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(参考课件)铝和铝合金的焊接研究
LF11、LF21) LT 特殊铝(Al-Si)(LT1) LD 锻铝(LD1、LD2、LD5~LD10) LY 硬铝 (LY1、LY2) LC 超硬铝(LC2、LC4)
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中国 (GB) LG5 LG2 LG1
L1 L2 L3 L5-1 L5 LF2 LF3 LF4 LF5-1 LF5 LF21 LD2 LD7 LD9 LD10 LD11 LD30 LD31 LY1
日本 (JIS) 1N99 1N90 A1080 A1070 A1060
A1100 A1200 A5052 A5154 A5083 A5056
A3003 A6165 2N01 A2018 A2014 A4032 A6061 A6063 A2217
原苏联 (ΓOCT) AB000
AB1 AB2 A00 A0 A1 A2
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(3)热裂倾向大 线膨胀系数大,约为碳素钢和低合金钢的两倍。体积收缩 率较大,达6.5%左右,铁约为3.5% 。这样由于过大的收缩 内应力而导致焊接熔池凝固时容易产生缩孔、热裂纹。生 产中可采取调整焊丝的成分与焊接工艺的措施防止热裂纹。
(4)气孔敏感性高 铝和铝合金熔池很易吸收氢等气体,高温下溶入的大量气 体在焊后泠却凝固过程中来不及析出,聚集在焊缝中会形 成气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面的氧化 膜吸附的水分,都是焊缝中氢气的重要来源。采取的措施: 焊前清理母材坡口及焊丝。
AMr AMr3 AMr4
Amr5 AMu
AB AK4 AK2 AK8 AK9 AΠ33 AΠ31 AΠ18
德国 (DIN) Al99.98R Al99.9 Al99.8 Al99.7
Al99.5 Al99.0 Al99 AlMg2.5 AlMg3 AlMg4.5Mn AlMg5
AlMnCu
AlCuSiMg AlMg1SiCu AlMgSi0.5 AlCu2.5Mg0.5
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5)固态液化时无色泽变化 焊接时熔池金属由固态变成液态时,没有明显的色泽变化, 给焊接者带来不便。
(6)低的高温强度和塑性 由于高温下的强度和塑性较低,以致于不能支承住液体金 属从而导致变形或塌陷。采取的措施:加垫板。
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3 铝与铝合金牌号的分类 L-----纯铝(L1~L6) LF 防锈铝(Al-Mn、Al-Mg)(LF1~LF7、LF10、
英国 (BS) S1
1A 1B 3L54 1C N4 N5 N8 N6 N61 N3 H16 38S H20 H19 3L86
法国 (NF)
1070A 1050A 1100 1200 5052 5083 3003 2618A 2014 4032 6061 -9
4 焊接材料
焊接材料的选择 铝及铝合金的焊接材料包括电焊条、焊丝、焊剂、电极和 保护气体。 1) 焊丝
按不同性能要求推荐的焊丝
要求高延性
要求焊后阳极化 后颜色匹配
要求抗海水腐蚀
要求焊接时裂 纹倾向低
SAl-1 SAlCu SAl-1 SAlMg-5 LF14 ER5356 ER5356 SAlMg-5 ER5356 ER5356 ER5356
SAl-1 SAlCu SAl-1 SAlMg-5 SAlMg-5 ER5356 ER5356 SAlMg-5 ER5356 ER5356 ER5356
铝和铝合金的焊接
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石油化工铝制料仓施工质量验收规范 SH/T 3513—2009
石油化工铝制料仓施工技术规程 SH/T 3605—2009
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1 应用 1)大型空分装置冷箱中主塔(分馏塔)等塔类设备均为 铝镁合金材质。 2)铝料仓 3) 煤化工装置中的工艺管道等。
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2、焊接特性分析
1) 强的氧化能力 铝和氧的亲和力很强,在空气极易生成致密的Al2O3薄膜, Al2O3的熔点高达2050℃,远远超过铝和铝合金的熔点 (500℃~600℃)。Al2O3的相对密度较大,在焊接过程中 阻碍金属之间的良好的结合,引起氧化膜夹渣或未熔合。 氧化膜还会吸附水份,焊接时会促使焊缝生成气孔。在横 焊或仰焊的特定位置下,这些气孔在凝固过程中上升至焊 缝上部熔合线附近,被上部固态金属阻挡而无法逸出,因 而在焊缝上部形成链状气孔。
国际 (ISO)
Al99.8 Al99.7 Al99.5 Al99.0 AlMg2.5 AlMg3 AlMg4.5Mn0.7 AlMg5 AlMg5Mn0.4 AlMn1Cu AlCu2MgNi AlCu4SiMg AlMg1SiCu AlMg0.7Si AlCu2.5Mg
美国 (AA) 1199 1090 1080 1070 1060 1050 1100 1200 5052 5154 5083 5056 5456 3003 6165 2618 2018 2014 4032 6061 6063 2217
针对不同的材料和主要的性能要求来选择焊丝。
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铝和铝合金焊接
表1:针对不同的材料和性能要求选择焊丝
材料
1100 2A16 3A21 5A02 5A05 5083 5086 6A02 6063 7005 7039
要求高强度
SAlSi-1 SAlCu SAlMn SAlMg-5 LF14 ER5183 ER5356 SAlMg-5 ER5356 ER5356 ER5356
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(2)较高的热导率和比热容大 铝和铝合金的热导率和比热容均为碳素钢和低合金钢的两 倍多。在焊接过程中,由于高的热导率使热量能被迅速传 导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时能量除消耗于 熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他 部位,这为了获有时采用预热的措施。
按我国国标88及GB10858-2008,焊丝分为电焊条芯及焊 丝两个类别。按美国国标ANSI/AWS A5.10-92,焊丝分为 电极丝(代号E)及填充丝(代号R)和电极丝、填充丝 两者兼用丝(ER)。
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2)焊接材料选用原则 ①焊接时生成焊接裂纹的倾向低; ②焊接时生成焊缝气孔的倾向低; ③焊缝及焊接接头的力学性能(强度、延性)好; ④焊缝及焊接接头在使用环境条件下的耐蚀性能好; ⑤焊缝金属表面颜色与母材表面颜色能相互匹配。 焊丝的性能表现及其适用性需与其预定用途联系起来,以便