【正文】 操作時(shí)，雙手要配合協(xié)調(diào)，才能保證焊縫的 質(zhì)量，因此，應(yīng)加強(qiáng)這方面的基本功的訓(xùn)練。因此， MIG 焊接后不會因沒有仔細(xì)去除熔劑而造成焊縫金屬腐蝕的危險(xiǎn)。多用于點(diǎn)焊、短焊縫、斷續(xù)焊縫及鋁容器中的橢圓形封頭、人孔接管、支座板、加強(qiáng)圈、各種內(nèi)件及錐頂?shù)取? （ 1） 噴射過渡 焊接時(shí)，電弧電壓應(yīng)稍低一點(diǎn)，使電弧略帶輕微爆破聲，此時(shí)熔滴形式屬于噴射過渡中的射滴過渡。 表 防銹鋁焊接接頭的力學(xué)性能 母材牌號 板厚 /㎜ 焊絲 型號 焊絲直 徑 /㎜ 焊接正面 / 背面層數(shù) 抗拉強(qiáng)度 /MPa 冷彎角 /（ 176。 YAG 激光一般功率比較小，鋁合金表面對 YAG激光束的吸收率相對 CO2 激光較大，可用光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)，適應(yīng)性強(qiáng)，工藝安排簡單等 。當(dāng)焊接高強(qiáng)度厚板鋁合金時(shí)，可采用多道焊工藝達(dá)到完全熔透焊接，但厚板鋁合金焊接易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋及焊縫軟化等問題，且其過程比較復(fù)雜。 （ 6） 焊接溫度 低于合金的熔點(diǎn)，焊縫無孔洞、裂紋和元素?zé)齻?。趙亞東 [12]等人研究了 6082鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的電化學(xué)腐蝕行為，研究結(jié)果表明， 6082 鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的耐腐蝕性能要優(yōu)于母材，這是由于焊縫的組織由細(xì)小的均勻的等軸晶組成，使得位錯(cuò)密度下降，同時(shí)也使得焊縫的化學(xué)成分均質(zhì)化，降低了材料形成局部腐蝕原電池的傾向。 攪拌摩擦焊鋁合金盡管存在一系列優(yōu)點(diǎn)，但也有一定的缺點(diǎn)： （ 1） 鋁合金攪拌摩擦焊接時(shí)速度低于熔化焊； （ 2） 焊件夾持要求高，焊接過程中對焊件要求加一定的壓力，被焊結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較強(qiáng)的剛度和被牢固固定的環(huán)境和條件，反面要求有墊板； （ 3） 焊后端頭形成一個(gè)攪拌頭殘留的孔洞，一般需 要補(bǔ)焊上或機(jī)械切除； （ 4） 攪拌頭適應(yīng)性差，不同厚度鋁合金板材要求不同結(jié)構(gòu)的攪拌頭，且攪拌頭磨損快； （ 5） 工藝還不成熟，目前限于結(jié)構(gòu)簡單的構(gòu)件，如平直的結(jié)構(gòu)、 圓形結(jié)構(gòu)。 同傳統(tǒng)電弧焊接鋁合金相比，電子束焊能量密度高 3～ 4 個(gè)數(shù)量級，與另外一種高能量密度焊接工藝 —— 激光焊接相當(dāng)。電子束可控性好，可以方便地進(jìn)行掃描、偏轉(zhuǎn)、等，易于焊接過程的自動(dòng)化，并且通過電子束掃描熔池可以消除缺陷， 提高接頭質(zhì)量 。鋁合金電子束焊接的另外一個(gè)難點(diǎn)是焊接氣孔。 近年來發(fā)展的局部真空電子束焊接工藝很好地解決了鋁合金電子束焊接大型洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 構(gòu)件的問題。 產(chǎn)生原因 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 （ 1） 焊縫隙的深寬比過大； （ 2） 焊縫末端的弧坑冷卻快； （ 3） 焊絲成分與母材不匹配； （ 4） 操作技術(shù)不正確。 產(chǎn)生原因 （ 1） 熱輸入量過大； （ 2） 坡口加工不當(dāng)，焊件裝配間隙過大； （ 3） 點(diǎn)固焊時(shí)焊點(diǎn)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。 洛陽理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第 四 章 鋁及鋁合金的焊接材料的 應(yīng)用 鋁及鋁合金的焊接材 料的 應(yīng)用 純鋁焊絲 ER1100 性能特點(diǎn)：純鋁焊絲，鋁含量 ≥%, 有極好的抗腐蝕性能，很 高的導(dǎo)熱與導(dǎo)電性能，以及極好的可加工性能。 產(chǎn)生原因 （ 1） 焊接部位氧化膜或銹未清 除干凈； （ 2） 熱輸入不足； （ 3） 焊接操作技術(shù)不當(dāng)。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(gè)大氣孔、根部鏈狀氣孔、柱狀氣孔等。 產(chǎn)生原因 （ 1） 焊接規(guī)范選擇不當(dāng)； （ 2） 焊槍角度不正確； （ 3） 焊工操作不熟練； （ 4） 導(dǎo)電嘴孔徑太大； （ 5） 焊接電弧沒有嚴(yán)格對準(zhǔn)坡口中心； （ 6） 焊絲、焊件及保護(hù)氣體中含有水分； 防止措施 （ 1） 反復(fù)調(diào)試選擇合適的焊接規(guī)范； （ 2） 保持焊槍合適的傾角； （ 3） 加強(qiáng)焊工技能培訓(xùn)； （ 4） 選擇合適的導(dǎo)電嘴徑； （ 5） 力求使焊接電弧與坡口嚴(yán)格對中；⑹焊前仔細(xì)清理焊絲、焊件；保證保護(hù)氣體的純度。