接头容易软化、焊接接头的耐蚀性下降。

1、易氧化

铝1060和氧的亲和能力很大，在常温下铝容易同氧化合，在铝的表面生成致密的Al2O3薄膜，能防止金属的继续氧化，对自然防腐蚀有利，但是给焊接带来了困难。这是由于氧化铝薄膜的熔点高（约2050℃），远远超过铝1060的熔点，而且密度很大3.95～4.10g/m2,约为铝1060 的1.4倍，加之1060 导热性很强，焊接时容易造成不融合现象，也容易成为焊缝金属的夹杂物，形成夹渣缺陷。同时氧化膜可以吸收较多的水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。

2、容易产生气孔

由于铝1060 中不含碳，不存在生成CO 气孔的条件，而氮又不溶于铝，因此一般认为铝1060 产生气孔的主要原因是氢。氢能大量的溶于液态铝，几乎不溶于固态铝。在焊接高温下，氢在液态铝中的溶解度急剧下降，如果熔池金属溶入过饱和的氢，在一定的冷却速度下，过饱和氢将从液态金属中析出形成微小的气泡。在铝的熔池凝固过程中析出氢一方面形成新的微小的小气泡，另一方面将扩展到已形成的

微小气泡中，并使它发展长大。与此同时，由于铝1060的相对密度小，气泡上浮较慢，如果冷却速度较快，气泡来不及逸出熔池，凝固后就留在焊缝中形成气孔。若熔池凝固过程比较缓慢的进行，能有足够的时间使氢气泡逸出熔池，就不会在焊缝中形成气孔。反之，如果熔池凝固速度很快，氢来不及由液态金属中析出，而是固溶于铝中形成过饱和固溶体，也不会析出气体形成气孔。可见冷却速度是影响产生气孔的重要条件之一。

3、焊接热裂纹

铝1060非热处强化合金在熔化焊时很少产生裂纹，只有在杂质含量超过规定范围，或刚性很大的不利条件下，才会产生裂纹。铝1060 产生热裂纹的原因与它的成分和焊接应力有关。由于铝1060 的线膨胀系数比铁将近大一倍，而其凝固时的收缩率又比铁大两倍，因此铝焊件的焊接应力大。

4、高的导热性和导电性

铝1060的导热系数很大，约为钢的四倍，而且热容量也比钢大近一倍，因此焊接铝1060时比钢要消耗更多的热量。为得到高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源才能进行正常的焊接，特别在工件厚度较大时更为明显。铝1060的导电性好，电阻焊时需要更大功率的电源。

5、高温使强度和塑性低

高温时铝1060的强度和塑性很低，如370℃时强度仅为1MPa左右，常常不能支持液体熔池的重量，破坏了焊缝金属的成型，有时还容易造成焊缝金属的塌落和烧穿。

6、无色泽变化

铝1060从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断熔池的温度，另外，温度升高时，铝1060的强度降低，因此焊接时难以掌握加热温度，时常因温度过高无法察觉而导致烧穿。

总的来说，铝1060的焊接性是良好的，只要针对上述焊接特点，正确选择焊接方法、焊接材料、焊前清理及焊接操作工艺，完全能获得良好的焊接接头。

筒体壳板厚为16mm，所以在焊接前，为避免出现热裂纹，应对其进行预热，预热温度为120～140℃。

（2）、焊接方法不当

例如；埋弧焊线能量大，会使焊接热影响区过热区出现粗晶组织，使热影响区韧性降低。电渣焊的线能量比埋弧焊还要大，热影响区晶粒更加粗大，韧性降低更为明显，所以纯铝自动氩弧焊焊后通常要经正火处理，细化晶粒，以提高韧性。

焊接工艺方案

焊接设备为NB-500型熔化极MIG气体保护焊机，电流调节范围为50～500A。焊丝直径为Φ1.6mm，保护气体——氩气，

其纯度不低于99.96％。其选择理由如下：

（1）除CO2气体保护焊外，几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊，焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊有TIG焊和MIG焊，它们是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。从“阴极清理”作用和钨极许用电流方面考虑，一般采用钨极氩弧焊。由于是在氩气的良好保护下施焊，熔池可免受氧、氢等有害气体的影响。氩弧焊电流稳定、热量集中、其焊缝组织致密、成形美观、强度和塑性高，并且工件变形小。但是，因受到钨极许用电流的限制，电弧的熔透力较小，生产率较低。故一般多用于板厚在6mm以下薄板的焊接。熔化极氩弧焊（MIG）电弧功率大，热量集中、热影响区小、生产率可比钨极氩弧焊提高三倍以上。因此适用于厚板结构的焊接，它可焊接50mm以下的铝及铝合金板材，焊接30mm厚的铝板可不预热。半自动熔化极氩弧焊，主要用于定位焊、断续小焊缝及结构不规则工件的焊接。

（2）铝及铝合金的热导率和比热容均比碳素钢和低合金钢低两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热能被迅速传导到基体金属内部吸收，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量消

耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，也可采用预热等工艺措施。熔化极气体保护焊（MIG）与钨极氩弧焊（TIG）比较，MIG焊的最小加热面积为10-4cm2，最大功率密度为104～105w·cm-2，TIG焊的最小加热面积为10-3cm2，最大功率密度为1.5～104w·cm-2，因此选用MIG焊较好。

（3）铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求。对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选用主要按照下列原则：

①纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；

②铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；

③铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；

④异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；

⑤不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi-1等(注意强度可能低于母材)。

根据铝储罐的使用情况，按上述原则（等强度、等腐蚀性），现选用焊丝为SAl-2,其铝含量高于1060（L2）工业纯铝，以保证焊接接头耐腐蚀性的要求。

（4）保护气体选择

铝及铝合金MIG焊，只采用惰性气体氩或氦气，不采用活性气体。氩或氦虽同为保护气体，但其物理性能有差异，因而其工艺性能也有差异。氩气的密度大约是空气的1.4倍，比空气重；氦气的密度大约是空气的0.14倍，比空气轻。在平焊位置焊接时，氩气下沉，驱走空气，对电弧的保护和对焊接区的覆盖作用好。若选择氦气保护，要得到相同的保护效果，氦气的流量和消耗量大约比氩气高2～3倍。

