5有色金属的焊接.ppt

第五章 有色金属的焊接 锻造铝合金 热处理强化 铸造铝合金 非热处理强化 铝及铝合金焊接不利方面 铝及铝合金焊接不利方面 溶解熔池中的大量H,在焊缝金属冷凝时来不及析出，形成气孔 焊接方法不同　　　　　　　　　对弧柱气氛中水分的敏感性也不同 同样气氛下 MIG焊缝气孔比TIG大 生成气孔的主要原因　　　　　　　 ——焊丝或工件的氧化膜所吸附的水分 Al-Mg合金氧化膜由Al2O3、MgO构成， MgO越多，氧化膜越不致密，吸水性越强 焊接方法不同对氧化膜中的水分影响也不同 （2）防止焊缝气孔的途径 （2）防止焊缝气孔的途径 （二）防止焊缝气孔的途径 TIG焊时 MIG焊时 铝合金属共晶合金 _____易溶共晶的存在是铝合金产生凝固裂纹的重要原因之一 焊接时产生较大的焊接应力 _____铝合金的线膨胀系数约为钢的1倍 （2）防止焊接热裂纹的途径 从防止热裂纹考虑 控制适量的易熔共晶和缩小结晶温度区间。少量易熔共晶的存在会增大其凝固裂纹倾向，但适量的易熔共晶能改善合金的流动性，从而提高其抗裂性能。 对于硬铝之类的高强铝合金 ，可以采用标准的Al-5％Si焊丝，能产生较多的易熔共晶，流动性好，对裂纹具有“愈合”作用。 超硬铝焊接，采用Al-Zn-Mg系合金焊丝，改善其焊接性。 同质焊丝，裂纹倾向大 异质焊丝，即其他合金组成的焊丝 采用标准的Al-5％Si焊丝、Al-5％Mg焊丝，具有较好的抗裂效果。 焊缝区 熔合区 HAZ 5.1.3 铝及铝合金的焊接工艺 1.焊接方法 铝及铝合金焊接方法： －钨极氩弧焊等（TIG） －熔化极惰性气体保护 焊（MIG） －等离子弧焊（PLW） －钎焊 －常规摩擦焊 －搅拌摩擦焊（FSW） －电阻焊等。 目前钨极氩弧焊和熔化极惰性气体 保护焊是应用较多的焊接方法 1）TIG焊工艺方法 适用于薄板，变形小、气孔率低、质量好、用于要求严格的产品。 选用交流TIG焊，背面加气体保护措施。交流TIG焊负半波可去除氧化膜，正半波可减少钨极过热。 TIG焊工艺方法常见缺陷为气孔，产生原因由于 Ar纯度低、焊丝/坡口不洁、保护效果不好、焊接参数不合适、钨极伸出长、电弧太长或电弧不稳。 影响电弧热量分布及熔透情况见下图。 2）MIG焊工艺方法 MIG焊熔滴过渡有短路过渡、射流过渡和亚射流过渡三种形式。短路过渡电弧短，需采用小电流、细丝（￠0.8、￠1.0mm）施焊，发出爆破声音，浅熔深，多用于薄壁（1-2 mm）零件的角接或对接接头。射流过渡电弧较长，呈现窄而深的指状熔深，焊缝两侧面焊透不良，易出现气孔和裂纹等缺陷。亚射流过渡电弧稍长，发出轻微爆破声音，亚射流熔滴过渡可得到盆底状焊缝截面熔深，力学性能优于短路浅熔深和射流过渡指状熔深。 MIG焊推荐采用亚射流熔滴过渡形式 焊后质量与焊接设备功能有一定关系，目前轨道车辆制造业多选用脉冲MIG焊机。为提高效率和降低气孔倾向可选用Ar+He气体，要控制好送丝速度、焊枪倾角、焊接速度、喷咀高度，送丝软管用聚四氟乙烯或尼龙软管。 焊前一般不预热，板厚较大时，只需预热起弧部位。 2. 焊接材料 1）铝及铝合金焊丝选择原则 铝及铝合金焊丝的选择包括以下因素，但最终的选择应取决于实用性及其影响因素的评定。 —与母材化学成分相容性； —保证接头力学性能要求，包括热影响区和焊缝金属； —产品焊后要求，如表面阳极氧化处理和最后处理； —满足接头抗腐蚀能力； —最佳的焊接适合性。 三、焊丝的选用 必须首先考虑基体金属的成分，产品具体要求施工条件。 1．同质焊丝 焊丝成分与母材成分相同，或从母材上切下板条作填充金属。母材为纯铝LF2l、LF6、LYl6和Al-Zn-Mg合金，可采用同质焊丝。 2．异质焊丝 为了满足焊接时抗裂要求，焊丝成分与母材成分有较大差异。如高Mg焊丝焊接低Mg的Al-Mg合金，用Al-5％Si焊丝焊接Al-Cu-Mg合金等。 Al-5％Si焊丝(LT1)，可用于焊接多数铝合金，焊接硬铝或锻铝抗裂性好，但不适宜焊接含Mg量较高的合合(因易形成脆性相Mg2Si)。焊接低Mg的Al-Zn-Mg 合金有时也可以使用。 Al-5％Mg焊丝(LF10、LF11、5356)，可用于焊接含Mg合金，如LF3、LF6、LC4等。 LY16焊丝主要用于焊接与其成分基本相同的Al-Cu-Mn合金，也可用于焊接Al-Cu-Mg合金硬铝。 3. 焊前清理和预热 （1）化学清理 （2）机械清理 （3）