傳統(tǒng) TIG 焊鋁合金時(shí)通常采用大的熱輸入量并在較低的焊接速度下進(jìn)行焊接，促使氫從熔池中逸 出，而電子束焊接鋁合金時(shí)速度快，熱輸入量小，氫來不及從熔池中逸出，容易形成氣孔。鋁合金焊縫金屬晶粒細(xì)化程度對接頭性能有重要影響。所以鋁合金電子束焊接接頭的抗裂性能要比采用傳統(tǒng)焊接方法的焊接接頭高很多，一般要比氬弧焊焊縫高出 1～ 1. 5 倍。 鋁合金的電子束焊接 電子束焊是指在真空環(huán)境下，利用會聚的高速電子流轟擊工件接縫處產(chǎn)生的熱能，使被焊金屬熔合的一種焊接方法。有人對 LF6 鋁合金的攪拌摩擦焊接接頭進(jìn)行顯微硬度測試 [14]，得出從母材到焊縫，硬度幾乎沒發(fā)生變化，在合適的焊接規(guī)范參數(shù)條件下，可以獲得性能與母材類似的焊縫。因此攪拌摩擦焊有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景 [89]。 （ 2） 焊接接口部位只需去油處理，無需打磨或洗刷。但激光與等離子弧復(fù)合可明顯提洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 高熔深和焊接速度 。在焊接高強(qiáng)度大厚度鋁合金時(shí)，傳統(tǒng)的焊接方法根本不可能單道焊透，而激光深熔焊時(shí)形成大深度的匙孔，發(fā)生匙孔效應(yīng)，則可以得到實(shí)現(xiàn)。 （ 3） 粗絲大電流 MIG 焊（ 400~1000A）在平焊厚板時(shí)具有熔深大、生產(chǎn)率高、變形小等優(yōu)點(diǎn)。它們的焊接工藝參數(shù)基本相同。 鋁合金半自動(dòng) MIG 焊工藝 半自動(dòng)焊的焊槍由操作者握持著向前移動(dòng)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 鋁合金的熔化極氬弧焊（ MIG） 也稱為熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊 ,電弧是在惰性氣體保護(hù)中的焊件和鋁及鋁合金焊絲之間形成 ,焊絲作為電極及填充金屬。 （ 2） 焊接時(shí)鎢極 端部嚴(yán) 禁與焊絲相接觸，以免短路。 （ 3）焊后熱處理 焊后熱處理的目的就是為了改善焊接 接頭的組織和性能或消除殘余應(yīng)力。這些在焊接區(qū)附近的暈圈，使用快速焊接可使其減至最小，或者使用冷卻墊塊和壓板也可使暈圈減到很小，這些暈圈在焊接后，陽極化處理前，進(jìn)行固落處理可以消除。陽極化處理，特別是拋光及染色技術(shù)配合使用時(shí)，可獲得高質(zhì)量的裝飾表面。填充焊絲不能離開氬 氣保護(hù)區(qū)，以免灼熱的焊絲端頭被氧化，降 低焊縫質(zhì)量。應(yīng)采取衰 減電流的方法，即電流自動(dòng)由大到小地逐漸 下降，以填滿弧坑，勿突然拉斷電弧。 （ 2） 預(yù)熱 。在 使用自動(dòng)方法焊接 復(fù)雜形狀處需使用手操作焊接。由于不用熔劑，焊前清理的要求比其他焊接方法嚴(yán)格 。 （ 4） 由于填充焊絲熔滴不通過電弧，故不會產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲存產(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。 表 鋁及鋁合金焊條的型號（牌號）、規(guī)格 與用途 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 型號 牌號 藥皮類型 焊芯材質(zhì) 焊條規(guī)格 /㎜ 用途 E1100 L109 鹽基型 純鋁 3.2， 345～355 焊接純鋁板、純鋁容器 E4043 L209 鹽基型 鋁硅合金 3.2， 345～355 焊接鋁板、鋁硅鑄件、一般鋁合金、鍛鋁、硬鋁（鋁鎂合金除外） E3003 L309 鹽基型 鋁錳合金 3.2， 345～355 焊接鋁錳合金、純鋁及其他鋁合金 焊絲的選擇應(yīng)注意的問題 選用鋁合金焊絲應(yīng)注意的問題如下。純鋁氣焊、氬弧焊用 ER1100 S 311 Si5 Al Rem. 抗裂性好，通用性大。 但是由于這種工藝還不成熟 ，焊接時(shí)存在著一些問題：鋁合金對激光能的吸收很低；合金元素?zé)龘p嚴(yán)重；易產(chǎn)生氣孔；熱裂紋敏 感性大 [6]。 其工作原理是用一種特殊形式的攪拌頭 插入工件待焊部位，通過攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)與工件間的攪拌摩擦，摩擦產(chǎn)生熱使該部位金屬處于熱塑性狀態(tài)，并在攪 拌頭的壓力作用下從其前端向后部塑性流動(dòng)，從而使焊件壓焊在一起 。半自動(dòng)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(dòng)氬弧焊焊炬可方便靈活地進(jìn)行焊接，但半自動(dòng)焊的焊絲直徑較細(xì)，焊縫的氣孔敏感性較大。應(yīng)根據(jù)鋁及鋁合 金的牌號、焊件厚度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及對焊接性的要求等選擇 。 工業(yè)純鋁 及非熱處理強(qiáng)化鋁合金的強(qiáng)度約為母材金屬的 75%~100%。 （ 2） 較大的 熱導(dǎo)率 和比熱容 鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容約比鋼大 1 倍，焊接過程中大量熱量被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部，因此消耗更多的熱量。 K1 熱 導(dǎo) 率 （ 25 ℃ ） /W超硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材。 Al－ Mn 合金和 Al－ Mg合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強(qiáng)化，但強(qiáng)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 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 二 章 鋁及鋁合金的性能分析其特點(diǎn)及焊接性 鋁及鋁合金的分類分類成分和性能 鋁合金的分類 鋁合金可分為變形鋁合金（雙分為非熱處理強(qiáng)化鋁合金、熱處理強(qiáng)化鋁合金兩類）鑄造鋁合金。此外，我國目前的城市化率僅為 46%，城市化的發(fā)展將有效增加對鋁的需求。預(yù)計(jì)在 2020 年我國新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量將超過 50 萬輛，乘用車需求超過 1200 萬輛，屆時(shí)，對鋁合金板材的需求量將達(dá)到 17 萬噸每年。 隨著這些相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，鋁合金材料的發(fā)展也已經(jīng)形成一個(gè)良性的產(chǎn)業(yè)鏈，輕量化等優(yōu)點(diǎn)也將讓鋁合金材料越來越多的進(jìn)入更多的行業(yè)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 來替代以前的材料，其發(fā)展在這些行業(yè)中倍受青睞，相信鋁合金材料在未來的發(fā)展中會有更大更好的發(fā)展。同時(shí)， 銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用 ,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用 ，相繼越來越多鋁及鋁合金制品 開始 出現(xiàn)在我們的生活中。 關(guān)鍵詞： 鋁及鋁合金 手工氬弧焊 焊接特點(diǎn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 英文題目 ABSTRACT Aluminum and aluminum alloy is the most widely used in industry of a class of nonferrous metal structure material, in aviation, aerospace, automotive, machinery manufacturing, shipping and the chemical industry has a large application. Recent years, with science and technology and industrial economic development, to the aluminum alloy welding structure of the increasing demand, the aluminum alloy welding sex research will be further. The wide application of aluminum alloy aluminum alloy welding technology promoted the development, and welding technology development and expand the application field of aluminum alloy, aluminum alloy welding technology is therefore bee one of the hot spot in the research. KEY WORDS: Aluminum and Aluminum alloy、 Handmade Argon Arc Welding、Welding characteristics 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第一章 鋁及鋁合金發(fā)展情況行業(yè)需求預(yù)測及 行業(yè)報(bào)告 .................. 3 鋁合金的發(fā)展情況 ......................................................... 3 行業(yè)需求預(yù)測 ................................................................. 3 行業(yè)報(bào)告 ........................................................................... 4 第二章 鋁及鋁合金的性能分析其特點(diǎn)及焊接性 ................................ 5 鋁及鋁合金 的分類