另外，氦气的导热率比氩气高，能产生能量分布更均匀的电弧等离子体。氩弧等离子体则弧柱中心能量高而其周围能量低。因此，氦弧MIG焊时焊缝形状特点为熔深与熔宽大，焊缝底部呈圆弧形，而氩气MIG焊的焊缝中心呈窄而深的“指状”熔深，其两侧熔深较浅。

氦的电离电位比氩高。当弧长和焊接电流一定时，氦气保护的电弧电压比氩气弧高。因此，纯氦保护MIG焊时，很难实现轴向射流过渡，常发生较多的飞溅和较粗糙的焊缝表面。氩气保护的MIG焊则较易实现射流过渡。

由于MIG氩弧焊的电弧电压低和电弧能量密度小，电弧稳定、飞溅极少，因而适用于焊接薄件。MIG氦弧焊的能量密度高，适用于焊接中厚件，但电弧不够稳定，且氦气价格高昂。

本产品的最大壁厚为16mm，所以选用氩气为保护气为宜。

3.焊前准备

（1）坡口形式、接头形式及其尺寸

坡口形式、接头形式及其尺寸取决于铝焊件厚度、焊接位置、熔滴过渡形式及焊接工艺。

在焊件厚度、焊接位置和焊接工艺一定时，熔滴过渡形式是确定坡口形式，焊接工艺参数的重要条件。

熔化极氩弧焊的熔滴过渡的形式及其过程的稳定性是MIG 焊焊接方法是否适用的关键。当焊接电流由小到大增长时，熔滴过渡即由短路过渡、滴状过渡，向喷射过渡（射滴过渡、射流过渡）方向变化。短路过渡只适用于材料厚度为1～2mm薄壁零件的MIG焊，喷射过渡过程比较稳定，几乎可用于各种厚度铝材的MIG焊。在短路过渡至射流过渡之间，有一个亚射流过渡区，此时尽管弧长较短，但并不发生短路，即使弧长变化，电流电压亦可保持不变，即使采用恒流电源（陡降外特性），电弧也能进行自身调节，焊接过程稳定，焊缝成形均匀美观，实践经验表明，采用亚射流过渡形式MIG焊铝材时，焊接效率更高，焊接质量更好。MIG焊时，一般采用直流反接，不采用直流正接或交流，有自动焊及半自动焊两种方式。

采用射流过渡形式的喷射过渡时，焊缝易呈现窄而深的指状熔深，焊缝两侧熔透不良，出现气孔裂纹等缺陷。改用亚射流过渡形式时，弧长较短，电弧电压较低，电弧略带轻微爆破声，焊丝端头的熔滴长大到等于焊丝直径时便沿轴线方向一滴一滴地过渡到熔池，并间或有瞬时短路发生。亚射流过渡MIG焊时，

阴极雾化区大，熔池保护效果好，焊缝成形好，焊缝缺陷少。为此铝储罐在焊接参数的选择及坡口设计上要充分考虑以上问题。

（2）焊前清理

铝焊件及焊丝表面的氧化膜及污染物可引起MIG焊过程中电弧静特性曲线下移，从而使焊件电流突然上升，焊丝熔化速度增大，电弧拉长，此时，电弧的声音也从原来有节奏的嘶嘶声变为刺耳的呼叫声。因此，MIG焊前零件及焊丝表面应严格清理，其清理的质量将直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。焊件与焊丝MIG焊前表面清理，常采用化学清洗和机械清理两种方法。同时铝及铝合金焊丝最好采用经特殊表面处理的光滑、光洁、光亮的“三光”焊丝。

①化学清洗化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油，用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液碱洗3min～7min(纯铝时间稍长但不超过20min)，流动清水冲洗，接着用室温至60℃的30％HNO3溶液酸洗1min～3min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。

②机械清理在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采用机械清理。先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直接用直径为0.15mm～0.20mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池

产生夹渣等缺陷。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。

工件和焊丝经过清洗和清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，特别是在潮湿环境下，在被酸、碱等蒸气污染的环境中，氧化膜成长得更快。因此，工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短，在气候潮湿的情况下，一般应在清理后4h内施焊。清理后如存放时间过长(如超过24h)应当重新处理。

本储罐采用的清理方案为：坡口及其周边50mm范围内的氧化物及其他杂物均应清理干净。先采用直径小于0.2mm的不锈钢丝轮进行清理，然后再用化学法清洗。焊丝只用化学方法清洗。清理好的坡口要在2h内焊完，清洗并烘干后的焊丝在大气中裸露的时间不得超过4h。铝储罐坡口化学清洗的工艺参数见表一：

表一铝储罐坡口化学清洗的工艺参数

4．工艺装备的准备

MIG焊所需的工艺装备，有焊接小车及轨道、操作机、变位机、滚轮架、焊件的胎夹具等。铝储罐主要焊缝采用的是V形坡

口单面、单道焊，为保证焊透又防止熔池金属泄漏，采用了加反面衬垫的方法。这里只对主要工装进行选择。

（1）衬垫

MIG焊与TIG焊一样有时需要焊缝反面衬垫，因MIG焊时功率较大，熔透能力较强，反面衬垫既有利于防止熔池金属泄漏，又有利于防止缩小接头的有关尺寸，操作条件较为宽松，对操作技能的要求可适当降低。本铝储罐的纵、环焊缝均采用了临时垫板，材质与母材相同，既可避免污染熔池又有利于散热。反面衬垫装在焊件的胎夹具内，与焊缝位置对应，并紧贴在两零件反面，焊接后与焊件分离。

（2）滚轮架

滚轮架是压力容器制造常用的工艺装备。焊接滚轮架通过电动机驱动滚轮，利用主动滚轮与焊件之间的摩擦力带动筒形焊件以一定速度旋转的变位机械。在焊接生产中应用的焊接滚轮架通常由一副主动滚轮架和一副被动滚轮架组成。

焊接滚轮架主要用于圆筒型筒体的装配与焊接。当进行筒体环焊缝焊接时，由于筒体在滚轮上转动，将环形焊缝的全位置焊接变成平焊，有利于提高焊缝质量和焊接生产率。当主动滚轮架和被动滚轮架的安装高度不同时，也可进行锥体和不等径圆柱体焊件的装配和焊接。对于矩形截面的焊件以及形状不规则的焊件，可将其装在特制的环形卡箍内，也可在滚轮架上进行焊接作业。

