鋁及鋁合金焊接 (2).

1、xx職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 鋁及鋁合金焊接工藝適應(yīng)性研究 系 別 材料工程系 學(xué)生姓名 xxxx 學(xué) 號 1002040135 專業(yè)名稱 焊接技術(shù)及自動化 指導(dǎo)教師 xx 2012年 12月 4日鋁 摘要鋁及鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多, 使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。掌握鋁合金的焊接性特點、焊接操作技術(shù)、接頭質(zhì)量和性能、缺陷的形成及防止措施等, 對正確制定鋁合金的焊接工藝, 獲得良好的接頭性能和擴大鋁合金的應(yīng)用范圍具有十分重要

2、的意義。 鋁的重量輕和耐腐蝕是其性能的兩大突出特點, 純鋁的密度約為2.7 g/cm3, 僅為鐵、銅密度的1/3；鋁及鋁合金的表面易生成一層致密、牢固的Al2O3保護(hù)膜，這層保護(hù)膜只有在鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞，因此具有很好的耐大氣（包括工業(yè)性大氣和海洋大氣）腐蝕和水腐蝕的能力，能抵抗多數(shù)酸和有機物的腐蝕。采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；采用保護(hù)措施，可以提高鋁合金的耐蝕性能。在各種牌號的變形鋁及鋁合金中，鋁錳和鋁鎂合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強化，但強度比純鋁高，并具有優(yōu)秀的抗蝕性和焊接性能。鋁及鋁合金 焊接特性 氬弧焊 緒論有色金屬non-ferrous metal，狹義的有

3、色金屬又稱為非鐵金屬，是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色合金是以一種有色金屬為基體（通常大于50%），加入一種或幾種其他元素而構(gòu)成的合金。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有色金屬的應(yīng)用日趨廣泛。雖然有色金屬只占金屬總量的5%左右，但有色金屬在工程應(yīng)用中的重要作用確實鋼鐵或其他材料無法代替的。有色金屬具有特殊的性能，比常規(guī)鋼鐵材料的焊接更復(fù)雜，這給焊接工作帶來很大的困難。鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨

4、之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點之一。第一章 有色金屬的分類（一）、什么是金屬和非金屬，什么是黑色金屬和有色金屬，什么是合金？目前，已知的的化學(xué)元素有118種，其中自然界只存在92種，科學(xué)家成功研制出并已經(jīng)得到承認(rèn)和命名的元素有18種，有8種元素沒有得到承認(rèn)和命名。人們通常把這些元素分成金屬和非金屬兩大類。從物理性能上來看，具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、可塑性以及特殊光澤的元素叫金屬，反之是非金屬。常見的金屬有鐵、鋁、銅、鎂、鋅等。在非金屬中，常溫下呈氣態(tài)的有氫、氧、氬等；常溫下呈液態(tài)的有溴；常溫下呈固態(tài)

5、的有碳、硼等。金屬又可分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬通常是指鐵、鉻、錳和鐵基合金，其他的金屬合金稱為有色金屬。合金是有兩種或兩種以上的金屬元素與非金屬元素所組合成的具有合金性質(zhì)的物質(zhì)。如3A21就是由鋁和錳組成的以鋁為基的合金。（二）、有色金屬的分類 有色金屬按其性質(zhì)、用途、產(chǎn)量及其在地殼中的儲量狀況一般分為有色輕金屬、有色重金屬、貴金屬、稀有金屬和半金屬五大類。在稀有金屬中，根據(jù)其物理化學(xué)性質(zhì)、原料的共生關(guān)系、生產(chǎn)工藝流程等特點，又分稀有輕金屬、稀有重金屬、稀有難熔金屬、稀散金屬、稀土金屬、稀有放射性金屬。 第二章 鋁及鋁合金性能的分析其特點（一）、鋁合金的分類、成分和性能 鋁具有密

