【正文】 鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導電性、導熱性和抗蝕性，鋁合金冷變形和熱處理后，抗拉強度可達500600Mpa，相當于低合金鋼，廣泛應用于結(jié)構(gòu)材料，使用量僅次于鋼。變形鋁合金的分類通常采用三種分法。本系中的最主要合金是6061，它是最常用的熱處理強化鋁合金之一。但是，鎂和鋅的含量如在6％以上，自淬火效應即消失，對應力腐蝕的敏感性大。這就涉及到6000系列合金、7000系列合金以及兩個系列合金之間的焊接問題，焊接質(zhì)量的高低將直接影響重型渡河裝備的承載能力，所以有必要對鋁合金的焊接特性進行深入研究。而且氧化膜還會吸附水分，焊接時會促使焊縫形成氣孔等缺陷，從而降低了焊接接頭的力學性能。在焊接過程中，大量的熱能被迅速傳到基體金屬內(nèi)部，因此焊接鋁及鋁合金時比鋼要消耗更多的熱量。生產(chǎn)中常采用調(diào)整焊絲成分的方法防止裂紋的產(chǎn)生，采用合理的焊接工藝對于防止熱裂紋的產(chǎn)生也是有利的和必須的。弧柱氣氛中的水份、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水份都是焊縫中氫的主要來源。合金元素的蒸發(fā)和燒損 某些鋁合金中含有低沸點的合金元素如鎂、鋅等，這些元素在高溫火焰或電弧的作用下極易蒸發(fā)、燒損，從而改變了焊縫金屬的化學成分，同時也降低了焊接接頭的性能。總之，傳統(tǒng)的熔焊方法（如火焰、電弧、等離子體弧等）熱源發(fā)散，功率密度較低，焊接速度低，熱輸入量大，導致熱影響區(qū)寬、焊縫晶粒粗、接頭性能差、焊接變形量大。由于Mn元素的含量較多，可以提高鋁合金的力學性能，又不使合金抗腐蝕下降，同時提高了5083鋁合金的焊接性。鋁合金熱導率大（約為鋼的4倍），加之其熱導率較大，焊接時容易造成未熔合現(xiàn)象。焊接時，氫的來源有兩個方面：一是弧柱氣氛中的水分；二是焊絲及母材表面氧化膜吸附的水分。而且Ａｌ２O３還會吸附水分，焊接時會促使焊縫生成氣孔；熱導率大（約為鋼的４倍），導電性好，焊接時若要達到與鋼相同的焊速，則焊接線能量要比焊鋼時大２—４倍；熱裂紋傾向性大，焊接變形大，鋁合金的熱膨脹系數(shù)約為鋼的２倍，相反其彈性模量卻只有鋼的１／３，焊件有產(chǎn)生較大的熱應力，導致變形及裂紋的傾向；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，晶粒易粗大，導致鋁合金焊接接頭的強度降低。5083鋁材中的主要合金元素為鎂，具有良好的抗蝕性與可焊接性能，以及中等強度。5083鋁材的主要合金元素為鎂，具有良好的成形加工性能、抗蝕性、焊接性，中等強度。鋁鎂合金鋁板合金元素主要是鎂，含鎂量在35%之間。在常規(guī)工業(yè)中應用也較為廣泛。其中工業(yè)中廣泛應用的是MIG焊，攪拌摩擦焊主要用于船舶中型材和平板對接件的焊接，激光電弧復合焊和激光焊在實驗室中研究較多，未來將會在工業(yè)中得到越來越廣泛的應用。最常用的是鎢極氬弧焊，即以氬氣作保護氣體。由于用焊絲作電極，可采用高密度焊接電流，因而母材熔深大，填充金屬熔敷速度快，焊件變形壁TIG焊小，鋁合金熔化極氬弧焊采用直流反接，有良好的陰極霧化作用，可有效確保焊縫的質(zhì)量要求。國外研究表明，鋁合金MIG焊焊接接頭比TIG焊焊接接頭還具有更高的疲勞性能。而船用鋁合金MIG焊主要缺點有：由于熱輸入量仍然偏大而引起較大的焊接變形，影響船舶制造質(zhì)量；由于焊后板材變形大，往往需要較長的矯正時間，大大影響了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量；，生產(chǎn)效率低。攪拌摩擦焊也有局限性：焊接末尾通常有匙孔存在；焊接力較大，需要焊接設備具有很好的剛性；與弧焊相比缺少焊接柔性；不能實現(xiàn)搷絲焊接。（2）激光器及其加工配套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，成本高，一次性設備投入較大。MIG焊包括連續(xù)電流焊接和脈沖電流焊接。我廠承接的鋁合金船使用的材料主要是5083鋁一鎂合金，根據(jù)MIG焊的優(yōu)點，施工基本t采用脈沖MIG焊。