焊接滚轮架又可分为：通用型焊接滚轮架与特种用途焊接滚轮架，现选用通用型。在工业生产中最常用的通用型焊接滚轮架又可分为二大类：一类是自调式焊接滚轮架，一类是可调式焊接滚轮架。

自调式焊接滚轮架的特点是每一付滚轮架由两组双滚轮组成，且每组滚轮支架可以其支点为中心旋转，因此可在相当宽的范围内适应不同直径的焊件而无需改变两组滚轮之间的距离。但在焊接直径很小的焊件时，焊件的外圆只能与每对滚轮架的两个滚轮接触，滚轮架的承载重量将相应地降低为额定载荷的75％。

自调式焊接滚轮架通常采用双驱动传动方式，电动机通过二级减速箱和连接轴将转矩传递给二组滚轮，以获得平稳的旋转速度。驱动电动机可以采用电磁无级调速或变频器无级调速。

可调式焊接滚轮架的特点是每一付滚轮架的滚轮间距是可调的,以适应不同直径的焊件。滚轮间距的调节，可采用多种方法，最简单的办法是，在滚轮架支座面上钻二排孔间距相等的螺栓孔，滚轮座则按焊件的直径安装在相应的孔位，并用螺栓固定。当所焊工件的直径经常变化时，则可采用丝杆传动机构调节滚轮间距。对于焊件直径变化范围不大的应用场，可采用连杆机构调节滚轮间距，十分简便且节省辅助时间。

可调式焊接滚轮架，通常采用一副主动滚轮架和一副被动滚轮架组合进行装配和焊接作业。其中主动滚轮架可分单驱动和双驱动。两台电动机可通过电子线路同步起动。双驱动的优点是焊

件旋转速度平稳，并可消除跳动现象。我国已制订了焊接滚轮架的行业标准JB/T9187-1999。从安全角度出发，并考虑滚轮驱动功率合理选用，JB/T9187行业标准还规定了滚轮圆心至焊件圆心的包角α应控制在45°～110°范围内。在实际焊接生产中，焊接滚轮架的选用步骤如下：

①按工厂生产纲领规定的焊件规格和重量，以及月产量初步确定需要配备的焊接滚轮架的规格，额定承载重量和数量。

②按焊件的重量和材料种类确定滚轮的结构，对于不锈钢，钛合金和铝合金制压力容器，必须采用橡胶轮或聚氨脂轮。

③根据拟采用的焊接工艺方法，确定对焊接滚轮架转速范围的要求和其他技术特性的要求。

④应当按焊缝的质量要求，提出焊接滚轮架滚轮线速度的控制精度要求。

⑤应考虑工作环境。

考虑通用性，铝储罐采用EB-10TN型可调式焊接滚轮架，其技术参数为：最大载重量5t，最大转动能力10t，滚轮线速度70～1200mm/min，工件直径150～4000mm，橡胶轮数目6个，滚轮间中心距410～1810，外形尺寸：主动轮3300×890、被动轮2600×500×515，滚轮直径（橡胶轮350），重量：主动轮600，被动轮400。

（3）焊接操作机

焊接操作机又称焊机变位机，是将焊接机头准确送达并保持

在待焊位置，或是以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊接机头，配合完成焊接操作的焊接机头变位机械。与焊接变位机配合使用，可以完成多种焊缝，如纵缝、环缝、对接缝、角焊缝及任意曲线焊缝的自动焊接工作，也可以进行工件表面的自动堆焊和切割工艺。

焊接操作机种类很多，常见的有如下类型：平台式操作机、悬臂式操作机、伸缩臂式操作机、门桥式操作机等。

平台操作机主要用于筒形容器的外纵缝和外环缝的焊接，悬臂式操作机主要用来焊接容器的内纵缝和内环缝，伸缩臂式优点很多，除具有前两者的用途外，还可以完成切割、打磨、探伤等作业。现拟用伸缩臂式操作机。

5.组装与焊接

铝储罐由筒体、封头及接管三部分组成，将其分别组装、焊接，然后将筒体、封头及接管进行总成焊接。但其主要受力元件是封头和筒体，下面就以封头、筒体的的具体生产工艺过程来说明铝储罐的制造工艺。

（1）封头的制造

该铝储罐选用椭圆形封头结构，根据尺寸情况可选用规格为-16×2000×5800mm的纯铝1060（L2）板材经冲压成形。具体工艺过程如下：选材→复检→矫平→划线→下料→成形→二次划线→封头余量切割→环缝坡口加工→划线（孔）→孔加工→复检尺寸→焊前清理→装配。

纯铝1060（L2）板材的质量应符合国家标准要求的质量。

椭圆封头压制前是圆形，按公式Dp=k（Dn+δ）+2h计算得展开尺寸为Φ1258mm考虑收缩及加工余量后，下料尺寸为Φ1270mm。

封头在压制成形之前先按尺寸打磨直边，随后在压力机上，用凸凹模一次压制成形。

已成形的封头还要对其进行边缘加工以便于筒体装配，即在平台上划出保证直边高度的加工位置线，选择在普通立车上同时完成余量切割与坡口加工，以达到设计图样要求。封头加工完成后应对封头内表面尺寸进行检查，其方法是用弦长等于封头内径3/4Di的内样板进行检查，其最大间隙不得大于封头内经的1.25％，检查时应使样板垂直于待测表面。

对有出液口的封头，在封头余量切割工序与检查两工序之间后还需进行Φ100mm孔的划线与孔加工两道工序。

（2）筒节的制造

铝储罐筒体由3个筒节组成，3个筒节均由两块6×1888×786mm纯铝板材1060（L2）拼焊而成，每个筒节上都有一孔，但孔径不同。装配时，既要保证三孔均在筒体的正上方，又要保证筒体上3筒节纵缝错开足够距离，故下料时应注意孔的定位尺寸，具体见筒节工艺过程卡。

筒节制造过程如下：选材→复检→矫平→划线→检查→下料→坡口加工→焊前清理→拼缝装配→拼缝焊接→卷制成形→焊

前清理→纵缝装配→纵缝焊接→焊缝检验→矫圆→复查尺寸→装配。

选用6×1000×2000mm的纯铝1060（L2）板材，且质量应符合国家标准要求的质量。筒节一般是在卷板机上卷制而成，由于一般筒节的内径比壁厚要大许多倍，所以，筒节下料的展开长度L按筒节的平均直径Dp来计算。