6、度小、耐腐蝕性好、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性高等良好性能，特別是在純鋁中加入各種合金元素而成的鋁合金，強度顯著提高，在國民經(jīng)濟(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。鋁的儲藏量極為豐富，是地殼中分布廣泛的一種活潑的化學(xué)元素，儲藏量為7.5%，比鐵、銅大的多，因而用鋁或鋁合金代替銅或其他貴金屬，具有很大的經(jīng)濟(jì)價值。1、鋁及其合金的分類及性能工業(yè)是指用工業(yè)方法大規(guī)模生產(chǎn)的純鋁，其純度為99.7%-98.8%，工業(yè)純鋁中還含有鐵、硅等少量雜質(zhì)。工業(yè)純鋁的牌號和化學(xué)成分見表。純鋁的熔點只有660。鋁的化學(xué)活潑性很高，易于空氣中的氧作用生成一層牢固、致密的氧化膜，起到保護(hù)作用，因而鋁對空氣、氨及硫氣體、淡水、酸等有很好的耐腐蝕性。鋁的導(dǎo)

7、熱性約為低碳鋼的5倍，純鋁塑性好，強度不高。表2-1.工業(yè)純鋁的化學(xué)成分和牌號牌號成分L1L2L3L4L5L6w(AI)99.799.699.599.399.098.8w(雜質(zhì))（）0.300.400.500.701.01.22、鋁合金鋁合金可分為變形鋁合金（雙分為非熱處理強化鋁合金、熱處理強化鋁合金兩類）鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經(jīng)不同的壓力加工方法制成的板、帶、管、型、條等半成品材料；鑄造鋁合金以合金鑄錠供應(yīng)。鋁合金分類示意見圖1-1。鋁合金的分類及性能特點見表1-1。按GB/T31901996和GB/T164741966的規(guī)定，鋁合金牌號命名的基本原則是：可直接采用國際四位數(shù)字體系牌號。

8、四位字符牌號的第一位、第三位、第四位為阿拉伯?dāng)?shù)字，第二位為英文大寫字母。2×××為AlCu系，3×××為AlMn系，4×××為AlSi系，5×××為AlMg系，6×××為AlMgSi系，7×××為AlZn系，8×××為Al其他元素，9×××為Al備用系。這樣，我國變形鋁合金的牌號表示法與國際上的通用方法基本一致。表2-2 鋁合金的分類及性能特點 合 金 名

9、稱合 金 系性 能 特 點示 例變形鋁合金非 熱處 理強 化鋁 合金防銹鋁Al-Mn抗 蝕 性、壓 力 加 工 性 與 焊 接 性 能好，但 強 度 較 低3A21Al-Mg5A05熱 處理 強化 鋁合 金硬 鋁Al-Cu-Mg力 學(xué) 性 能 高2A11,2A12超 硬 鋁Al-Cu-Mg-Zn硬 度 強 度 最 高7A04,7A09鍛 鋁Al-Mg-Si-Cu鍛 造 性 能 好耐 熱 性 能 好2A14,2A50Al-Cu-Mg-Fe-Ni2A70,2A80鑄造鋁合金簡 單 鋁 硅 合 金Al-Si鑄 造 性 能 好，不 能 熱 處 理 強化 ，力學(xué) 性 能 較 低ZL102特 殊 鋁 硅

10、合 金Al-Si-Mg鑄 造 性 能 良 好，可 熱 處 理 強 化， 力 學(xué) 性 能 較 高ZL101Al-Si-CuZL107Al-Si-Mg-CuZL105,ZL110Al-Si-Mg-Cu-NiZL109鋁 銅 鑄 造 合 金Al-Cu耐 熱 性 好，鑄 造 性 能 與 抗 蝕 性 差ZL201鋁 鎂 鑄 造 合 金Al-Mg力 學(xué) 性 能 高，抗 蝕 性 好ZL301鋁 鋅 鑄 造 合 金Al-Zn能 自 動 淬 火，宜 于 壓 鑄ZL401鋁 稀 土 鑄 造 合 金Al-Re耐 熱 性 能 好（二）、非熱處理強化鋁合金非熱處理強化鋁合金通過加工硬化、固溶強化提高力學(xué)性能，特點是強度

