第一节 铝及铝合金的焊接
3、控制软化的措施 采取接头设计、工艺措施综合解决。 最有效的措施——焊后热处理 不能热处理时，采用能量集中的焊接方法和小的 线能量。
第一节 铝及铝合金的焊接
三、铝及铝合金的焊接工艺要点 1、焊接方法 可用焊接方法：TIG焊、MIG焊、等离子焊、电 子束焊、激光焊、搅拌摩擦焊等
第一节 铝及铝合金的焊接
氩弧焊的阴极雾化作用： 当工件为阴极时，电弧斑点温度极高，可短时
间内将工件表面的氧化铝“雾化”，并且斑点会 自动移到未雾化的氧化膜上继续作用。 所以氩弧焊时应该采用直流反接，但实际应用中， 一般采用交流焊，因为如果采用直流反接时，钨 极处于阳极，会加速钨极的烧损。交流时，利用 负半周清除氧化膜。
其它问题 1、夹渣 2、变形
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（一）气孔 1、气孔的分布特征
皮下气孔—— 氢来不及逸出所致 密集气孔—— 氢在枝晶间脱溶形成 氧化膜气孔—— 未熔化的氧化膜中的水分
分解的氢形成。
第一节 铝及铝合金的焊接
2、铝合金焊接时气孔形成的原因 1）氢的来源 弧柱气氛中的水分、焊接材料和母
铸造铝合金 Al-Si-Mg等 ZL102等
第一节 铝及铝合金的焊接
铝合金与其它合金的比强度
合金种类 比重 抗拉强度 比强度
铝合金
2.7 50—60 18-21
镁合金 1.7 25—28 15-16
钛合金 4.5 100—120 22-27
调质结构钢 7.9 100—120 12.7-15
超高强度钢 7.9 160—200 20.3-25
金属材料焊接工艺
有色金属的焊接
第一节 铝及铝合金的焊接
一、铝及铝合金的分类和性能 工业纯铝 变形铝合金
防锈铝 Al-Mn Al-Mg （3A和5A系列，LF21、LF5） 硬 铝 Al-Cu-Mg (2A系列，LY12) 超硬铝 Al-Cu-Mg-Zn (7A系列，LC4) 锻 铝 Al-Mg-Si-Cu (6A或2A系列，LD5、LD10)
以镁为主要元素 5 × × ×
第一节 铝及铝合金的焊接
牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。 A表示原始合金，B~Y表示原始合金的改型合金。
牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅用来 区别同一组中不同的铝合金。 如，2A06表示主要合金元素为铜的6号原始铝合 金。
第一节 铝及铝合金的焊接
铸铝的牌号
材吸附的水分。 2）铝合金中氢的溶解度在液固相之间的突变，
溶解度在凝固前后相差20倍。 3）铝合金凝固速度快，熔合区的冷却速度是钢
气孔的防止措施 1）清除氧化膜和污染物
机械和化学方法 2）降低气氛中的水分 降低空气湿度、工件和焊
丝的干燥 3）控制焊接参数
大电流配合高焊速，增大熔池存在时间，以利 氢气逸出。
2000系(Al-Cu-Mg) 7000系(Al-Zn-Mg-Cu) 6000系(Al-Mg-Si) 7000系(Al-Zn-Mg) 1000系（工业纯铝）、3000系(Al-Mn)、4000系(Al-Si)、 5000系(Al-Mg-Mn)的抗裂能力更强。
第一节 铝及铝合金的焊接
热裂纹的“自愈”作用： 当形成结晶裂纹时，有足够的液态金属补充
2、软化的原因 1）非时效强化铝合金的软化
如果焊前经过冷作硬化，焊接热影响区的峰值温度 超过再结晶温度的区域（200-300℃）将因再结晶而软 化。 2）时效强化铝合金的软化
热影响区的“过时效”引起软化。与时效强化的第二 相的性质有很大关系，第二相越容易脱溶析出并易于聚 集长大，就越容易发生“过时效”。
3）工艺措施 填满弧坑、碾压焊道、随焊锤击、局部冷却等
4）特殊措施 对溶池施加电磁振荡可细化晶粒。
第一节 铝及铝合金的焊接
（三）焊接热影响区的软化
1、软化现象 通过热处理强化或焊前经过冷作硬化的非热处
理强化的铝合金，焊后其热影响区能力学性能（强 度和硬度）相对母材有所下降的现象。
第一节 铝及铝合金的焊接
第一节 铝及铝合金的焊接
（二）热裂纹 1、铝合金焊接时热裂纹形成的原因 热裂纹出现的部位：焊缝（结晶裂纹）、热影响
区（液化裂纹），最易在弧坑处出现。
原因：1）存在少量的易熔共晶； 2）线膨胀系数大，冷却速度快，易产生 较大的焊接应力。
第一节 铝及铝合金的焊接
2、热裂纹的敏感性 受化学成分影响很大，抗裂能力按下列组别顺序 增加：
ZL+三位数字 第一位数字：表示合金的系别。 1—Al-Si系；2—Al-Cu系；3—Al-Mg系；4— Al-Zn系。 第二位和第三位数字是合金的顺序号。 如，ZL102表示2号Al-Si系铸造铝合金。
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二、铝及铝合金的焊接性分析
常出现的问题 1、气孔 2、热裂纹 3、热影响区软化
到裂纹处，能“愈合”裂纹。
3、热裂纹的防止措施 1）材料选择 注意焊接材料与母材的配合。
第一节 铝及铝合金的焊接
对于含Mg较低的母材采用含Mg较高的焊接 材料可有效降低热裂纹倾向。
添加微量元素（晶粒细化元素Ti、B、Zr等） 也能降低热裂纹倾向。 2）接头设计
接头设计时应尽量降低接头的应力
第一节 铝及铝合金的焊接
第一节 铝及铝合金的焊接
变形铝合金的牌号
采用四位字符体系牌号（与国际接轨） 第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母 （C、I、N、O、P、Q、Z字母除外）。 牌号的第一位数字表示组别。组别按主要合金元素来确 定。主要合金元素是指极限含量算术平均值为最大的合 金元素，当两个以上元素最大含量相同时，按Cu、Mn、 Si、Mg、Zn、其它元素的顺序来确定组别。
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铝及铝合金的组别
组别 纯铝 以铜为主要元素 以锰为主要元素 以硅为主要元素
牌号系列 1× × × 2××× 3××× 4×××
组别
以镁和硅为主要 元素，以Mg2Si 相为强化相
以锌为主要元素
以其它元素为主 要合金元素
备用合金组
牌号系列 6××× 7××× 8××× 9×××
第一节 铝及铝合金的焊接
2、焊接工艺特点 1）尽量使用小电流规范（防热裂纹） 2）注意工件的清理（防气孔） 油污的清理：汽油或丙酮、醋酸乙脂、松香 水、四氯化碳等溶剂。