即L=πDp=π（Dg+δ）＝3787mm Dg—筒节的内径δ—筒节的壁厚

筒节展开后是矩形，其下料尺寸同样应考虑收缩及加工余量，并注意筒节展开方向与板材的轧制纤维方向一致。划线包括切割位置线、边缘线、孔中心线及位置线，并打上样冲标记。同时应检查矩形对角线，误差≤2mm。

拼焊前应做好清理工作，拼板装焊时，定位焊在坡口正面，焊缝应薄点，定位焊缝长度一般为40～60mm。筒节可在三辊或四辊卷板机上冷卷而成，卷制过程中要经常用样板检查曲率，卷圆后其纵缝处的棱角、径纵向错边量应符合技术要求。(装配定位焊的间隙0～2mm；错边＜1mm；椭圆度≤1mm）筒节卷制好后，在进行纵缝焊接前应先进行纵缝的装配，采用杠杆—螺旋拉紧器、螺旋压马等夹具来消除卷制后出现的质量问题，满足纵缝对接时的装配技术要求，保证焊接质量。装配好后即进行定位焊。筒节的纵缝坡口是在卷制前就加工好的，焊前应注意坡口两侧的清理。

筒节纵缝焊接质量要求较高，焊接时，做了铝储罐的焊接试板，同时由于焊缝引弧处和灭弧处的质量不好，故焊前在纵向焊缝的两端装上了长100mm、宽80mm与工件等厚度的引弧板和引出板，其装配情况见附图2。筒节纵缝焊完后还需按要求进行无损探伤，再矫圆，满足圆度的要求后才送入装配。

铝及铝合金焊接工艺

铝及铝合金的焊接工艺 一、铝及铝合金的种类 纯铝、防锈铝合金和普通铸造铝合金。 二、铝及铝合金的焊接特点 焊接性较差，只有正确选择焊接材料和焊接工艺，才能获得性能满足使用要求的焊接产品。 1、极易氧化，铝不论是固态或液态都极易氧化，生成氧化膜，并且氧化膜的熔点很高，为2050℃，而铝的熔点仅为658℃。在电弧焊中，相当于电弧与工件之间有一层绝缘层，是电弧燃烧不稳定。氧化膜妨碍焊接过程中的顺利进行，而且氧化膜的密度大于铝，因此极易造成焊缝夹渣和成形不良。 2、熔化时无颜色变化，铝从固体到液体升温过程中没有颜色变化，温度稍高就会造成金属塌陷和熔池烧穿。稍不注意，接头就会塌落，所以铝的焊接比钢材焊接要困难得多。 3、易产生气孔，母材和焊丝表面吸附了一些水分，液态铝可以溶解大量的氢气，而固态铝几乎不溶解，因此氢在焊接熔池中快速冷却。凝固结晶过程中，来不及逸出表面，就会在焊缝中形成气孔。 4、易变形和开裂，铝的高温强度低，塑性差（纯铝在640~656℃间的伸长率＜0.69%），焊接时会产生较大的热应力和变形，在脆性温度区间内已形成低熔点共晶物，产生裂纹。

5、工作环境与安装条件：为了保证机器性能和焊接质量，机器安装工作时应在海拔高度1000m一下，环境温度在-10~40℃，湿度不能＞70%，避免阳光直射过渡震动，尽可能处于无风、无酸、无腐蚀、无灰尘的工作环境。 三、铝及铝合金的焊接工艺及通用操作技术 1、焊接方法和焊接设备的选择，因为铝及铝合金的散热快，容易形成缺陷，所以需要采用能量集中、热功率大、保护效果好的焊接方法，熔化极氩弧焊、熔化极脉冲氩弧焊、无极脉冲氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊等都是好的焊接方法。特殊情况下还可选用激光焊、超声波焊等。用交流TIG、直流反接MIG焊接，电弧阴极雾化作用好，清理氧化膜十分有效。 2、焊接材料的选择 ①焊纯铝，选择与母材相近的纯铝焊丝。（有耐腐蚀要求时，焊丝纯度比母材高一级。）； ②焊铝锰合金，选择锰含量相近的； ③焊铝镁合金，选镁含量比母材高1%~2%的合金焊丝； ④异种铝材焊接，选择强度和成分与抗拉强度较高的和母材相匹配的焊丝； ⑤保护气体，一般结构和薄板，平焊用氩气（氩气的纯度要达到 99.99%），重要结构、厚板、立焊、仰焊、用氩气＋氦气混合气，可以加大电弧热量。 焊丝型号与母材的对应表

铝及铝合金焊接规程详解(焊接要求)

铝及铝合金焊接过程详解 - 焊前要求 一、持证焊工应按焊接工艺文件和其它文件焊接。 二、在焊接环境出现下列情况之一时，应采取及时防护措施，否则不准施焊： 1)焊接环境不清洁，有灰尘、烟雾； 2)焊接环境风速大于或等于1.5m/s； 3)焊接环境相对湿度大于百分之80； 4)下雨、下雪的室外作业； 5)焊接温度低于5℃； 三、铝材产品焊接设在专门的场地，场地应铺设橡胶或绒布；焊接时应远离通风口和门窗以避免影响气体保护效果。 四、用手工钨极氩弧焊焊接铝材一般都使用交流，以便产生阴极雾化的作用；熔化极氩弧焊则用直流反接。当由于设备所限采用直流焊接时，焊缝表面一般有一层氧化膜甚至是黑灰，这时可用钢丝刷或抹布擦去。对焊缝表面由于焊剂熔剂残留物或氧化而形成的白色膜可用钢丝刷或抹布醮热水擦去。 五、焊前预热：由于铝材导热性能很强，因此一般手工钨极氩弧焊焊接大于10mm厚度时，焊前都应预热，但不超过100℃，焊时层间温度也不超过100℃。可视具体情况用火焰或远红外线板进行加热。

