有色金属焊接

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1、6 有色金属焊接有色金属焊接一、概述一、概述 1 1、铝的性能特点、铝的性能特点 密度小密度小; ;导电及导热性能好导电及导热性能好; ;抗大气腐蚀性好抗大气腐蚀性好; ;塑性高塑性高; ; 强度低强度低; ;无磁性无磁性; ;无打击火花无打击火花; ;加工工艺性好等。加工工艺性好等。铝合金的焊接 线膨胀系数大，比热大，是钢的线膨胀系数大，比热大，是钢的1倍；倍；比热大，是钢的比热大，是钢的2倍；倍；密度小；密度小；晶型是面心立方，没有同素异构转变，塑性好，晶型是面心立方，没有同素异构转变，塑性好，无低温脆性转变，但强度比较低。无低温脆性转变，但强度比较低。2 2、铝合金的分类、铝合金的分类

2、Cu Cu、MgMg和和MnMn能提高强度，能提高强度，TiTi能细化晶粒，能细化晶粒，MgMg能防止海水的腐能防止海水的腐蚀，蚀，NiNi能提高耐能提高耐热性。热性。 铝合金铝合金的分类的分类形变铝合金形变铝合金铸造铝合金铸造铝合金不能热处理强化铝合不能热处理强化铝合金金:主要在主要在1、3、5系系列列 能热处理强化铝合能热处理强化铝合金金: 2、6、7和和8系列系列（合金元素及（合金元素及加工工艺性）加工工艺性）3 3、常用的铝合金、常用的铝合金A、防锈铝合金、防锈铝合金 ( LF ) : Al Mn Al Mn 通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性 (

3、 ( 比纯铝比纯铝好好 ) )。例如。例如:LF21:LF21。 Al Mg Al Mg 通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性通过固溶强化提高铝合金的强度和抗蚀性 ( ( 比纯铝比纯铝轻轻 ) )。 例如例如:LF2:LF2、LF6LF6等。等。 按化学成分和性能特点，分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝。按化学成分和性能特点，分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝。不能热处理强化。不能热处理强化。飞机翼梁飞机翼梁( (腹板为硬铝合金腹板为硬铝合金) )B B、硬铝合金、硬铝合金 ( LY ) ( LY ) Al Cu Mg Al Cu Mg 通过通过时效强化提铝合金强度时效强化提铝合金强度, ,但耐蚀性不

4、高。但耐蚀性不高。LY1LY1、LY11LY11、LY12LY12。C C、超硬铝合金、超硬铝合金 ( LC ) ( LC ) Al Zn Mg Cu Al Zn Mg Cu 通过通过时效强化和形成的强化相时效强化和形成的强化相, ,使铝合金达到最高的硬度和使铝合金达到最高的硬度和强度。但耐蚀性较差。强度。但耐蚀性较差。LC4LC4、LC9LC9。 飞机主起落架飞机主起落架D D、锻铝合金、锻铝合金 ( LD ) :( LD ) : Al Mg Si Cu Al Mg Si Cu 具有良好的热塑性具有良好的热塑性, ,通过固溶处理和人工时通过固溶处理和人工时效来提高铝合金的力学性能。效来提高铝

5、合金的力学性能。LD5LD5、LD6LD6、LD10LD10。压气机叶片压气机叶片制造形状复杂的大型制造形状复杂的大型锻件，如内燃机的活锻件，如内燃机的活塞、汽缸等。塞、汽缸等。铝合金的分类铝合金的分类分类分类合金名称合金名称合金系合金系性能特点性能特点牌号示例牌号示例变变形形铝铝合合金金非热处理强非热处理强化铝合化铝合金金防锈铝防锈铝Al-MnAl-Mn抗蚀性、压力加工性与焊接性抗蚀性、压力加工性与焊接性能好，但强度较低能好，但强度较低3A213A21Al-MgAl-Mg5A055A05热处理强化热处理强化铝合金铝合金硬铝硬铝Al-Cu-MgAl-Cu-Mg力学性能高力学性能高2A112A1

6、1超硬铝超硬铝Al-Cu-Mg-ZnAl-Cu-Mg-Zn强度最好强度最好7A047A04锻铝锻铝Al- Mg-Si- CuAl- Mg-Si- Cu锻造性能好，耐热性能好锻造性能好，耐热性能好6A026A02Al-Cu-Mg-Fe-NiAl-Cu-Mg-Fe-Ni2A702A70铸造铝合金铸造铝合金铝硅合金铝硅合金Al-SiAl-Si铸造性能好，不能热处理强化，铸造性能好，不能热处理强化，力学性能较低力学性能较低ZL102ZL102特殊铝合金特殊铝合金Al-Si-MgAl-Si-Mg铸造性能良好，可热处理强化，铸造性能良好，可热处理强化，力学性能较高力学性能较高ZL101ZL101Al-Si

