铝及铝合金的焊接

,铝及其合金的焊接,铝合金的焊接,1. 铝合金的分类,（1）按有无合金成分，分为纯铝及铝合金。 铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。 （2）按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝。 （3）按能否热处理强化，分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。,铝合金的焊接,常用的铝合金焊丝,4043（Al-Si）：用于Al-Si 和Al-Mg-Si系（6061、6082等）以及铸铝和锻铝合金之间的MIG和TIG焊。 5356（ Al-Mg-Si ）：用于Al-Mg系（Mg5%）合金的MIG和TIG焊。,铝合金的焊接,2.铝合金焊接过程中形成的气孔 铝是活性元素，本身能脱氧，不同于钢焊接过程中会形成CO或CO2气孔，所以主要是氢气孔。,铝合金的焊接,（1）氢的主要来源 1）保护气体中的水分； 2）焊材和母材表面吸附的水分； 3）工件坡口处的氧化膜、油污等。,铝合金的焊接,（2）产生气孔的原因 主要是由铝本身的物理性能造成的。,1）产生气孔的临界氢分压最低 氢在铝中的固溶度（S）与氢分压PH2有关：,S = K PH2 ,产生气孔时几种金属临界氢分压的比较： Al Cu Ni Fe,铝合金的焊接,即在焊接铝、铜、镍和铁时，铝产生气孔时所需的临界氢分压最低，所以容易产生气孔，纯铝的最低，所以纯铝对气氛中的水分最为敏感。,铝合金的焊接,2）与氢在铝中的溶解度变化有关,氢在铝中的溶解度,氢在铝合金的凝固点时，溶解度从0.69/100g突降到0.036ml/100g，相差约20倍，这是产生气孔的重要原因。,铝合金的焊接,3）铝的导热系数很大，在相同的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度是高强钢的47倍，不利于气泡的逸出。,铝合金的焊接,铝合金焊接中的“皮下气孔”（LF6，TIG）,冷却速度很大时，在凝固点以上溶解度差时，形成的气孔虽然不多，但来不及逸出，形成粗大孤立的皮下气孔。,铝合金的焊接,铝合金焊缝中均布形式的“结晶层气孔”,冷却速度较小，在凝固点溶解度发生突变，沿结晶的层状线形成均布形式的“结晶层气孔”。,铝合金的焊接,（3）焊缝气孔的影响因素,1）焊接方法的影响 MIG焊时，焊丝以细小熔滴形式向熔池过渡， 弧柱温度高，熔滴比表面积大，熔滴易于吸氢； TIG焊时，主要是熔池金属表面与氢反应，比表面积小，熔池温度小于弧柱，吸氢条件不如MIG有利； 另外，MIG焊熔池深度大于TIG焊，不利于氢气泡的逸出。,铝合金的焊接,2）焊接工艺参数,焊接规范主要影响熔池在高温的停留时间，从而对氢的溶入时间和析出时间产生影响。,TIG焊时，采用小线能量，较大的规范，高的焊速，减少熔池存在时间，减小氢的溶入； MIG焊时，焊丝氧化膜的影响更为显著，不能通过减少熔池时间来防止氢向熔池的溶入，所以通过降低焊速和提高焊接线能量来增加溶池存在时间，有利于减少焊缝中的气孔。,铝合金的焊接,3）保护气体中的水分和氧化性影响,采用高纯Ar或采用Ar+He改变（即提高）热容量，改变溶池形状，使尖“V”型变为圆底型，延长溶池停留时间，有利于气孔逸出。,铝合金的焊接,4）表面状态的影响,不同的焊材、母材，其氧化膜性质不同，对气孔的影响有差别。 MgO疏松，易吸水，产生气孔倾向大； MnO致密，不易吸水，气孔倾向小。,铝合金的焊接,5）环境因素的影响 环境因素主要是指温度和湿度。,0C以下，湿度不影响气孔的产生； 0C以上，温度越高，湿度越大，越易对气孔敏感。 另外，表面油污也可以导致气孔。,17,,智能电弧控制功能在铝焊中的应用,18,Contents,介绍工艺描述特点应用结论,目录,19,MIG/MAG铝焊,传统MIG/MAG,一元化MIG/MAG,脉冲MIG/MAG,智能熔合控制for MIG/MAG,提高焊接质量,难度增大,20,能够更加精确的控制弧长,MIG/MAG-prosessi sovellutukset,MIG/MAG-prosessi sovellutukset,技术介绍,在传统脉冲MIG焊中，通过测量电压值控制电弧长度。由于有很多外部因素的干扰，所以经常需要很准确的调整。即便这样在焊接中，电弧长度也会产生变化 。,智能电弧控制改进了弧长控制方式，使电弧总在短路界限。这意味着电弧长度总是自动的保持。,脉冲MIG电弧过渡中存在“短路状态” 。然而在实际焊接中，要重复短路状态. 这种应用是真正特别的脉冲MIG焊铝。,21,MIG/MAG-prosessi sovellutukset,特点,控制精确的焊接熔池更加适应全位置焊接得到更小熔滴 更加容易实现全位置焊接,电弧密度更大更集中 更好的熔深 更好电弧集中性 适应更高的焊速,弧长调节更便捷 总是保持更准确的焊接参数 应用更容易,智能电弧控制的MIG/MAG 铝焊,22,AlMg5 立向上焊接,MIG/MAG-prosessi sovellutukset,焊丝: AlMg5 1,2 mm板厚: 3 mm接头形式: T-joint焊接位置: 立向上,应用,智能电弧控制 普通脉冲,Wfs 8 m/min, no fine tuning,23,MIG/MAG-prosessi sovellutukset,MIG/MAG-prosessi sovellutukset,结论,生产效率,