六、在焊接过程中焊丝的填入点不应位于电弧正下方，而应位于熔池边部，距电弧圆心线约0.5-1.0mm处，焊丝填入点不得高于熔池表面或在电弧下横向摆动，以避免影响母材熔化，破坏气体保护而使金属氧化；焊丝回撤时勿使焊丝未端露出气体保护区外，以免焊丝未端被氧化后再度送进时随之带入熔池。焊接时若钨极碰到焊缝金属应立即停止焊接，用金属磨头抹掉污染，并修磨钨极；无论焊前还是焊接过程中，都应先切除焊丝端部已氧化的部分再焊。 七、一条焊缝应尽量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接时，应重叠10-20 mm。多层焊缝在进行下一道焊缝前，对前道焊缝进行表面颜色检查，只允许银白色；并彻底抹掉表面污染、夹渣等缺陷。弧坑应填满，接弧处应熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法：收弧时匀速抬高电弧，同时加速填充焊丝，直至电弧熄灭，使熄弧处焊缝局部凸出，必要时打磨超标的余高。在焊机上有衰减装置时，此熄弧方法效果更好。 八、接管与壳体的D类焊缝当壳体厚度≤12mm时，一般应将壳体扳边对接焊，扳边高度为25-30mm。 九、C、D类接头的焊缝厚度t，在图样上无其他规定时，应不小于组成角焊缝两边构件厚度δ1、δ2较小值的0.7倍，且不应小于3mm，在一般情况下不超过10 mm（按下图）；在衬里或复合板复合采用盖板搭接角焊缝时，盖板厚度构成了角焊缝的一侧边长度L2一般较薄，使得焊脚长度受到侧边长度的限制，当L2≤4mm时，应要求t≥0.7 L2。

铝合金焊接技术要点及注意事项

铝及铝合金焊接特点及焊接工艺 铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此，铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外，同时还越来越多的应用于石油化学工业。但是铝及铝合金在焊接过程中，易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料，特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此，解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。 1铝及铝合金的焊接特点 铝材及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。特别注意以下几点： 1.1强的氧化能力 铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是： a焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物； b焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护； c在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。 1.2铝的热导率和比热大，导热快 尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。 1.3线膨胀系数大 铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时尤其如此。另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。 1.4容易形成气孔 焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，以焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。 铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，在高温下溶入的大量气体，在由液态凝固时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，焊前必须严格限制所使用焊接材料（包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体）的含水量，使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2－3小时内焊接完毕，最多不超过24小时。TIG焊时，选用大的焊

氩弧焊的铝及铝合金焊接工艺

氩弧焊的铝及铝合金焊接工艺 一、铝金属性质1.导热性强，热熔量大(约为钢的3~4倍)。2.线膨胀系数大(约为钢的2倍)。3.熔点低(660℃)其合金更低(铝合金系列为595℃，铝锌系列为475℃)。4.液态和固态无颜色的变化。5.铝合金中的锰、镁、锌等在高温极易蒸发。6.导电率高，特别在电阻焊接中，电能的需要比焊接钢时高。7.在常温中，其表面与空气形成一层致密的氧化膜(AI2O3)，熔点在2050℃，氧化膜能吸附大量的?水分，而形成气孔，容易引起夹渣，(因氧化膜比重与铝相近)8.氢在铝的液态和固态的溶介比为20左右，(所以若在焊接气氛中的氢含量过高便会容易产生气孔)所以在气体金属电弧焊接中，焊缝冷却速度过快，氢不易折出，而在钨极气体电弧焊接时，气孔倾向小于气体金属电弧焊接。二.认识手工钨极氩弧焊及其设备1.氩弧焊的原理氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法a)钨极氩弧焊?b)熔化极氩弧焊2.氩弧焊的特点(1)焊缝质量较高?由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学?反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护?层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。(2)焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。(3)可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。(4)操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。3.氩弧焊的分类根据所用的电极材料可分为：钨极氩弧焊(不熔化极)(用TIG表示)?；熔化极氩弧焊(用MIG表示)2.根据操作方式可分为：手工氩弧焊；半自动氩弧焊；自动氩弧焊3.根据采用的电源种类可分为：直流氩弧焊；交流氩弧 焊4.钨极氩弧焊设备手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系 统和冷却系统等部分组成(1)焊接电源钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流电源和交流电源两种。常用的直流钨极氩弧焊机有WS-250型、WS-400型等；交流钨极氩弧焊机有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型、WSE-400型等。(2)控制系统控制系统是通过控制线路，对供电、 供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。手工钨极氩弧焊控制程序(3)焊枪焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式焊枪焊接电流大于150A时，必须采用水冷式焊枪(4)供气 系统1.供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。(1)氩气瓶外表涂灰色，并用绿漆标以"氩气"字样。氩气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。(2)电磁气阀是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前供气和滞后停气的作用。(3)氩气流量调节器起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形。(4)冷却系统用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时，必须通水冷却，并以水压开关控制。2.钨极氩弧焊的焊接材料钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。(1)钨极氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种。a.纯钨极其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了

铝及铝合金的焊接方法

铝及铝合金的焊接方法 铝及铝合金是相当常见的材料，因为具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、船舶以及机电设备等领域。然而，由于铝及铝合金的化学性质和结构特点，其焊接较为困难，需要特殊的焊接方法和技术，本文将重点介绍铝及铝合金的焊接方法。 1. TIG焊接法 氩弧焊接（TIG）法是目前铝及铝合金最常用的焊接方法之一，其特点在于能够焊接很薄的材料，焊接质量高，且不会产生太多的热变形，但是需要较高的技术要求和操作技巧。在进行TIG焊接时，需要将铝材预热，以避免冷裂的产生， 同时选择合适的氩弧电流和焊接速度，以达到最佳的焊接效果。 2. MIG焊接法 惰性气体保护焊（MIG）法是另一种常用的铝及铝合金焊接方法，其特点在于可以快速地焊接大量的材料，但是需要高度精密的焊接设备和较高水平的技术人员。在进行MIG焊接时，需要选择合适的气体，并将焊接区域清洁干净，以防止氧化皮和其他杂质的干扰，同时适当控制焊接速度和电流，以获得最佳的焊接效果。 3. 拉丝焊接法