焊前一般不預熱，板厚較大時，也只需預熱起弧部位。焊接過程中，保護氣體氬氣通過焊槍噴嘴連續(xù)輸送到焊接區(qū)，使電弧、熔池及其附近的母材金屬免受周圍空氣的有害作用。 ⑵勞動生產(chǎn)率高 ⑶MIG焊可直流反接，焊接鋁、鎂等金屬是有良好的陰極霧化作用，可有效的去除氧化膜，提高了接頭的焊接質(zhì)量。 MIG焊的應用MIG焊適合于焊接低碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼、非鐵金屬其合金。自動MIG焊適用于較規(guī)則的縱縫、環(huán)縫及水平位置的焊接；半自動MIG焊大多用于定位焊、短焊縫、斷續(xù)焊縫以及鋁容器中封頭、管接頭、加強圈等工件的焊接。現(xiàn)在，國內(nèi)外MIG焊設備已相當成熟，有的相當完善和先進，可考查選購，無需自制。焊接電源的額定電流通常要求50～500A，特種應用要求1500A。焊接電源的外特性MIG焊有三種外特性的焊接電源，即平特性（恒壓）、陡降特性（恒流）和緩降特性。此時，由于焊絲較粗，電弧的自調(diào)作用較弱，弧長變化后恢復速度慢，單靠電弧的自調(diào)作用難以保證焊接過程穩(wěn)定，需外加弧壓反饋電路，將電弧電壓（弧長）的變化及時反饋到送絲控制電路，調(diào)節(jié)送絲速度，使弧長能及時恢復。電源動特性是指當負載狀態(tài)發(fā)生瞬時變化時焊接電流和輸出電壓與時間的關系，用以表征電源對負載瞬變的反應能力。為保證電弧過程的穩(wěn)定性不被破壞，無強烈飛濺，無不良焊縫成形，在粗焊絲和大電流情況下，要求短路電流上升速度dis/dt稍小，反之，在細焊絲和小電流值情況下，要求dis/dt稍大；在其他條件不變時，要求短路峰值電流較小，以免飛濺過大，然后迅速提升短路電流，當達到某一設定值后，立刻改變電流上升率，以很小的dis/dt增大電流，以便降低Imax和減小飛濺。圖3 SAF MIG480TRI數(shù)字化脈沖焊接電源、送絲系統(tǒng)送絲系統(tǒng)由送絲機、送絲軟管及焊絲盤組成。一種是拉絲機構(gòu)裝在焊槍上，焊絲盤通過軟管與其相連。推拉絲式這種送絲方式的送絲軟管可長達15m左右，因而擴大了半自動焊操作的距離。圖5 四輪送絲機構(gòu)、焊槍焊槍的形式及結(jié)構(gòu)特征如圖6～圖9所示。在焊槍結(jié)構(gòu)上，值得注意的是導電嘴。對于短路過渡，導電嘴常伸出噴嘴以外；而對于噴射過渡，導電嘴應縮到噴嘴內(nèi)，最多可縮進3mm。比空氣重；，比空氣輕。氬弧等離子體則弧柱中心能量高而其周圍能量低。氬氣保護的MIG焊則較易實現(xiàn)射流過渡。在一般情況下，宜優(yōu)先選用氬氣進行MIG氬弧焊。當采用亞射流過渡形式進行焊接時，宜選用下降或陡降式外特性焊接電源，此時，電源的恒流特性及弧長自調(diào)作用有利于電弧及熔深。鋁及鋁合金V形坡口角度一般不小于90176?！?，它取決于合金成分及熱處理狀態(tài)。因為TIG焊時使用的焊絲較粗，其直徑一般為ф3～ф 6mm，而MIG焊時使用的鋁絲較細，～，細絲的比表面積比粗絲的比表面積大，焊絲與零件坡口表面積的比值也大，例如，零件厚度為20mm的坡口對接接頭，其焊絲與坡口表面積之比達10：1，焊接一條長lm的焊縫，需消耗的焊絲長達65m。零件及焊絲MIG焊前表面清理方法與TIG焊時基本相同，鋁及鋁合金焊絲最好采用經(jīng)特殊表面處理的光滑、光潔、光亮的“三光”焊絲。反面襯墊可分為臨時襯墊及永久襯墊，前者可稱為可拆卸式襯墊，它一般裝在焊件的胎夾具內(nèi)，與焊縫位置對應，并緊貼在兩零件反面，焊接后即與焊件分離；后者的材料與焊件材料相同，并與零件反面焊接起來。墊板條上還加工出一條凹槽，凹槽截面可呈矩形或弧形?；⌒伟疾塾欣诜疵嬗喔吡己贸尚?，余高可向母材零件圓滑過渡，但對焊縫橫向偏移要求較嚴。當采用鋁合金擠壓件時，擠壓件本身帶有便于與其他零件焊接的多種形式的襯墊，有時襯墊還可帶有坡口及自定位和方便連接的配合部。細絲比表面積大，隨細絲進入熔池的污染物較多，出氣孔的幾率比粗絲大。當所有其他焊接參數(shù)保持恒定時，增大焊接電流，可增大熔深和熔寬，增大焊道尺寸，提高焊絲熔化速度及其熔敷率【(即每安培每小時熔化的焊絲重量，g/(A電弧電壓 MIG電弧的穩(wěn)定性的主要表現(xiàn)就是弧長是否變化。