路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
铝及铝合金的焊接工艺要点
铝及其合金的焊接方法较多，如钨极氩弧 焊、熔化极氩弧焊、变极性等离子弧焊、 激光和电子束焊、搅拌摩擦焊等。各种方 法适合于不同的场合，应根据合金牌号、 焊件厚度、产品结构以及焊接质量要求因 素加以选择。 下面主要讲解钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊
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铝合金焊接培训教材
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2020年4月7日星期二
铝合金焊接培训
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培训目的
1、技术人员提高技能，并能用所学知识初步 的指导和分析问题。
2、所有焊接人员重新温习并掌握相关的焊接 知识，最终目的是服务于生产。
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铝合金的物理化学性质及其用途
(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩 率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性 较大结构将促使热裂纹的产生。
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铝及铝合金的焊接性分析
(4)铝的导热系数大 约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊
钢要消耗更多的热量。 (5)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低
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铝及铝合金的焊接性分析
(2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢, 由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此 当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝 中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免,氢的来源很多 ,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分 等。实践证明,即使氩气按GB/T4842要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气 孔,当空气相对湿度超过80%时,焊缝就会出现气孔。
焊接方法
（1）钨极氩弧焊 钨极氩弧焊热量比较集中，电弧 燃烧稳定，采用交流或直流反接，可用于焊接铝 合金，能得到高质量的街头。但由于电流大小的 限制，一般用于薄板的焊接，焊接厚板时效率较 低。在普通钨极氩弧焊基础上发展起来的钨极脉 冲氩弧焊，可明显地改善小电流焊接过程的稳定 性，能很好地控制焊接热输入和焊缝成形，特别 适合于薄板和全位置焊接，易于获得高质量的焊 缝。
沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作 用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化 学成分,使焊缝性能下降。
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铝及铝合金的焊接性分析
(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑 性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易 造成焊缝金属塌落和焊穿现象。
(7)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态 时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加 热温度。
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焊接方法
（2）熔化极氩弧焊 与钨极氩弧焊相比，熔化 极氩弧焊可焊的铝合金厚度明显加大，而 且焊接效率高，适合于自动化生产。当采 用脉冲电流焊接时，可减小热输入和焊接 变形。
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焊接参数
正确选用焊接参数是保证焊接接头质量的重要条 件。焊接参数的选定要考虑接头的形状、尺寸及 焊缝成形的要求，同时还要考虑对气孔、裂纹和 接头软化程度的影响。一般来讲，焊接电流越大 ，焊接速度和送丝速度相应提高，但焊接电流和 焊接速度的配合，应以实践经验和基本理论为依 据，还应通过适当的焊接试验（焊接工艺评定） 来制定详细的焊接工艺规程，以便正确使用。
焊前清理
焊前清理 机械清理主要用于焊缝质量要求 不高、焊件尺寸较大、不易用化学方法清 理或化学清理后又被局部污染的焊件。机 械清理的过程为：用丙酮清洗油污后，用 细钢丝刷、不锈钢丝轮、将破口两侧各 25mm左右范围内的氧化膜去除，然后再用 丙酮清洗。
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铝合金的物理化学性质及其用途
因此，在焊接过程中，熔池表面及熔池内部的氧化膜会 阻碍铝合金金属之间的良好熔合，容易造成夹渣。同时氧 化膜还容易吸附水分，焊接时导致焊缝气孔，从而影响铝 合金的焊接质量。
为了保证焊接质量，必须去除表面氧化膜，并防止在 焊接过程中再氧化。另外，铝合金的热导率和比热都很大 电弧热的有效利用率，因此焊接厚板时一般都采用 大功率焊接电源或者能量集中的焊接方法，有时还需要预 热、双面焊接等辅助焊接工艺，从而增加了施工难度，提 高了焊接成本。
铝合金的最大特征是密度低，大约相当于铁的 三分之一左右。
铝的另一特性是导电、导热性能好。纯铝的导 电性仅次于银、铜、金而居第四位，所以，纯铝 和某些合金化程度较低的铝合金常用来代替昂贵 的铜，制作输电线及其它电子组件。
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铝合金的物理化学性质及其用途
铝合金的第三个特性是耐蚀性好。这是 由于铝极易氧化，在其表面生成一薄层致 密而坚固的氧化铝(A1203)膜，阻止氧向金属 内部扩散而起保护作用。只有在卤素粒子 及碱粒子的强烈作用下这种氧化膜才会遭 到破坏。 其熔点高达2050℃。
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焊前清理
铝及铝合金焊接时，为了保证焊接质量， 在焊前必须清除焊丝（表面抛光焊丝除外 ）和母材表面上的油污和氧化膜。油污的 去除可采用汽油或丙酮、醋酸乙酯、松香 水及四氯化碳等溶剂，而氧化膜的清理有 机械清理及化学清理两种方法，主要介绍 机械清理措施：
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铝及铝合金的焊接性分析
铝合金的焊接问题成为现今焊接技术研究的热点之一。与刚的焊接 相比，铝合金的焊接有其复杂的焊接性；热导率和导电性高，凝固速 率高，表面易形成氧化层，热膨胀系数高，容易形成气孔，凝固温度 范围较大。 铝合金焊接难点及解决措施： (1)极易氧化。在空气中,铝容易同氧化合,生成致密的三氧化二铝薄膜( 厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃),远远超过铝及铝合金的熔点(约 600℃左右)。氧化铝的密度约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附 水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等 缺陷,引起焊缝性能下降。