华北电力大学毕业设计(论文)题目所在院系能源动力与机械工程学院专业班级实验动10班学生姓名杨学号11011 025指导教师签名审批人签字2014 年3 月24 日摘要纯铝具有良好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。
由于铝的优秀性能，铝越来越多的用于机械制造行业. 随之而来的是对铝焊接的要求也越来越高.目前国外MIG焊铝的技术工艺日趋成熟, 主要用于全焊接游轮, 火车及汽车箱体, 摩托车架, 压力容器, 工作平台, 飞机等。
在飞机、汽车和机车车辆等制造业中，为了减轻运载工具的自重，提高运载能力，越来越多地采用轻金属合金与薄壁型轻量化结构。
尤其在飞机蒙皮、筋板等制造中，采用焊接代替传统的铆接工艺，减重效果显著。
然而由于铝特性及T型接头结构特点，无论传统焊接还是先进的激光焊接都遇到了焊缝气孔、裂纹、变形等依靠单独焊接方式难以解决的问题。
本文将主要研究焊接速度、焊接电流以及频率的变化对焊接外观造成的影响,从而找到最合适的焊接参数。
本文包括三组实验，分别对焊接速度、焊接电流以及频率的影响作了详细的分析，比较各个参数对焊缝的影响，最终通过实验优化了纯铝MIG焊的焊接工艺。
实验证明：焊接2.8mm的1630铝板时，焊接速度为35cm/min，焊接电流为77 A，频率为1.5 Hz时，为较佳工艺。
关键词：铝；熔化极氩弧焊；焊接工艺AbstractHas good physical and mechanical properties of pure aluminum: easy processing, high durability for a wide range of decorative effect, and rich colors. Due to the excellent performance of aluminum, aluminum, more and more used in the machinery manufacturing industry, followed by increasingly high requirements for aluminum welding.Foreign MIG welding aluminum technology matures, mainly for the all-welded cruise ships, trains and car box, motorcycle frames, pressure vessels, work platform, aircraft. In the manufacturing of airplanes, cars and rolling stock, in order to reduce the weight of the means of delivery, to improve the carrying capacity, more and more lightweight construction of light metal alloys and thin-walled type. Especially in the manufacturing of aircraft skin, ribs, using welding instead of riveting, significant weight loss. However, due to the aluminum features and T-joint structural characteristics, regardless of traditional welding or laser welding encountered weld pores, cracks, deformation, etc. rely on a separate welding difficult problem to solve.This article will mainly study the welding speed, welding current and frequency changes caused by the welding appearance in order to find the most suitable welding parameters. In this paper a total of three sets of experiments, made a detailed analysis of the change of welding speed, welding current, and frequency, respectively, the final experiments to optimize the welding of pure aluminum MIG welding process, the results show: welding speed 35cm/min, welding speed 77 A,, frequency of 1.5 Hz, better technology.Keywords: Aluminum；Melting Inert Gas；Welding process第一章绪论1.1 引言工业发达国家就汽车的发展方向，提出了节约能源、防止环境恶化和改进汽车安全性等主要目标。
