焊接工艺 第2版 教学课件 作者 陈云祥 第十二章　常用非铁金属的焊接.ppt

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1、第十二章　常用非铁金属的焊接主编第一节　铝及铝合金的焊接一、铝及铝合金的焊接性铝及铝合金有易氧化、导热性高、热容量和线胀系数大、熔点低以及高温强度小等特点，因而给焊接工艺带来了一定困难。(1)易氧化　铝与氧的亲和力很强，铝及铝合金在任何温度下都会氧化(2)耗能大　铝及铝合金的热导率约为钢的4倍，要达到与钢同样的焊速，焊接热输入应为钢的2~4倍，因此，铝及铝合金焊接时应采用能量集中、功率大的热源，并采取预热等措施；铝及铝合金的导电性好，在电阻焊时比焊钢需要更大容量的电源。第一节　铝及铝合金的焊接(3)容易形成热裂纹　铝的高温强度低，塑性差(纯铝在640～656℃之间

2、的伸长率小于0.69%)，线胀系数约为23.5×１０-6/℃，比钢大两倍左右，凝固时的体积收缩约为6.6%，在接头中容易形成较大的拘束应力，导致焊件产生较大的内应力，加大了形成变形和裂纹倾向。(4)容易产生气孔　氢是铝在熔焊时产生气孔的主要原因。焊接时为了减少氢的来源，焊前对焊件、焊丝、焊条等都应认真清除氧化膜、潮气和油膜。焊接过程尽可能少中断，以防止气孔的生成。另外，在选择工艺参数时采用较强的热输入，则使氢以过饱和状态固溶在固体铝中，减少了氢气孔的产生。第一节　铝及铝合金的焊接(5)降低焊接接头的力学性能　热处理强化铝合金焊接接头的组织如图12-1所示。(6)降低

3、焊接接头耐蚀性　铝及铝合金焊接接头耐蚀性一般都低于母材。(7)无色泽变化　铝及铝合金从固态变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材金属的温度，因此，焊接时常因无法察觉而导致烧穿。图12-1　热处理强化铝合金焊接接头的组织示意图第一节　铝及铝合金的焊接二、铝及铝合金的焊接工艺1.焊接材料的选择铝及铝合金的焊接材料包括铝焊丝、铝气焊熔剂以及铝焊条等。(1)铝焊丝1)专用焊丝。2)通用焊丝。3)特种焊丝。表12-1　铝及铝合金焊丝第一节　铝及铝合金的焊接(2)气焊熔剂　气焊熔剂的主要作用是溶解和消除覆盖在熔池表面的氧化膜并在熔池表面形成一层较薄的熔渣，保护熔池金属不

4、被氧化，排除熔池中的气体、氧化物及其他夹杂物，改善熔池金属的流动性。(3)铝焊条　铝及铝合金焊接用焊条药皮涂料主要由氯化物和氟化物组成。表12-2　铝及铝合金气焊熔剂的牌号、成分(质量分数)和使用要求表12-3　铝及铝合金焊条的牌号、成分及应用第一节　铝及铝合金的焊接2.焊接方法的选择表12⁃4列出了铝及铝合金常用焊接方法的特点及适用范围，在生产中应根据具体情况选择其中最合适的一种方法。表12-4　铝及铝合金常用焊接方法的特点及适用范围第一节　铝及铝合金的焊接3.焊前准备及焊后清理(1)焊前准备　铝及铝合金焊前准备包括焊前清理、设置垫板和预热。1)焊前清理。氧化膜的

5、清理有机械清理和化学清理两种方法。2)设置垫板。3)预热。(2)焊后清理　焊后残留在焊缝及附近表面的熔剂及焊渣，在空气、水分的参与下会激烈地腐蚀铝件，因此必须及时予以清理。图12-2　垫板及槽口尺寸a)方形槽　b)圆弧形槽第一节　铝及铝合金的焊接4.焊接工艺要点(1)钨极氩弧焊　采用钨极氩弧焊焊接时电弧稳定，所得焊缝致密，焊接接头的强度、塑性、韧性较好，且不存在焊后残留熔剂腐蚀问题，适用于0.5~20mm厚铝板、管的焊接。1)接头形式。表12⁃5　铝及铝合金手工钨极氩弧焊的接头形式表12-5　铝及铝合金手工钨极氩弧焊的接头形式第一节　铝及铝合金的焊接2)焊接电源及焊

6、接参数。手工钨极氩弧焊的工艺参数，包括钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、喷嘴孔径、钨极伸出喷嘴的长度、喷嘴与焊件间的距离、接头形式、预热温度等。常用交流手工钨极氩弧焊工艺参数见表12⁃6。表12-6　铝及铝合金交流手工钨极氩弧焊工艺参数第一节　铝及铝合金的焊接3)操作技术①采用高频振荡器或高压脉冲引弧装置引弧，不允许在工件上接触引弧。②灭弧时除采用电流衰减装置外，在接近灭弧处应加快焊接速度及焊丝填加频率，将弧坑填满后慢慢将电弧拉长再灭弧。③一般采用左焊法焊接，焊枪均匀平稳地向前作直线运动，并保持弧长恒定。为达到熔透和避免咬边，应尽量采用短焊弧。④填充焊丝与工件

7、间应保持一定的角度。如图12-3所示。图12-3　焊枪及填充焊丝位置⑤焊接时，无论是单面焊时的打底焊缝还是双面焊时的正面(开坡口面)焊，必须保证足够的熔透。第一节　铝及铝合金的焊接(2)熔化极氩弧焊　熔化极氩弧焊采用射流过渡时，电弧挺度好，便于全位置焊接且熔深大，可焊的厚度范围广，一般用于板厚大于6mm的焊件。采用喷射过渡熔化极氩弧焊，电弧热量集中，焊接熔深大，故焊中厚铝板时可不进行预热。但当板厚大于25mm或环境温度低于-10℃时，应预热100℃，以保证开始焊接时能熔透。表12-7　纯铝、铝镁合金、硬铝的熔化极自动氩弧焊工艺参数第一节　铝及铝合金的焊接(3)气