11、中等、塑性及耐蝕性好，又稱防銹鋁，原先代號為LF××。AlMn合金和AlMg合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強化，但強度比純鋁高，并且具有優(yōu)異的抗腐蝕性和良好的焊接性，是目前焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣的鋁合金、超硬鋁、鍛鋁等。1、硬鋁 硬鋁的牌號是按銅的增加順序編排的。Cu是硬鋁的主要成分,為了得到高的強度，Cu含量一般應(yīng)控制在4.0%4.8%。Mn也是硬鋁的主要成分，主要作用是消除鐵對抗蝕性的不利的影響，還能細(xì)化晶粒、加速時效硬化。在硬鋁合金中，銅、硅、鎂等元素能形成溶解于鋁的化合物，從而促使硬鋁合金在熱處理時強化。退火狀態(tài)下硬鋁的抗拉強度為160220MPa，經(jīng)過淬火及時效后抗拉

12、強度增加至312460MPa。但硬鋁的耐蝕性能差，為了提高合金的耐蝕性，常在硬鋁板表面覆蓋一層工業(yè)純鋁保護(hù)層。2、超硬鋁 合金中鋅、鎂、銅的平均總含量可達(dá)9.7%13.5%，在當(dāng)前航空航天工業(yè)中仍是強度最高和應(yīng)用最多的一種輕合金材料。超硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強度遠(yuǎn)低于母材。由于合金中鋅含量較多，形成晶間腐蝕及焊接熱裂紋的傾向較大。3、鍛鋁 具有良好的熱塑性，而且銅含量越少熱塑性越好，適于作鍛件用。具有中等強度和良好的抗蝕性，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。表2-3 鋁合金的新舊牌號對照類 別新 牌 號舊 牌 號類 別新 牌 號舊 牌 號防 銹鋁 合金5A025A035A055A065B0550835

13、0563A213003LF1LF2LF3LF5LF6LF10LF4LF5-1LF21鍛 鋁 合 金6A022A502B502A702A802A902A1460616063LD2LD5LD6LD7LD8LD9LD10LD30LD31硬 鋁合 金2A012A022A042A062B112B122A102A112A122A132A162A17LY1LY2LY3LY4LY6LY8LY9LY10LY11LY12LY13LY16LY17超 硬 鋁 合 金7A037A047A097A107003LC3LC4LC5LC9LC10LC12（2）鋁合金的性能鋁合金的物理性能見表2-4合 金密 度/g·c

14、m-1比 熱 容（100 ）/J·kg-1·K-1熱 導(dǎo) 率（25 ）/W·m-1·K-1線 脹 系 數(shù)（20100 ）/10-6K-1電 阻 率（20 ）/10-6·m備 注（原 牌號 ）3A215A035A062A122A166A022A107A042.732.672.642.782.842.702.802.851009880921921880795836180.0146.5117.2117.2138.2175.8159.1159.123.223.523.722.722.623.522.523.13.454.966.735.796.103.

15、704.304.20防 銹 鋁LF21防 銹 鋁LF3防 銹 鋁LF6硬 鋁LY12硬 鋁LY16鍛 鋁LD2鍛 鋁LD10超 硬 鋁LC4防銹銅器（鋁錳合金、鋁鎂合金）主要用于要求高的塑性的焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件，如油箱、汽油或潤滑油導(dǎo)管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件等。鋁合金被廣泛應(yīng)用航空航天、建筑、汽車、機械制造、電工、化學(xué)工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。鋁合金在飛機制造中是主要的結(jié)構(gòu)材料，它約占骨架質(zhì)量的55%，而且大部分關(guān)鍵軸承部件，如渦輪發(fā)動機軸向壓縮機葉片、機翼、骨架、外殼、尾翼等是由鋁合金制造的。第三章 鋁及鋁合金的焊接性和焊接材料（一）鋁合金熔化焊時有如下困