这些目标的提出，反映了当今的汽车存在以下问题：消耗燃油过多，使地球的剩余石油储量和供应告急，汽车业的发展受到了能源短缺制约：汽车排放废气过多和废气的有害成分危及大气环境，对城市特别不利，甚至也是地球气候变暖的重要因素之一。
此外，汽车保有量大，每年报废车辆的物资回收尚不完全，致使汽车废弃物严重污染了环境，汽车的发展已遇到环保上的制约因素：汽车使用中事故频发，危及行人及乘客的生命、健康，汽车的发展也遇到安全上的制约因素。
由于汽车制造中大量采用铝使汽车总质量减轻，从而降低了燃油的消耗由于油耗低、质量轻、汽车的废气排放就少，污染程度就下降：废旧汽车的回收率高，铝质汽车零件基本上都可回收：回收再生所需要能源少，并且铝可以多次循环再生，对其性能来讲没有多大变化[1～5]。
有专家预测，到2010年每辆轿车用铝量可达150千克。
轿车车身质量约占整车的50％，所以车身是轻量化设计的关键部件，车身轻量化可使发动机负荷相应减轻，底盘部件的受力也会减轻，整车性能将表现更好。
目前，美国、德国、日本是世界上铝应用最多的国家。
我国2000年轿车保有量约650万辆，预计2010年将达到2400万辆，可见汽车减重对节能、改善环境的意义十分巨大。
由于铝具有高比强度、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、再生性好和简化结构等一系列优点，能满足汽车工业的上述要求，大量的对比研究和反复实践证明，选用铝材料是实现汽车轻量化的有效途径。
现在，世界上许多汽车制造商对铝都很青睐。
奥迪公司将全铝车身框架结构(A S F)技术应用在量产车上始于1993年。
当时首先应用在奥迪A8轿车上，之后相继扩展到奥迪A2和新奥迪A8。
迄今为止，采用全铝车身框架结构(A S F)制造的奥迪A8数量达到117，000辆，奥迪A2更是达到133，000辆。
宝马新8系就采用了铝引擎盖，铝保险杠，发动机中的某些部件也由铝加工而成。
法拉利、菲亚特、标志—雪铁龙公司都竞相开发铝零部件。
随着大断面铝型材的生产和焊接技术的不断进步，铝在汽车中的应用也不断增加，预计到2010年，每辆汽车的铝使用量将上升到158kg，比1995年增长72％。
工业发达国家在汽车轻量化研究方面发展较快，预计21世纪的轿车平均自重约为80年代初的一半。
目前MIG焊是铝车辆焊接中最主要的方法之一[6～9]。
(a)奥迪A8车门的MIG焊缝 (b)奥迪A8纵梁的MIG焊缝(c)奥迪A8车体的MIG焊缝 (d)铝排气管的MIG焊缝(e)株洲电力机车厂的铝列车部件 (f)高速列车铝部件图1-1 铝构件焊接实例对于造船业来讲，一般军用快艇，艇体重量约占总重量的40％左右，要想减轻艇体重量，选择铝材料是一个重要途径。
在与钢等刚度时，铝结构的重量约为钢的50％。
对于滑行艇、水翼艇、气垫船和冲翼艇等高速船艇，其重量对航速很敏感，如果能减轻船体重量，则可有效地提高船速。
对于中型舰艇的船体、大型舰艇的上层结构采用铝同样十分有利，可使舰艇体轻速度快。
另外，现代舰艇航海仪器设备和武器装备的增加，使舰艇上部重量增加，稳定性变坏。
为了保证稳定性，就必须采用铝材料来减轻上部重量。
对于客船，从改善旅客的居住条件出发，扩大居住面积和增加上层建筑，也会使稳定性变坏。
当然可以通过增加船宽来改善稳定性，但这会影响航速，所以最好的办法是在上层结构上采用铝。
同样，货船上层结构以及船体改用铝，可以提高载货量，降低运输成本。
对于铁路运输车辆采用不锈钢、铝材料是减轻车体自重的有效措施。
不锈钢因其密封性较差，一般适于制造160～200 k m／h的准高速列车，而铝材料则可用于制造200 k m／h以上的高速列车。
为适应高速列车的发展，世界各国均在大力开发、制造铝车体，在铝焊接车体的设计和制造方面，瑞士、日本和德国的公司取得了最大的成功，目前在制造这种车体上已有巨大的进步。
在1960年～1970年期间，铝车辆只占1％～2％，到了1995年就占到50％，而到1999年已达到车辆制造总数的80％。
德国、意大利、加拿大、日本等发达国家，投入运营的铝车体已达3万多辆。
以日本为例，其使用铝进行制造的铁道车辆逐渐增多，而且有占主导地位的趋势，自1962年山阳电机铁道铝车辆诞生以来，到1983年止的21年里，日本的铝车辆就有2678辆。
在后来的几年里迅速增加，至1987年已上升到4000辆，1992年已超过6000辆。
特别是近几年，其产量每年以400～500辆左右的速度递增。
1991年以来，日本新干线全部使用了铝车辆。
而一些发展中国家，如韩国也正在集中力量，积极引进技术，开发研制铝车体，并已经实现批量生产和出口。
俄罗斯最初生产铝客车车体是在1961年～1970年间，制造的3P—200电气化试验列车曾在莫斯科—圣彼得堡干线上运行多年。
目前已完成了“索克尔”列车上使用的铝试验车的制造。
我国近几年来也同样大力发展城市铁路交通和高速铁路运输系统，因此，生产制造铝车体是铁路运输事业和城市轨道车辆发展的必然趋势[10～14]。
由于铝不但具有高的比强度、比模量、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，具有一系列无可比拟的优越特性，同时还具有良好的成形工艺性和良好的焊接性。