MIG焊時，弧長的選擇范圍很窄。電弧電壓與弧長有關，還與焊絲成分、焊絲直徑、保護氣體和焊接技術有關。此時，電弧穩(wěn)定、飛濺小、陰極清理區(qū)寬、焊縫光亮、表面波紋細致、成形美觀。但焊接速度不能過分提高，否則焊接接頭可能出現(xiàn)咬邊或形成所謂駝峰焊道，有時還可能使氣體保護超前于熔池范圍，失去對熔池的全面保護作用。由于重力的作用，熔池液態(tài)焊縫金屬總是有下落的傾向。立焊有兩種情況，一是向下立焊，二是向上立焊，前者焊縫成形難于控制、電流應小，后者對焊縫成形的影響不大，電流可大。當結(jié)構(gòu)要求氣密或材料對熱敏感時，也宜優(yōu)選多道焊，減小每個焊道所需的熱輸入，增大道次間隔時間，防止金屬過熱。保護氣體流量 氣體流量與其他諸工藝因素有關，必須選配適當。造成保護不良，焊縫表面起皺?？晒﹨⒖嫉匿X及鋁合金焊接參數(shù)如表5至表7所示。、防止措施反復調(diào)試選擇合適的焊接規(guī)范； 保持焊槍合適的傾角； 加強焊工技能培訓； 選擇合適的導電嘴徑； 力求使焊接電弧與坡口嚴格對中； 焊前仔細清理焊絲、焊件；保證保護氣體的純度。、產(chǎn)生原因焊縫隙的深寬比過大； 焊縫末端的弧坑冷卻快； 焊絲成分與母材不匹配； 操作技術不正確。按其種類，鋁焊縫中的氣孔主要有表面氣孔、彌散氣孔、局部密集氣孔、單個大氣孔、根部鏈狀氣孔、柱狀氣孔等。 燒穿、產(chǎn)生原因熱輸入量過大； 坡口加工不當，焊件裝配間隙過大； 點固焊時焊點間距過大，焊接過程中產(chǎn)生較大的變形量；操作姿勢不正確。 未熔合、產(chǎn)生原因 焊接部位氧化膜或銹未清除干凈； 熱輸入不足； 焊接操作技術不當。第六章 合金船舶建造裝焊工藝船體結(jié)構(gòu)預裝焊包括部組件裝焊、分段裝焊、大型分段或總段的組裝等工作內(nèi)容。、分段建造方法按裝配基面分類，如圖所示：（1）正造法：分段建造時的位置與其在實船上的位置一致。 、 典型分段裝焊工藝甲板分段裝焊工藝 如圖所示雙層底分段裝焊工藝 如圖所示下表是該分段正造法的裝焊工藝過程。船臺裝配方式船舶總裝方式的建造法有總段建造法、塔式建造法和島式建造法。劃成兩個建造區(qū)的稱為兩島式建造法，劃成三個建造區(qū)的稱為三島式建造法。38致謝時光飛逝，轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在安徽機電內(nèi)學習了三個春秋，這三年是我人生中重要的三年，是難以忘卻的三年，是影響我一身的三年，在畢業(yè)即將來臨之際，心里的感激之情難以言表，我不舍得離開生活三年的校園，不舍得離開生活在一起的同學們，不過這一切結(jié)束是必然的，只能把這一切當作一個美好的回憶。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。我還要感謝我所在單位的領導，我在學習工作之余來做我的畢業(yè)設計感謝他們的諒解，感謝他們在老師不在身邊時我論文無法繼續(xù)時所給的幫助在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后我還要感謝我的母?！不諜C電職業(yè)技術學院參 考 文 獻[1] 雷世明. 焊接方法與設備. 北京：機械工業(yè)出版社， 2008[2] 陳祝年. 焊接工程師手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2002[3] 姜煥中. 電弧焊與電渣焊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1988[4] 陳裕川. 現(xiàn)代焊接生產(chǎn)使用手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005[5] 葉琦. 焊接技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2005[6] 王國凡. 鋼結(jié)構(gòu)連接方法及工藝 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 200440