a12铝合金焊接工艺设计

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1、目录第一章2A12铝合金概述2第二章2A12铝合金材料成分和力学性能22.12A12铝合金材料成分22.22A12铝合金力学性能3第三章2A12铝合金材料焊接性分析33.1焊缝中的气孔33.1.1熔焊时形成气孔的原因33.1.2防止焊缝气孔的途径43.2焊接热裂纹63.2.1铝合金焊接热裂纹的特点及形成原因63.2.2防止焊接热裂纹的途径73.3焊接接头的“等强性”93.4焊接接头的耐蚀性103.5其他焊接缺陷11第四章2A12铝合金平板对接焊接工艺114.1焊前准备和预热114.1.1化学清理124.1.2机械清理124.1.3焊前预热124

2、.1.4垫板124.2焊接方法134.3坡口设计144.4焊接材料154.5焊接参数154.6焊接变形及控制164.焊后处理164.7.1清理残渣164.7.2焊件的表面处理174.7.3焊后热处理204.8焊缝的整形和焊缝缺陷的返修20第五章2A12铝合金平板对接焊缝质量及探伤要求205.1表面质量215.2无损检测（RT）21第六章2A12铝合金焊接工艺卡22参考文献2323第一章2A12铝合金概述2A12（LY12）硬铝合金是一种共晶型高强度硬铝合金，属于Al-Cu-Mg系合金，2A12是一种极易被氧化的材料，在空气中容易与氧结合生成紧密

3、结实的A12O3氧化薄膜(厚度约0．1m)。这些薄膜的熔点高达2050％，密度3．950kg／m～4．10kg／m，约为铝的1．4倍，它会吸附水分，在焊接过程中形成气孔、夹渣等缺陷，从而降低了焊接接头的力学性能。可进行热处理强化，在退火和刚淬火状态下塑性中等，电焊焊接良好，用气焊和氩弧焊时有形成晶间裂纹的倾向，在淬火和冷作硬化后的可切削性尚好，退火后可切削性低；抗蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。由于密度小、强度高、耐蚀性好、无磁性、成形性好以及低温性能好等特点而广泛应用于工业领域。具有优良的综合力学性能，

4、有利于结构件的轻量化，在航空、航天、舰船制造等领域。用于制造各种承受高载荷的零件和结构件，如飞机的骨架、蒙皮、翼肋、翼梁、隔框零件铆钉等在150℃以下工作的零件。在制作高载荷零件时有被LC4取代的趋势。第二章2A12铝合金材料成分和力学性能2A12铝合金为变形铝合金，属于热处理强化、Al-Cu-Mg系合金。2.12A12铝合金材料成分经查标准GB/T3190—1996，2A12铝合金的化学成分具体数值见表1：2A12（LY12）硬铝合金是一种共晶型高强度硬铝合金，属于Al-Cu-Mg系合金。232.22A12铝合金力学性能经查标准GB/T319

5、0—1996，2A12铝合金的化学成分具体数值见表2：表22A12铝合金的力学性能材料状态抗拉强度σs/MPa屈服强度σb/MPa伸长率δ(%)断面收缩率Ψ(%)硬度HBW淬火+自然时效退火包铝的，淬火+自然时效包铝的，退火470210430180330110300100171818183055——1054210542第三章2A12铝合金材料焊接性分析2A12(LY12)是典型的硬铝合金，合金系统是：Al—Cu—Mg，它的焊接性较差。3.1焊缝中的气孔2A12铝合金熔焊时最常见的焊接缺陷就是焊缝气孔。3.1.1熔焊时形成气孔的原因图3-1氢在铝

6、中的溶解度（PH2=101kPa）氢是铝及铝合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材表面氧化膜所吸附的水分对焊缝气孔的产生有重要的影响。由于液态铝合金溶解氢的能力很强，在凝固过程中氢来不及析出而聚集在焊缝中形成气孔。（1）弧柱气氛中水分的影响。23弧柱气氛中的氢之所以能使焊缝形成气孔，与它在铝中的溶解度有很大的关系。由图3-1可见，平衡条件下氢的溶解度沿图中的实线变化，凝固点时可从0.69mL/100g突降到0.036mL/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），这是氢易使铝焊缝产生气孔的重要原因之一。

7、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。这是形成的气孔具有白亮内壁的特征。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。而且在焊接2A12铝合金时保护气体中的含水量也是非常重要的，一般需要小于0.08%才能使焊接时过渡到焊缝中的氢含量更少。（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控制，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

8、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。因为Al-Mg合金的氧化膜由A12O3和MgO构成，而MgO越