拉丝焊接法比较适用于较大的铝合金部件的焊接，在进行拉丝焊接时使用的是特殊的焊接材料，可以有效地降低氧化皮的生成，并且具有相对较高的耐腐蚀性能。在进行拉丝焊接时，需要选用合适的焊接材料、清洁焊接区域，并注意适当的拉丝速度和焊接电流，以获得最佳的焊接效果。 4. 超声波焊接法 超声波焊接法适用于薄壁铝及铝合金零件的焊接，其物理原理在于利用高频震动产生的热能将零件焊接在一起。在进行超声波焊接时，需要选择合适的焊接设备、正确选择焊接参数，以避免过热损伤，并采用合适的夹具，以保证焊接部件的稳定性。 总之，铝及铝合金的焊接方法有多种，每种方法都有其适用的焊接材料、焊接工艺和操作技巧，只有选择适合的焊接方法才能获得最佳的焊接效果。无论采用何种焊接方法，其关键在于对焊接材料、焊接设备、焊接工艺以及焊接操作等方面全局的认真考虑和细致的把握。

铝及铝合金的焊接方法

铝及铝合金的焊接方法 1．铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。

（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%~6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi條（硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。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，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。

铝合金焊接技术要点及注意事项

铝合金焊接技术要点及注意事项 铝及铝合金焊接特点及焊接工艺 铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此，铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外，同时还越来越多的应用于石油化学工业。但是铝及铝合金在焊接过程中，易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料，特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此，解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。 1铝及铝合金的焊接特点 铝材及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。特别注意以下几点： 1.1强的氧化能力 铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为．1μm，熔点高达2050℃，远

远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是：a焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物； b焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护； c在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。 1.2铝的热导率和比热大，导热快 尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。1.3线膨胀系数大 铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊

铝和铝合金扩散焊接

铝和铝合金扩散焊接 （实用版） 目录 一、铝和铝合金的特性 二、扩散焊接的原理和应用 三、铝和铝合金的扩散焊接方法 四、扩散焊接在铝及铝合金中的应用案例 五、扩散焊接技术的发展前景 正文 一、铝和铝合金的特性 铝是一种轻质、高强度的金属材料，具有优良的导热性、导电性和抗腐蚀性。铝合金是由铝与其他元素（如铜、镁、锌等）合金化而成的材料，它们继承了铝的优点，同时具有更高的强度、硬度和耐磨性。因此，铝和铝合金在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。 二、扩散焊接的原理和应用 扩散焊接是一种在焊接过程中，通过材料间的原子扩散达到连接目的的焊接方法。与传统的熔焊方法相比，扩散焊接具有焊接温度低、变形小、焊缝质量高等优点。因此，扩散焊接在许多领域得到了广泛应用，如电子器件制造、金属材料连接等。 三、铝和铝合金的扩散焊接方法 针对铝和铝合金的特性，扩散焊接方法主要包括以下几种： 1.瞬时焊接：通过在焊接区域施加高电流，使材料瞬间熔化并连接。这种方法适用于较薄的铝及铝合金材料。 2.接触反应焊接：通过在焊接区域施加一定的压力和温度，使材料间

的原子发生扩散，形成焊缝。这种方法适用于较厚的铝及铝合金材料。 3.激光焊接：利用高能密度的激光束在焊接区域进行局部加热，使材料熔化并连接。这种方法适用于复杂结构和精密零件的焊接。 四、扩散焊接在铝及铝合金中的应用案例 扩散焊接在铝及铝合金中的应用案例包括：汽车车身结构件、航空航天器的蒙皮、机身框架等部件的连接。此外，扩散焊接技术在铝及铝合金的电池制造、电子产品制造等领域也有广泛应用。 五、扩散焊接技术的发展前景 随着科技的发展和市场需求的提高，扩散焊接技术在铝及铝合金领域的应用将更加广泛。未来，扩散焊接技术将朝着高效、节能、环保的方向发展，以满足各行业的需求。

铝及铝合金焊接施工工艺标准方案

铝及铝合金焊接施工工艺标准 １适用范围 本工艺标准适用于铝及铝合金的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接。 2 施工准备 ２。１铝及铝合金的焊接除应执行本工艺标准外，还应符合国家颁布的有关标准、法律法规及规定。下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准 《铝及铝合金轧制板材》ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩGB/T-３88０-1997 《铝及铝合金热挤压管》第一部分:无缝圆管ﻩﻩGB／T4４3７.1-２000ﻩ 《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》ﻩﻩﻩGＢ／T6893－20０0ﻩ 《铝及铝合金焊丝》ﻩﻩﻩGB／T１08５８ﻩ 《铝及铝合金焊接管》ﻩﻩﻩﻩﻩﻩＧB/T105７1 《铝制焊接容器》ﻩﻩﻩﻩﻩＪＢ/T4７34-20０2 2.2 材料 2.2．１一般规定 工程中使用的母材和焊丝应具备出厂质量合格证或质量复验合格报告，并优先选用已列入国家标准或行业标准的母材和焊丝,母材和焊丝应妥善保管,防止损伤、污染和腐蚀。当选用国外材料时,其使用范围应符合相应标准的规定，并应有该材料的质量证明书。 2。２.2 母材 2。2.2.1 工程选用的母材应符合现行的国家标准规定. 2。2.2.2 当对母材有特殊要求时，应在设计图样或相应的技术条件上标明. 2.２。２。3 施工单位对设备、容器和管道的材料的代用,必须事先取得原设计单位的设计修改证明文件，并对改动部位作详细记载。 2.2.2。4 损伤和锈蚀严重的母材不得在工程中使用. 2.2．３焊接材料 2.2.3。1 母材焊接所选用的焊丝应符合现行的国家标准《铝及铝合金焊丝》ＧB／Ｔ108５8的规定。２．2。3．2 选用焊丝时应综合考虑母材的化学成分、力学性能及使用条件因素,并应符合下列规定。(１)焊接纯铝时应选用纯度与母材相同或比母材高的焊丝。 （2）焊接铝锰合金时应选用含锰量与母材相近的焊丝或铝硅合金焊丝。 （3）焊接铝镁合金时应选用含镁量与母材相同或比母材高的焊丝。 (４)异种铝及铝合金的焊接应选用与抗拉强度较高的母材相应的焊丝 2。2。3．3 焊接时所使用的氩气应符合现行的国家标准《纯氩》GB4842的规定。 2.2. 3.4 手工钨极氩弧焊电极应选用铈钨极，也可选用钍钨极，施焊前应根据焊接电流的大小正确选用钨极直径。