16、難和特點1、鋁在空氣中及焊接時極易氧化, 生成的氧化鋁熔點高(2050) 、非常穩(wěn)定、不易去除,它阻礙母材的熔化和熔合。氧化膜的密度大,不易浮出表面, 易生成夾渣、未熔合、未焊透等缺陷。鋁材的表面氧化膜還吸附大量的水分, 易使焊縫產(chǎn)生氣孔。另外氧化膜不導(dǎo)電, 影響焊接電弧的穩(wěn)定性。焊接前應(yīng)采用化學(xué)或機械方法進(jìn)行嚴(yán)格地表面清理, 清除其表面氧化膜。在焊接過程中要加強保護(hù), 防止其氧化。鎢及氬弧焊時, 選用交流電源,通過“陰極霧化”作用,去除氧化膜。氣焊時,采用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時, 可加大焊接熱量,例如, 氦弧熱量大,利用氦氣或氬、氦混合氣體保護(hù),或者采用大規(guī)范的熔化及氣體保護(hù)焊,在直

17、流正接情況下,可不需要“陰極霧化”。2、 鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導(dǎo)率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過程中, 大量的熱量能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部,因而焊接鋁及鋁合金時,能量除消耗于熔化金屬熔池外,還要有更多的熱量消耗于金屬其他部位, 這種無用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著。為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭,應(yīng)當(dāng)盡量采用能量集中、功率大的能源,有時也可采用預(yù)熱等工藝措施。3、鋁及鋁合金的熱膨脹系數(shù)約為碳素鋼和低合金鋼的一倍。鋁凝固時的體積收縮率較大,焊件的變形和應(yīng)力較大,因此,需采取預(yù)防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時容易產(chǎn)生縮孔、 疏松、熱裂紋及較大的內(nèi)應(yīng)力

18、。生產(chǎn)中可采用調(diào)整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生。在耐蝕性允許的情況下, 可采用鋁- 硅合金焊絲焊接除鋁- 鎂合金之外的其他鋁合金。在鋁-硅合金中( Si) = 0.5%時熱裂傾向較大,隨著硅含量增加,合金結(jié)晶溫度范圍變小,流動性顯著提高,收縮率下降,熱裂傾向也相應(yīng)減小。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗, 當(dāng)( Si)為5% 6%時可不產(chǎn)生熱裂, 因而采用 SAlSi( Si) 為 4.5% 6% )焊絲會有更好的抗裂性。4、 鋁對光、熱的反射能力較強, 固、液轉(zhuǎn)態(tài)時,沒有明顯的色澤變化,焊接操作時判斷難。高溫下鋁的強度很低,支撐熔池困難,容易焊穿。5、鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫, 固態(tài)幾乎不溶解氫

19、。由于鋁的導(dǎo)熱性好,所以在焊接熔池凝固和快速冷卻的過程中,氫來不及溢出,極易形成氫氣孔?；≈鶜夥罩械乃帧⒑附硬牧虾湍覆谋砻嫜趸の降乃?都是焊縫中氫氣的重要來源。因此,對氫的來源要嚴(yán)格控制,以防止氣孔的形成。6、鋁合金中有的合金化元素易蒸發(fā)、燒損,使焊縫性能下降。7、母材基體合金如為變形強化或固溶時效強化狀態(tài),焊接熱會使熱影響區(qū)的強度下降。8、鋁為面心立方晶格,沒有同素異構(gòu)體,加熱與冷卻過程中沒有相變,焊縫晶粒易粗大,不能通過相變來細(xì)化晶粒。（二）對鋁合金進(jìn)行焊接，可以用多種不同的焊接方法，表1.4所列的為部分鋁合金的相對焊接性。表3-1 部分鋁合金的相對焊接性焊 接 方 法焊接性與適用

20、范圍說明鋁錳合金鋁鎂合金鋁銅合金適用厚度30033004508350565052545420142024推薦可用T I G 焊（手 工、自 動）很好很好很好很差1100.925填 絲 或 不 填 絲，厚 板 需 預(yù) 熱 ，交 流 電 源M I G焊（手 工、自 動）很好很好很好較差84焊 絲 為 電 極，厚 板 需 預(yù) 熱和 保 溫，直 流 反 接脈 沖 M I G焊（手 工、自 動 ）很好很好很好較差21.68適 用 于 薄 板 焊 接氣 焊很好很差較差很差0.5100.325適 用 于 薄 板 焊 接焊 條 電 弧 焊較好很差較差很差38直 流 反 接，需 預(yù) 熱，操 作 性差電 阻 焊（

