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铝及铝合金焊丝发展

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-10 14:45
tags:

-

2021年2月10日发(作者:honse)


铝及铝合金焊接工艺及其焊丝发展




组员(第五组):


李庆树



关子健



梁志宽



黄理宽



莫先耀



陈长阳




摘要:



铝合金具有良好的耐蚀性、< /p>


较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性


能等特点, 在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用。掌


握铝合金 的焊接性特点、


焊接操作技术、


接头质量和性能、缺陷的形成及 防止措施等,


对正


确制定铝合金的焊接工艺,

< br>获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意


义。随着焊接工艺 发展,


铝合金焊丝也受到人们的关注,


介绍铝合金焊丝的化学成 分、


产品


性能及选择原则


,

< p>
阐述其生产工艺的发展现状


,


指出我国焊丝生产存 在的问题


,


展望铝合金焊


丝的发展趋势 。



关键词


:


铝及铝合金


;


焊丝


;

< br>焊接:工艺



Aluminum and aluminum alloy welding wire technology and


its development


Abstract:


aluminum


alloy


has


high


corrosion


resistance,


good


specific


strength


and


thermal


conductivity


and


the


temperature


can


maintain


good


mechanical


properties


and


other


characteristics,


are


widely


used


in


aerospace,


automotive,


electrical,


chemical,


transportation,


national


defense and


other


industrial


sectors.


Master


of aluminum


alloy


welding


characteristics,


operation


technology


and


joint


quality


and


performance,


welding


defect


formation


and


prevent


measures


of


welding


process,


the


correct


formulation


of


the


aluminum


alloy,


and


has


very


important significance to obtain the good performance of the scope of application of the joint and


the expansion of aluminum alloy. With the development of welding technology, welding wire of


aluminum


alloy


is


attention,


introduces


the


chemical


composition,


product


performance


and


selection principle of aluminum alloy welding wire, mainly describes the present situation of its


production


process,


points


out


the


existing


problems


of


China's


production


of


welding


wire,


aluminum alloy wire development trend prospect.


Keywords: aluminum and aluminum alloy; welding wire; welding process



第一章



1.1


铝合金的分类、成分和性能





1


)铝 合金的分类




铝合金可分为变 形铝合金(双分为非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类)铸造


铝合金。变形铝合 金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料;


铸造铝合金以合 金铸锭供应。




GB/T3190< /p>



1996



G B/T16474



1966


的规定, 铝合金牌号命名的基本原则是:可直


接采用国际四位数字体系牌号。

四位字符牌号的第一位、


第三位、


第四位为阿拉伯数字,第


二位为英文大写字母。


2


×××为


Al



Cu


系,< /p>


3


×××为


Al



Mn


系,


4


×××为


Al



Si

< br>系,


5


×××为


Al

< p>


Mg


系,


6

< p>
×××为


Al



Mg



Si


系,


7


×××为


Al



Z n


系,


8


×××为

Al


-其


他元素,


9


×××为


Al


-备用系。这样,我国变形铝合金的牌 号表示法与国际上的通用方法


基本一致。



1


)非热处理强化铝合金



非热处理强化铝合金通过加工硬化、


固溶强化提高力学性能,< /p>


特点是强度中等、


塑性及耐蚀


性好,


又称防锈铝,


原先代号为


LF


××。


Al



Mn


合金和


Al



Mg


合金属于防锈铝合金,不能


热处理强化,


但 强度比纯铝高,


并且具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性,


是目 前焊接结构


中应用最广的铝合金、超硬铝、锻铝等。




硬铝


硬铝的牌号是按铜的增加顺序编排的。


Cu


是硬铝的主要成 分,为了得到高的强


度,


Cu


含量一般 应控制在


4.0%



4.8%



Mn


也是硬铝的主要成分,主要作用是消除铁 对抗蚀


性的不利的影响,还能细化晶粒、加速时效硬化。在硬铝合金中,铜、硅、镁等元 素能形成


溶解于铝的化合物,从而促使硬铝合金在热处理时强化。




退火状态下硬铝的抗拉强度为

< br>160



220MPa


,经过淬 火及时效后抗拉强度增加至


312



4 60MPa



但硬铝的耐蚀性能差,


为 了提高合金的耐蚀性,


常在硬铝板表面覆盖一层工业纯铝


保护层 。




超硬铝



合金中锌、镁、铜的平均总 含量可达


9.7%



13.5%


,在当前航空航天工业中仍


是强度最高和应用最多的一种轻合金材料。


超硬铝的塑性和焊接性差,


接头强度远低于母材。


由于合金中锌含量较多,形成晶间腐蚀及焊接热裂纹的倾向较大。



锻铝



具有良好的热塑性,


而且铜含量越少热塑性越好,


适于作锻件用。


具 有中等强度


和良好的抗蚀性,在工业中得到广泛应用。




2


)铝合金的性能



铝合金的物理性能见表


1.3




防锈铜器(铝锰合金、铝镁合金)主要用于要求高的塑性的焊接性、 在液体或气体介质


中工作的低载荷零件,


如油箱、


汽油或润滑油导管、


各种液体容器和其他用深拉制作的小负

< br>荷零件等。铝合金被广泛应用航空航天、建筑、汽车、机械制造、电工、化学工业、商业等


领域。铝合金在飞机制造中是主要的结构材料,它约占骨架质量的


55%


,而且大部分关键轴


承部件,如涡轮发动机轴向压缩机叶片、机翼、骨 架、外壳、尾翼等是由铝合金制造的。





1.2


铝合金的焊接性特点



铝合金熔化焊时有如下困难和特点:


[1]