铝和铝合金扩散焊接

铝和铝合金扩散焊接 摘要： 一、铝和铝合金的特性 1.铝的优点 2.铝合金的种类 二、扩散焊接的原理 1.扩散焊接的定义 2.扩散焊接的过程 三、铝和铝合金的扩散焊接应用 1.航空航天领域 2.汽车制造领域 3.电子设备领域 四、扩散焊接的优缺点 1.优点 2.缺点 五、发展趋势与展望 1.技术发展方向 2.行业前景展望 正文： 铝和铝合金因其优良的性能在许多领域得到广泛应用。然而，由于铝及铝合金的特性，传统的焊接方法难以满足其焊接需求。为此，扩散焊接技术应运

而生。 铝和铝合金的扩散焊接是一种在高温高压下，通过原子扩散实现金属连接的焊接方法。在这个过程中，焊接接头在高温下保持一段时间，使铝和铝合金的原子发生扩散，从而实现焊接接头间的冶金结合。 铝和铝合金的扩散焊接在许多领域都有广泛应用。在航空航天领域，由于其轻质、高强的特点，铝和铝合金成为飞行器制造的主要材料。而扩散焊接技术可以实现高强度、高质量的焊接接头，大大提高了飞行器的性能。在汽车制造领域，铝和铝合金广泛应用于汽车车身、悬挂系统等部件，以降低汽车重量、提高燃油经济性。扩散焊接技术在这里同样发挥着重要作用。在电子设备领域，铝和铝合金也常用于散热器、外壳等部件的制造。由于扩散焊接具有较高的接头强度和密封性能，因此在这些领域的应用前景十分广阔。 尽管铝和铝合金的扩散焊接具有许多优点，如接头质量高、焊缝性能好等，但同时也存在一些缺点，如焊接过程中的高温、高压条件对设备和工艺要求较高，以及焊接速度较慢等问题。 随着科技的不断发展，铝和铝合金的扩散焊接技术也在不断进步。一方面，通过优化焊接工艺和设备，提高焊接效率和质量；另一方面，通过新材料的研究和开发，拓展铝和铝合金的应用领域。

铝及铝合金焊接施工工艺标准

铝及铝合金焊接施工工艺标准 1 适用范围 本工艺标准适用于铝及铝合金的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接。 2 施工准备 2.1 铝及铝合金的焊接除应执行本工艺标准外，还应符合国家颁布的有关标准、法律法规及规定。 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准 《铝及铝合金轧制板材》GB/T-3880-1997 《铝及铝合金热挤压管》第一部分：无缝圆管GB/T4437.1-2000 《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》GB/T6893-2000 《铝及铝合金焊丝》GB/T10858 《铝及铝合金焊接管》GB/T10571 《铝制焊接容器》JB/T4734-2002 2.2 材料 2.2.1 一般规定 工程中使用的母材和焊丝应具备出厂质量合格证或质量复验合格报告，并优先选用已列入国家标准或行业标准的母材和焊丝，母材和焊丝应妥善保管，防止损伤、污染和腐蚀。当选用国外材料时，其使用范围应符合相应标准的规定，并应有该材料的质量证明书。 2.2.2 母材 2.2.2.1 工程选用的母材应符合现行的国家标准规定。 2.2.2.2 当对母材有特殊要求时，应在设计图样或相应的技术条件上标明。 2.2.2.3 施工单位对设备、容器和管道的材料的代用，必须事先取得原设计单位的设计修改证明文件，并对改动部位作详细记载。 2.2.2.4 损伤和锈蚀严重的母材不得在工程中使用。 2.2.3 焊接材料 2.2. 3.1 母材焊接所选用的焊丝应符合现行的国家标准《铝及铝合金焊丝》GB/T10858的规定。 2.2. 3.2 选用焊丝时应综合考虑母材的化学成分、力学性能及使用条件因素，并应符合下列规定。（1）焊接纯铝时应选用纯度与母材相同或比母材高的焊丝。 （2）焊接铝锰合金时应选用含锰量与母材相近的焊丝或铝硅合金焊丝。 （3）焊接铝镁合金时应选用含镁量与母材相同或比母材高的焊丝。 （4）异种铝及铝合金的焊接应选用与抗拉强度较高的母材相应的焊丝 2.2. 3.3 焊接时所使用的氩气应符合现行的国家标准《纯氩》GB4842的规定。 2.2. 3.4 手工钨极氩弧焊电极应选用铈钨极，也可选用钍钨极，施焊前应根据焊接电流的大小正确选用钨极直径。 1

铝及铝合金的焊接性分析

铝及铝合金的焊接性分析 铝及其合金化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al2O3的熔点约为2050℃，MgO的熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容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）可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大（约为钢的2倍），导热性又强（比钢约大一倍多），焊接时容易产生翘曲变形。 一．焊缝气孔 （一）铝及铝合金熔焊时形成气孔的特点 铝及其合金熔焊时最常见的缺陷是焊缝气孔，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。 氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分。其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生，常占有突出地位。 1.弧柱气氛中水分的影响弧柱空间总是或多或少存在一定量的水分，尤其是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，熔入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因。此时所形成的气孔，具有白亮内壁的特征。 弧柱气氛中的氢之所以能使焊缝形成气孔，与它在铝及其合金中的溶解度变化特性有关。在平衡条件下，氢在铝中的溶解度在凝固点时可从 1.69突降到0.036ml/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），其次，由于铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度可为高强钢的4-7倍，不利于气泡的逸出，而残留在焊缝金属中形成气孔。实际的冷却条件下并非平衡状态，伴随着凝固过程的发展，在已结晶的枝晶前沿形成许多微小气泡，枝晶晶体的交互生长致使气泡的成长受到限制，并且不利于浮出，因而可沿结晶的层状线形成均布形式小气孔。