21、點 焊、縫 焊）較好很好很好較好0.730.14需 要 電 流 大等 離 子 弧 焊很好很好很好較差110焊 縫 晶 粒 小，抗 氣 孔 性 能 好電 子 束 焊很 好很 好很 好較 好3753焊 接 質(zhì) 量 好，適 用 于 厚 件現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的進(jìn)步。可焊接的鋁合金材料范圍逐步擴大，現(xiàn)在不僅可以成功地焊接非熱處理強化的鋁合金，而且解決了傳統(tǒng)的航空航天和軍工等行業(yè)，逐步擴大到國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和人民生活的各個領(lǐng)域鋁合金的焊接方法很多，各種方法有其不同的應(yīng)用場合。除了傳統(tǒng)的熔焊、電阻焊、氣焊方法外，其他一些焊接方法（如等離子弧焊、電子束焊、真空擴散焊等）也可以容易地將鋁合金焊接

22、在一起。1、氣焊氧乙炔氣焊火焰的熱功率低，熱量較分散，因此焊件變形大、生產(chǎn)率低。用氣焊焊接較厚的鋁焊件時需預(yù)熱，焊后的焊縫金屬不但晶粒粗大、組織疏松，而且容易產(chǎn)生氧化鋁夾雜、氣孔及裂縫等缺陷。這種方法只用于厚度范圍在0.510的不重要鋁結(jié)構(gòu)件和鑄件的焊補上。2、鎢極氬弧焊這種方法是在氬氣保護(hù)下施焊，熱量比較集中，電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫金屬致密，焊接接頭的強度和塑性高，在工業(yè)中獲得起來越廣泛的應(yīng)用。鎢極氬弧焊用于鋁合金是一種較完善的焊接方法，但鎢極氬弧焊設(shè)備較復(fù)雜，不宜在室外露天條件下操作。3、熔化極氬弧焊自動、半自動熔化極氬弧焊的電弧功率大，熱量集中，熱量影響區(qū)小，生產(chǎn)效率比手工鎢極氬弧焊可提高2

23、3倍?？梢院附雍穸仍?0以下的純鋁及鋁合金板。例如，焊接厚度30的鋁板不必預(yù)熱，只焊接正、反兩層就可獲得表面光滑、質(zhì)量優(yōu)良的焊縫。半自動熔化極氬弧焊適用于定位焊縫、斷續(xù)的短焊縫及結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則的焊件，用半自動氬弧焊焊炬可方便靈活地進(jìn)行焊接，但半自動焊的焊絲直徑較細(xì)，焊縫的氣孔敏感性較大。4、脈沖氬弧焊（1）鎢極脈沖氬弧焊用這種方法可明顯改善小電流焊接過程的穩(wěn)定性，便于通過調(diào)節(jié)各種工藝參數(shù)來控制電弧功率和焊縫成形。焊件變形小、熱影響區(qū)小，特別適用于薄板、全位置焊接等場合以及對熱敏感性強的鍛鋁、硬鋁、超硬鋁等的焊接。（2）熔化極脈沖氬弧焊可采用的平均焊接電流小，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，焊件的變形及熱影響區(qū)

24、小，生產(chǎn)率高，抗氣孔及抗裂性好，適用于厚度在210鋁合金薄板的全位置焊接。5、電阻點焊、縫焊可用來焊接厚度在4以下的鋁合金薄板。對于質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品可采用直流沖擊波點焊、縫焊機焊接。焊接時需要用較復(fù)雜的設(shè)備，焊接電流大、生產(chǎn)率較高，特別適用于大批量生產(chǎn)的零、部件。6、攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊是一種可用于各種合金板焊接的固態(tài)連接技術(shù)。與傳統(tǒng)熔焊方法相比，攪拌摩擦焊無飛濺、無煙塵，不需要添加焊絲和保護(hù)氣體，接頭無氣孔、裂紋。與普通摩擦相比，它不受軸類零件的限制，可焊接直焊縫。這種焊接方法還有一系列其它優(yōu)點，如接頭的力學(xué)性能好、節(jié)能、無污染、焊前準(zhǔn)備要求低等。由于鋁及鋁合金熔點低，更適于采用攪拌摩擦焊