1


)铝和氧的亲和力很大,因此在铝及铝合金表面总 有一层难熔的氧化铝膜远远超过


铝的熔点,


这层氧化膜不溶于金 属并且妨碍被熔融填充金属润湿。


在焊接或钎焊过程中应将


氧化 膜清除或破坏掉。





2


)熔焊时,铝合金的焊接性首先体现在抗裂性上。在铝中加入铜、锰 、硅、镁、锌


等合金元素可获得不同性能的合金,各种合金元素对铝合金焊接裂纹的影响 不同。




3


)铝合金的固态和液态色泽不易区别,焊接操作时难以控制熔池温度。


< p>


4


)焊后焊缝易产生气孔,焊接接头区易发生软 化。



对铝合金进行焊接,


可以用多种 不同的焊接方法,



1.4


所列的为部 分铝合金的相对焊


接性。



现代科学技 术的发展促进了铝合金焊接技术的进步。可焊接的铝合金材料范围逐步扩


大,

< p>
现在不仅可以成功地焊接非热处理强化的铝合金,


而且解决了传统的航空航 天和军工等


行业,逐步扩大到国民经济生产和人民生活的各个领域。


2


铝合金的焊接方法和材料选用



2.1


铝合金的焊接方法



铝合金的焊接方法很多,


各种方法有其不同的应用场合。


除了传统的熔焊、


电阻焊、气


焊方法外,其他一些焊接 方法(如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等)也可以容易地将


铝合金焊接在一起。< /p>



铝合金常用焊接方法的特点及适用范围见表

< br>2.1



应根据铝及铝合金的牌号、

焊件厚度、


产品结构以及对焊接性的要求等选择。









1


)气焊




氧-乙炔气焊火焰的热功率低,


热量较分散,


因此焊件变形大、生产率低。用气焊焊接


较厚的 铝焊件时需预热,


焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、


组织疏松,< /p>


而且容易产生氧化铝夹


杂、


气孔及裂缝等 缺陷。


这种方法只用于厚度范围在


0.5



10


㎜的不重要铝结构件和铸件的


焊补上。





2


)钨极氩弧焊




这种方法是在氩气保护下施焊,


热量比较集中,电弧燃烧稳定, 焊缝金属致密,焊接接


头的强度和塑性高,


在工业中获得起来越 广泛的应用。


钨极氩弧焊用于铝合金是一种较完善


的焊接方法, 但钨极氩弧焊设备较复杂,不宜在室外露天条件下操作。





3


)熔化极氩弧焊

< br>



自动、


半自动熔化 极氩弧焊的电弧功率大,热量集中,热量影响区小,


生产效率比手工

钨极氩弧焊可提高


2



3


倍。


可以焊接厚度在


50


㎜以下的纯铝及铝合金板。


例如,


焊接厚度

< br>30


㎜的铝板不必预热,只焊接正、反两层就可获得表面光滑、质量优良的焊缝。 半自动熔


化极氩弧焊适用于定位焊缝、


断续的短焊缝及结构形状 不规则的焊件,


用半自动氩弧焊焊炬


可方便灵活地进行焊接,但 半自动焊的焊丝直径较细,焊缝的气孔敏感性较大。





4


)脉冲氩弧焊


1


)钨极脉冲氩弧焊




用这种方法可明显改善小电流焊接过程的稳定性,


便于通过调节各种工艺参数来控制电


弧功率和焊缝成形。

< p>
焊件变形小、热影响区小,特别适用于薄板、


全位置焊接等场合以及对


热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。



2


)熔化极脉冲氩弧焊




可采用的平均焊接电流小,


参 数调节范围大,


焊件的变形及热影响区小,生产率高,抗


气孔及 抗裂性好,适用于厚度在


2



10


㎜铝合金薄板的全位置焊接。



< /p>



5


)电阻点焊、缝焊

< br>



可用来焊接厚度在


4


㎜以下的铝合金薄板。


对于质量要求较高的产品可采用直流冲 击波


点焊、缝焊机焊接。焊接时需要用较复杂的设备,焊接电流大、生产率较高,特别适 用于大


批量生产的零、部件。





6


)搅拌摩擦焊


搅拌摩擦焊是一种可用于各种合金板焊接的固态连接技术。

与传统熔焊方法相比,


搅拌


摩擦焊无飞溅、


无烟尘,


不需要添加焊丝和保护气体,


接头无气孔、< /p>


裂纹。


与普通摩擦相比,


它不受轴类零件 的限制,


可焊接直焊缝。


这种焊接方法还有一系列其它优点,< /p>


如接头的力学


性能好、节能、无污染、焊前准备要求低等。由于铝 及铝合金熔点低,更适于采用搅拌摩擦


焊。




2.2


铝用焊接材料




1


)焊丝



采用气焊、


钨极氩弧焊等焊接铝合金时,


需要加填充焊丝。


铝及铝合金焊丝分为同质焊


丝和异质焊丝两 大类。


为了得到良好的焊接接头,


应从焊接构件使用要求考虑,


选择适合于


母材的焊丝作为填充材


[2 ]




选择焊丝首先要考虑焊缝成分 要求,


还要考虑产品的力学性能、


耐蚀性能,

< br>结构的刚性、


颜色及抗裂性等。


选择熔化温度低于母材的 填充金属,


可大大减小热影响区的晶间裂纹倾向。


对于非热处理 合金的焊接接头强度,按


1000


系、


4000


系、


5000


系的次序增大。 含镁


3%



上的


5000


系的焊丝,应避免在使用温度


65

< br>℃以上的结构中采用,因为这些合金对应力腐蚀

-


-


-


-


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-


-



本文更新与2021-02-10 14:45,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/629748.html

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