铝合金的焊机论文.doc

目 录 1 绪 论 1 2 铝及铝合金 3 2.1铝合金的特性 3 2.2铝及铝合金的性能分析 3 2.3铝及铝合金的分类 4 2.4铝合金的牌号的编制方法 5 3 铝及铝合金的焊接 8 3.1铝合金的焊接性特点 8 3.2铝及铝合金焊接方法的选择 9 3.3铝及铝合金焊接材料的选择 10 3.4 焊前准备及焊后清理 11 3.5铝及铝合金焊接缺陷产生原因及防止措施 12 4 铝及铝合金焊接工艺 14 4.1钨极氩弧焊 14 4.2熔化极氩弧焊 15 4.3气焊 15 5 实例分析 17 5.1焊接材料分析 17 5.2焊接方法的选择 17 5.3焊接设备的选择 18 5.4焊接材料的选择 18 5.5确定焊接工艺参数 19 5.6坡口的准备 20 5.7焊前准备 20 5.8定位焊 20 5.9焊接操作 20 5.10焊后检查 21 6 结 论 22 致 谢 23 参考文献 24 1 绪 论 铝是工业上应用最广泛的重要有色金属之一。铝及铝合金具有密度小、重量轻、热容量大、熔化潜热高、强度高及良好的耐蚀性、导电性、导热性，以及在低温下能保持良好的力学性能等优点。铝及铝合金在航空航天、国防、汽车、电工、化工、交通运输等行业中被广泛应用，这也极大地推动了铝合金焊接技术的发展，因此，提高铝合金焊接的生产率和焊接质量，减少焊接缺陷存在的高效焊接方法已成为实际生产的迫切要求。铝合金其主要成分是铝，而铝的密度较低，熔点低、热传导性能好、热膨胀系数大，同时其具有很强的化学活泼性，易氧化，且氧化物的熔点很高。在与其他组元形成合金后依然保持这些特性，因此铝合金在焊接过程中存在着一系列的问题，如：氧化、裂纹、气孔、接头力学性能下降、热影响区变宽等。为了提高铝合金焊接接头的质量，近年来涌现出了许多新的铝合金焊接方法，如：钨极氩弧焊（TIG）、激光焊（LBW）、电子束焊（EBW）、搅拌摩擦焊（FSW）等。 1.钨极氩弧焊（TIG） 钨极氩弧焊是目前广泛采用的焊接铝合金的方法。它是一种以钨棒为一个电极，以焊件为另一个电极，用惰性气体保护两电极之间的电弧、熔池及母材热影响区而实现电弧焊接作业的一种方法，根据电流性质分为直流氩弧焊和交流氩弧焊。其优点是焊缝成型良好、钨极电弧稳定、设备简单、价格便宜等。但存在如单道熔深较浅、生产效率低；氩气和氦气价格较高，不利于降低生产成本等一些问题。 2.电子束焊接（EBW） 电子束焊接是指在真空环境中，使用会聚的高速电子流轰击焊件连接部位，使需焊接部位产生热能，从而使被焊金属融合的一种焊接方法。其突出特点是功率密度高、穿透力强、精确、快速、可控、保护效果好。对于铝合金使用电子束焊接方法，可大大减小热影响区，提高焊接接头强度，避免热裂纹等缺陷的产生。 3.激光焊接（LBW） 铝及铝合金激光焊接技术(LaserWelding)是近年来发展起来的一项新技术。它是以高能量密度的激光作为加热热源，对金属需焊接部位进行加热使其熔化形成焊接接头。其优点是：能量密度高，热输入量小，焊接变形小，能得到窄的熔化区和热影响区以及熔深大的焊缝；冷却速度快，焊缝组织微细，故焊接接头性能良好；焊接速度快、功能多、适应性强、可靠性高，且不需要真空装置。虽然用激光焊接铝合金具有很多优点，但是由于这种工艺还不成熟，焊接时存在着一些问题：铝合金对激光能的吸收很低；合金元素烧损严重；易产生气孔；热裂纹敏感性大。可以从增大激光功率密度和提高铝合金对激光能的吸收率这两个方面采取措施解决这些问题。 4.搅拌摩擦焊（FSW） 搅拌摩擦焊技术（FSW）是自激光焊接技术以后的又一项革命性的连接技术。与传统的熔焊相比，搅拌摩擦焊拥有无需填丝、无弧光、无飞溅、无需焊前热处理、无需气体保护等优点，因而应用前景广泛。迄今为止，搅拌摩擦焊可以实现所有牌号的铝合金焊接，甚至以前所谓的不可焊铝合金材料都能焊接，如应用于航空、航天领域的2000系列(A1-Cu)、5000系列(A1-Mg)、6000系列(A1-Mg-Si)、7000系列(A1-Zn)、8000系列(A1-Li)高强铝合金，也可以利用这种先进的焊接方法得到高质量的连接。因此搅拌摩擦焊有着广泛的工业应用前景。 搅拌摩擦焊已经在铝合金上实现了规模化工业应用，国内外许多学者针对不同铝合金进行了一系列的搅拌摩擦焊工艺研究、接头微观组织、接头耐蚀性能及力学性能研究。采用搅拌摩擦焊方法焊接铝合金，焊核区的组织与母材相比，晶粒得到了细化，接头强度可达到母材的78%，抗弯强度达到母材的76%，显示出了良好的机械性能。 作为革命性的绿色焊接技术，搅拌摩擦焊技术的出现对铝合金连接技术的发展产生了巨大的冲击和推动。该技术可以取代传统的电阻电焊和铆焊，在国际上已经成功应用于航空航天、船