25、。 (三）、 鋁及鋁合金的焊接材料1、焊絲采用氣焊、鎢極氬弧焊等焊接鋁合金時，需要加填充焊絲。鋁及鋁合金焊絲分為同質(zhì)焊絲和異質(zhì)焊絲兩大類。為了得到良好的焊接接頭，應(yīng)從焊接構(gòu)件使用要求考慮，選擇適合于母材的焊絲作為填充材料。選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求，還要考慮產(chǎn)品的力學(xué)性能、耐蝕性能，結(jié)構(gòu)的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低于母材的填充金屬，可大大減小熱影響區(qū)的晶間裂紋傾向。對于非熱處理合金的焊接接頭強度，按1000系、4000系、5000系的次序增大。含鎂3%以上的5000系的焊絲，應(yīng)避免在使用溫度65以上的結(jié)構(gòu)中采用，因為這些合金對應(yīng)力腐蝕裂紋很敏感，在上述溫度和腐蝕環(huán)境中會發(fā)生應(yīng)力腐

26、蝕龜裂。用合金含量高于母材的焊絲作為填充金屬，通常可防止焊縫金屬的裂紋傾向。目前，鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標(biāo)準(zhǔn)牌號焊絲。在缺乏標(biāo)準(zhǔn)牌號焊絲時，可從基體金屬上切下狹條代用。較為通用的焊絲是HS311，這種焊絲的液態(tài)金屬流動性好，凝固時的收縮率小，具體優(yōu)良的抗裂性能。為了細(xì)化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及力學(xué)性能，通常在絲中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作為變質(zhì)劑。2、選用鋁合金焊絲應(yīng)注意的問題如下。（1）焊接接頭的裂紋敏感性 影響裂紋敏感性的直接因素是母材與焊絲的匹配。選用熔化溫度低于母材的焊縫金屬，可以減小焊縫金屬和熱影響區(qū)的裂紋敏感性。例如，焊接硅含量0.6%的6061合金

27、時，選用同一合金作焊縫，裂紋敏感性很大，但用硅含量5%的ER4043焊絲，由于其熔化溫度比6061合金低，在冷卻過程中有較高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，焊縫金屬避免鎂與銅的組合，因為AlMgCu有很高的裂紋敏感性。（2）焊接接頭的力學(xué)性能 工業(yè)純鋁的強度最低，4000系列鋁合金居中，5000系列鋁合金強度最高。鋁硅焊絲雖然有較高的抗裂性能，但含硅焊絲的塑性較差，所以對焊后需要塑性變形加工的接頭來說，應(yīng)避免選用含硅焊絲。（3）焊接接頭的使用性能 填充金屬的選擇除取決于母材成分外，還與接頭的幾何形狀、運行中的抗腐蝕性要求以及對焊接件的外觀要求有關(guān)。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲

28、存產(chǎn)品對其的污染，儲存過氧化氫的焊接容器要求高純度的鋁合金。在這種情況下，填充金屬的純度至少要相當(dāng)于母材。3、焊條鋁合金焊條型號、規(guī)格與用途見表2.2。鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表2.3。表3-1 鋁及鋁合金焊條的型號（牌號）、規(guī)格與用途型號牌號藥皮類型焊芯材質(zhì)焊條規(guī)格/用途E1100L109鹽基型純鋁3.2，4.5345355焊接純鋁板、純鋁容器E4043L209鹽基型鋁硅合金3.2，4.5345355焊接鋁板、鋁硅鑄件、一般鋁合金、鍛鋁、硬鋁（鋁鎂合金除外）E3003L309鹽基型鋁錳合金3.2，4.5345355焊接鋁錳合金、純鋁及其他鋁合金表3-2 鋁及鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)

