铝及其合金的焊接课件.ppt

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1、铝及其合金的焊接楼松年铝及其合金的类型工业纯铝：含铝99％，含有少量Fe、Si杂质，具有良好的耐蚀性。具有面心立方点阵结构，没有同素异构转变，塑性好，无低温脆性转变，强度低。铝合金①非时效强化铝合金（防锈铝）：焊接结构的主要铝合金，固溶强化，Al－Mn（LF21），Al－Mg（LF3，LF6，5052，5083）合金具有良好的耐蚀性。Al－Mn合金：含Mn量为1.0％～1.6%,Mn含量过多，将形成脆性化合物MnAl6，若存在较多杂质Fe，可形成（MnFe）Al6分布在晶界上，降低塑性，少许Si可提高塑性。Al－Mg合金：强度随含Mg量的增加而增大，Mg比Mn的

2、固溶强化作用大，一般Mg含量不超过7％。Al－Mg合金中加入少量Mn，能降低晶粒粗化倾向并改善耐蚀性，Ti细化晶粒，含Si量过多形成脆性Mg2Si。铝及其合金的类型②时效强化铝合金：硬铝和超硬铝硬铝：Al－Cu－Mg（LY11，LY12）如LY12强化相为相（CuAl2）及S相（Al2CuMg）T相（CuAl5Mg5）和相。Cu量少，相减少，Mg<2％，Mn<1%。硬铝缺点：①耐蚀性不良②固溶处理范围窄③焊接裂纹倾向大Al－Cu－Mg系合金（LY6，2219）改善了焊接性超硬铝：Al-Zn-Mg-Cu常温下强度最高的铝合金，缺口敏感性大，耐蚀性差。焊接性差

3、，易产生焊接裂纹。Al-Zn-Mg系合金：焊接裂纹倾向小，焊后自然时效可回复强度到母材水平，应力腐蚀开裂敏感性大，固溶处理温度低于所有热处理强化铝合金。铝及其合金的牌号热处理强化－热处理强化、变形强化（2×××、6×××、7×××、8×××）非热处理强化－变形强化（1×××、3×××,4×××,5×××）1×××－工业纯铝2×××－Al-Cu合金3×××－Al-Mn合金4×××－Al-Si合金5×××－Al-Mg合金6×××－Al-Mg-Si合金7×××－Al-Zn-Mg-Cu合金8×××－Li、Fe其他合金元素9×××－非标合金铝合金标记铝合金强化机制固溶强化

4、冷作硬化热处理强化（人工时效和自然时效）铝合金的耐蚀性铝及铝合金的耐蚀性比较好，保护膜一旦破坏，腐蚀急剧发生，主要是晶间腐蚀和应力腐蚀开裂，铝的保护膜不能抗碱，对酸类有很高的耐蚀性。铝及其合金中杂质或析出时，各相间便存在电极电位差而产生电化学腐蚀。铝合金主要是晶间腐蚀，晶向析出相越多，应力腐蚀开裂倾向越大。Al-Mg合金中含Mg量越高，应力腐蚀开裂倾向越大。时效强化铝合金，人工时效常因出现析出相而导致晶间腐蚀，而过时效状态时具有较好的耐蚀性，这与析出相粗大化以及固溶体的成分均匀化有关。铝及其合金的焊接性铝合金焊接主要问题：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头“等强性”

5、、焊接接头的耐蚀性。铝合金化学活泼性强，表面易形成氧化膜难熔（如Al2O32050℃，MgO2500℃）；且导热性强，焊接时易造成未熔合现象；氧化膜密度和纯铝接近，易形成焊缝金属的夹杂；氧化膜（特别是MgO不致密的氧化膜）易吸附水分造成焊缝产生气孔；线膨胀系数大，导热性强，焊接时易变形。1.焊缝的气孔：是焊接铝及其合金常见的缺陷，尤其是铝和防锈铝熔焊时形成气孔的特点：氢是产生气孔的原因。弧柱中的水分、焊接材料已经母材所吸附的水分都是焊缝气孔中氢的来源，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生占有突出地位。铝及其合金的焊接性（气孔）①弧柱中的水分：弧柱

6、气氛中分解来的氢，溶入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因，所形成的气孔具有白亮内壁特征。a.氢在铝及其合金中的溶解度b.铝熔合区的冷却速度为高强钢的4～7倍②焊接材料及母材表面氧化膜所吸附的水分（氢的主要来源）：氧化膜不致密（Al-Mg合金）比氧化膜致密的纯铝吸水性强，具有更大的气孔倾向。原因是因为MgO所形成的氧化膜不致密比较容易吸附水分，而纯铝的氧化膜只有Al2O3比较致密，吸水性要小。铝及其合金的焊接性（气孔）铝合金气孔敏感原因：1.形成气孔的临界氢分压(PH2)cr(弧柱气氛1atm=PH2+PO2+PN2+PCO+……）最低，排列顺序[(PH2

7、)cr]Al<[(PH2)cr]Cu<[(PH2)cr]Ni<[(PH2)cr]Fe2.高温时Al中溶解了大量的[H]，在凝固过程中，金属中的[H]的溶解度发生突变，2[H]H2逸出，由于Al的导热系数大（约为钢的4～7倍），焊缝冷却速度快，H2来不及析出造成气孔。3.铝合金表面有一层疏松的氧化膜，易吸附水分及油污，造成气孔敏感。铝及其合金的焊接性（气孔）铝合金采用MIG焊比TIG焊时对弧柱气孔敏感：①MIG焊时以细小熔滴形式通过弧柱落入熔池，由于弧柱温度最高，且熔滴比表面积很大，熔滴金属显然最有利于吸收氢；②TIG焊时熔池金属表面与气体氢反应，因其比表面积小和

8、熔池温度低于弧柱温度，吸