简单的铝焊接方法【大全】

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铝及铝合金的焊接方法

的圆角。3.3焊机的考前须知及其它 焊机必须是交流TIG焊机，具有陡降的外特性和足够的电容量。并且有参数稳定、调节灵活和平安可靠的使用性能，还应具有引弧、稳弧和消除直流分量装置，焊机上电流、电压表应经计量部门鉴定合格，焊机在使用前，先检查接地是否完好，冷却水路和气路是否畅通，其各项功能须确保能正常工作。焊接场所应保持清洁。除应有防风、防雨雪设施外，还应保证焊接时的相对湿度≤80%，环境温＞5℃。 4 焊接工艺4.1焊接材料的选择 焊丝原那么上选择与母材成分相同的铝及铝合金焊丝或板条。氩气纯度＞99.95%，尽量选用大直径焊丝。在Al-Mg系铝合金的弧焊中，通常都是推荐使用CB-AMr2、CB-AMr3、CB-AMr6、CB- AMr61、CB-AMr63、1557、1577焊条，对Al-Cu系铝合金那么推荐用01201和01217。4.2组对与点固焊 由于铝及铝合金管导热快、熔池结晶快，所以.组对时不留间隙、钝边，应防止强制进行，以减少焊接后产生较大的剩余应力，定位焊缝长度10-15mm为易。定位焊位置在管的7点、9点、12点处。定位焊焊缝常做为正式焊缝保存，因此发现问题应及时处理。焊前对定位焊外表黑粉、氧化膜进行去除，并将两端修成缓坡型。焊件不需要预热.焊前在试板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。采用高频引弧，起弧点应越过中心线20mm左右，并停留不动约2-3秒，见图1。然后在保证焊透的情况下，采用大电流、快速焊。焊丝不摆动，焊丝端部不应离开氩气保护区。如离开氩气保护区.焊丝端部应剪掉。焊丝与焊缝外表的夹角宜在15O右。焊枪与焊缝外表的夹角宜保持在80O～90O之间，如图2。为增大氩气保护区和增强保护效果，可采用大直径焊枪瓷嘴，加大焊枪氩气流量。当喷嘴上有明显阻碍氩气气流流通的飞溅物附着时。必须将飞溅物去除或更换喷嘴。当钨极端部出现污染，形状不规那么等现象时.必须修整或更换。钨极不宜伸出喷嘴外。焊接温度的控制主要是焊接速度和焊接电流大小的控制。试验结果说明，大电流、快速焊能有效防止气孔的产生。这主要是由于在焊接过程中以较快速度焊透焊缝，熔化金属受热时间短，吸收气体的时机少。收弧时，注意填满弧坑,缩小溶池,防止产生缩孔,终点的结合处应焊过20~30mm 铝散热器空气炉中钎焊工艺及设备 本所某大功率合成设备用散热器(图1)，该结构的散热器体积较大，壁厚相差大。曾采用盐浴钎焊(外协)加工，但发现焊后清洗困难且清洗后的散热器易吸潮而引起腐蚀。 图1 散热器示意图

铝及其合金的焊接

铝及其合金的焊接 第一节铝及其合金的类型和特性 一、铝及其合金的类型 根据铝合金的化学成分和制造工艺可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。在变形铝合金中又可分为非热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。非热处理强化铝台金通过加工硬化、固溶强化来提高力学性能。 二、铝及其合金特性 特点：与低碳钢相比较，具有密度小，电阻率小，线膨胀系数大(约为低碳钢线膨胀系数的2倍)，导热系数大(铝及其合金熔合区的冷却速度为高强钢熔合区冷却速度的(4～7)倍)、良好的耐蚀性、较高的比强度，优异的低温韧性，但强度低。抗拉强度一般不超过100MPa，热处理后能达到400 MPa。 1. 纯铝：高耐蚀性、较好的塑性 2. 防锈铝：强度中等，塑性和耐蚀性好，焊接性也好，是目前焊接结构中应用最广泛的铝合金。典型牌号：LF4、LF5 铝锰合金：Mn1.0～1.6%。大于1.6%脆性化合物增加。LF21 铝镁合金：铝镁合金的强度随含镁量的增高而增高，但含镁量增多（大于7%）出现脆性相(Mg2Al3) 使合金的塑性、耐蚀性、特别是抗应力腐蚀性能下降。Si的存在形成脆性相Mg2Si塑性、耐蚀性下降、Mn加入0.15～0.8%耐蚀性增加，强度提高。Ti、V加入0.1%左右，能获得细晶粒组织。 3.硬铝：典型牌号LY12，成分Al-Cu-Mg系。Cu、Si、Mg等元素，形成溶解于铝的化合物，促使合金热处理时强化，耐蚀性差，焊接性不良，热裂倾向大。 4. 超硬铝：LC4 ，成分Al-Zn-Mg-Cu系。抗拉强度可达588Mpa，塑性较差。 非时效强化铝合金的强度比纯铝高、塑性及耐磨性好，特别是焊接性好，所以广泛用作焊接结构材料。时效强化铝合金的焊接性较差，焊接时容易出现裂纹，所以在焊接结构中应用较少。铸造铝合金的铸造性能良好，强度较高，焊接性也较好，其铸造缺陷可以焊补。 第二节铝及其合金的焊接性分析 铝及铝合金与黑色金属不同，由于它容易氧化、导热性强、热容量和线膨胀系数大，熔点低及高温强度小等特性，所以给焊接工作带来一些困难。铝及铝合金焊接的主要问题如下: (1)容易氧化。铝和氧的亲和力大，在常温下便生成一层致密而熔点很高(2050℃)的氧化膜(Al203)，其密度比纯铝大(3.83g/cm3)。在焊接过程中，它会阻碍焊件之间的熔合，极易造成焊缝金属夹渣，引起焊缝性能下降。 (2)容易产生气孔。液态铝可溶解大量氢气，而固态时却儿乎不溶解氢。因此，熔池金属结晶时，原来溶于液态铝中的氢全部析出，形成气泡。但因为铝及铝合金的比重小，气泡从熔池中上浮的速度慢，而且铝的导热性很强，冷凝快，因此，在焊接铝时很容易产生气孔。 (3〕容易烧穿。当铝受热温度升高后，强度和塑性很快下降，在370℃时强度仅为9.8MPa，加之铝熔化时，表面颜色没有明显变化，所以不易判断焊件是否熔化及熔池温度的变化情况，极易因熔池温度过高而烧穿焊件。 (4)产生热裂纹的倾向较大。铝及其合金焊接时，在焊缝金属和热影响区中均常出现热裂纹。铝合金多是共晶型合金，由液相线到固相线的结晶温度区间较大，且易熔共晶呈薄膜状分布于晶界时，破坏晶间联系力，因而增大铝合金的热裂倾向。另外，铝合金的线胀系数比钢约大一倍，在拘束条件下焊接时，产生较大的焊接应力，这也促使铝合金产生裂纹。 一、焊缝中的气孔 （一）铝极其合金熔焊时形成气孔的特点