29、性能型號牌號藥皮類型電源種類焊芯化學(xué)成分/%熔敷金屬抗拉強度/MPa焊接接頭抗拉強度/MPaE1100L109鹽基型直流反接Si+Fe0.95,Co0.050.20Mn0.05,Be0.0008Zn0.10,其他總量0.15Al99.06480E4043L209鹽基型直流反接Si4.56.0,Fe0.8Cu0.30,Mn0.05Zn0.10,Mg0.0008其他總量0.15,Al余量11895E3003L309鹽基型直流反接Si0.6,Fe0.7Cu0.050.20,Mn1.01.5Zn0.10,其他總量0.15Al余量118954、保護(hù)氣體焊接鋁合金的惰性氣體有氬所和氦氣。氬氣的技術(shù)要求為A

30、r99.9%,氧0.005%，氫0.005%，水分0.02mg/L，氮0.015%。氧、氮增多，均惡化陰極霧化作用。氧0.3%，則使鎢極燒損加劇，超過0.1%使焊縫表面無光澤或發(fā)黑。鎢極氬弧焊時，交流加高頻焊接選用純氬氣，適用大厚度板；直流正極性焊接選用Ar+He或純Ar。熔化極氬弧焊時，當(dāng)板厚25時，采用純Ar。當(dāng)板厚為2550時，采用添加10%35%Ar的Ar+He混合氣體。當(dāng)板厚為5075時，宜采用添加10%35%或50%He的Ar+He混合氣體。當(dāng)板厚75時，推薦添加50%75%He的Ar+He混合氣體。 第四章 鋁合金TIG焊常見缺陷及防止措施（一）氣孔產(chǎn)生原因 氬氣純度低或氬氣管路

31、內(nèi)有水分、漏氣等；焊絲或母材坡口附近焊前未清理干凈或清理后又被污物、水分等沾污；焊接電流和焊速過大或過?。蝗鄢乇Ｗo(hù)欠佳，電弧不穩(wěn)，電弧過長，鎢極伸出過長等。防止措施 保證氬氣的管路，選擇認(rèn)真清理焊絲、焊件，清理后及時焊接，并防止再次污染。更新送氣管路，選擇合適的氣體流量，調(diào)整好鎢極伸出長度；正確選擇焊接工藝參數(shù)。必要時，可以采取預(yù)熱工藝，焊接現(xiàn)場裝擋風(fēng)裝置，防止現(xiàn)場有風(fēng)流動。（二）裂紋產(chǎn)生原因 焊絲合金成分選擇不當(dāng)；當(dāng)焊縫中的鎂含量小于3%，或鐵、硅雜質(zhì)含量超出規(guī)定時，裂紋傾向增大；焊絲的熔化溫度偏高時，會引起熱影響區(qū)液化裂紋；結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，焊縫過于集中或受熱區(qū)溫度過高，造成接頭拘束應(yīng)力過大；高濁停留時間長，組織過熱；弧坑沒填滿，出現(xiàn)弧坑裂紋等。 防止措施 所選焊絲的成分與母材要匹配；加入引弧板或采用電流衰減裝置填滿弧坑；正確設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)，合理布置焊縫，使焊縫盡量避開應(yīng)力集中處，選擇合適的焊接順序；減小焊接電流或適當(dāng)增加焊接速度。（三）未焊透產(chǎn)生原因 焊接速度過快，弧長過大，焊件間隙、坡口角度、焊接電流均過小，鈍邊過大；工件坡口邊緣的毛刺、底邊的污垢焊前沒有除凈；焊炬與焊絲傾角不正確。防止措施 正確選擇間隙、鈍邊、坡口角度和焊接工藝參數(shù)；加強氧化膜、熔劑、熔渣和油污的清理；提高操作技能等。（四）焊縫夾鎢產(chǎn)生原因 接觸引弧所致；鎢極末端形狀與焊接電流選擇得不合理，使尖端脫落；填絲