7、-CuAl-Si-CuZL107ZL107铝铜铸造合铝铜铸造合金金Al-CuAl-Cu耐热性好，铸造性能与抗蚀性耐热性好，铸造性能与抗蚀性差差ZL201ZL201铝镁铸造合铝镁铸造合金金Al-MgAl-Mg力学性能高，抗蚀性好力学性能高，抗蚀性好ZL301ZL301铝及其合金的牌号、成分及性能纯铝牌号以国际四位数字体系表达：如1A99表示铝的质量分数为 99.99 的原始纯铝；1B99表示铝的质量分数为 99.99的改型纯铝；1070表示杂质极限含量无特殊控制、铝的质量分数为 99.70的纯铝；常用的纯铝牌号有1A99、1A97、1A93、1A90、1A85、1A70、1060、1050、10

8、35、1200。纯铝的主要用途是代替贵重的铜合金，制作导线、电器元件及换热器件；制作各种要求质轻、导热、耐大气腐蚀但强度不高的器具；配制各种铝合金。变形铝合金的牌号也用四位国际字符体系来表示。例如，2A11表示铝铜原始合金；5A05表示铝镁原始合金，5B05表示铝镁改型合金。牌号中第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母、或其他字母（有时也用数字）。第一位数字为29，表示变形铝合金的不同组别，其中“2”表示铝铜合金，“3”表示铝锰合金，“4”表示铝硅合金等；最后两位数字为合金的编号，没有特殊意义，仅用来区分同一组别中的不同合金；如果第二位字母为A，则表示原始合金，如果是B或其他字母，则

9、表示原始合金的改型合金，如果是数字，则0表示原始合金，19表示改型合金。二、铝和铝合金的焊接性二、铝和铝合金的焊接性1 1、容易氧化、容易氧化 铝的化学性质活泼，与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生铝的化学性质活泼，与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密的氧化铝（成致密的氧化铝（AlAl2 2O O3 3）膜，氧化膜对焊接过程造成以下影响：）膜，氧化膜对焊接过程造成以下影响： 熔点高达熔点高达20502050（而铝只有（而铝只有600600），易形成未熔合；），易形成未熔合； 密度大（密度大（AlAl2 2O O3 3为为3.965g/cm3.965g/cm3 3），约为铝的），约

10、为铝的1.41.4倍，易形成夹渣；倍，易形成夹渣； 氧化铝膜存在于熔池表面时，影响电弧的稳定燃烧，阻碍焊接过程氧化铝膜存在于熔池表面时，影响电弧的稳定燃烧，阻碍焊接过程的正常进行；的正常进行； 氧化膜对水分有很高的吸附能力，在焊接时会促使焊缝中生成气孔。氧化膜对水分有很高的吸附能力，在焊接时会促使焊缝中生成气孔。 预防：预防：严格清理焊件表面的氧化物；严格清理焊件表面的氧化物；对熔池及高温区金属应进行有效保护，防止在焊接过程中的再氧化。对熔池及高温区金属应进行有效保护，防止在焊接过程中的再氧化。2 2、焊接时耗能大、焊接时耗能大 铝合金的熔点虽低，但其比热容高（约是钢的铝合金的熔点虽低，但其比

11、热容高（约是钢的2 2倍），热导率大（约倍），热导率大（约是钢的是钢的3 3倍），线膨胀系数大（约是铁的倍），线膨胀系数大（约是铁的2 2倍）。因此，焊接铝及铝合金倍）。因此，焊接铝及铝合金比焊接钢要消耗更多的热量，为防止变形，必须采用能量集中、功率密比焊接钢要消耗更多的热量，为防止变形，必须采用能量集中、功率密度大的热源，有时还需采用预热等工艺措施。度大的热源，有时还需采用预热等工艺措施。3 3、气孔倾向性大、气孔倾向性大 氢是铝在熔焊时产生气孔的主要原因。氢是铝在熔焊时产生气孔的主要原因。 氢气孔易产生的原因：氢气孔易产生的原因：（1 1）氢在液态和固态铝中的溶解度相差很大（近）氢在液态和