铝及铝合金的焊接
引言：
铝及铝合金是一种常用的金属材料，在工业生产和日常生活中广泛应用。焊接是加工铝及铝合金的常见方法之一，它可以将不同部件或材料连接在一起，形成一个整体结构。然而，由于铝的特殊性质，焊接铝及铝合金需要特殊的技术和注意事项。本文将介绍铝及铝合金焊接的原理、常见焊接方法以及焊接过程中需要注意的事项。
一、铝及铝合金焊接的原理
铝的熔点较低，热导率高，导热性能好，同时具有较大的热膨胀系数，这些特性使得焊接铝及铝合金时需要注意控制焊接温度和热输入。焊接的基本原理是通过加热使焊缝处的金属达到熔点，然后使其冷却固化，形成焊接接头。铝及铝合金焊接的关键是选择合适的焊接方法和填充材料，以确保焊缝的质量和强度。
二、常见的铝及铝合金焊接方法
1. TIG焊接
TIG焊接是一种常用的铝及铝合金焊接方法。它采用非消耗性电极，通过电弧加热焊缝处的金属，同时使用惰性气体保护焊缝。TIG焊接可以实现高质量的焊接接头，焊缝质量好，但焊接速度较慢，适用于对焊缝质量要求较高的场合。
2. MIG/MAG焊接
MIG/MAG焊接是一种常见的半自动焊接方法，适用于大批量生产。它使用金属焊丝作为填充材料，通过电弧加热焊缝处的金属，同时使用惰性气体或活性气体保护焊缝。MIG/MAG焊接速度快，适用于对焊缝质量要求较低的场合。
3. 焊锡焊接
焊锡焊接是一种常用的手工焊接方法，适用于较小的焊接件和维修工作。它使用焊锡作为填充材料，通过加热焊缝处的金属，使焊锡熔化并填充焊缝。焊锡焊接简单易行，但焊缝强度较低，适用于对焊缝质量要求不高的场合。
三、焊接过程中需要注意的事项
1. 清洁焊接表面
焊接前应将焊接表面彻底清洁，去除氧化层、油污等杂质，以确保焊接接头的质量。
2. 控制焊接温度
铝及铝合金的熔点较低，容易热变形，因此在焊接过程中需要控制焊接温度，避免过热和过冷。
3. 选择合适的焊接方法和填充材料
根据具体需求和焊接材料的特性，选择合适的焊接方法和填充材料，以保证焊接接头的质量和强度。
4. 采用惰性气体保护焊缝
由于铝及铝合金容易与氧气发生化学反应，形成氧化层，影响焊缝质量，因此在焊接过程中需要采用惰性气体（如氩气）保护焊缝。
5. 控制焊接速度
焊接速度过快会导致焊缝质量下降，焊接速度过慢则容易使焊缝过热，因此需要控制焊接速度，以确保焊缝质量。
6. 注意焊接变形
铝及铝合金的热膨胀系数较大，焊接时容易发生变形，因此需要采取适当措施，如预热、焊后冷却等，以减小焊接变形。
结论：
铝及铝合金的焊接是一项重要的加工技术，它可以将铝及铝合金件连接在一起，形成一个整体结构。在进行铝及铝合金焊接时，需要注意控制焊接温度、选择合适的焊接方法和填充材料、清洁焊接表面、采用惰性气体保护焊缝等。通过合理的焊接工艺和注意事项，可以获得高质量的焊接接头，满足不同应用领域的需求。
铝及铝合金的焊接工艺 一、铝及铝合金的种类 纯铝、防锈铝合金和普通铸造铝合金。 二、铝及铝合金的焊接特点 焊接性较差，只有正确选择焊接材料和焊接工艺，才能获得性能满足使用要求的焊接产品。 1、极易氧化，铝不论是固态或液态都极易氧化，生成氧化膜，并且氧化膜的熔点很高，为2050℃，而铝的熔点仅为658℃。在电弧焊中，相当于电弧与工件之间有一层绝缘层，是电弧燃烧不稳定。氧化膜妨碍焊接过程中的顺利进行，而且氧化膜的密度大于铝，因此极易造成焊缝夹渣和成形不良。 2、熔化时无颜色变化，铝从固体到液体升温过程中没有颜色变化，温度稍高就会造成金属塌陷和熔池烧穿。稍不注意，接头就会塌落，所以铝的焊接比钢材焊接要困难得多。 3、易产生气孔，母材和焊丝表面吸附了一些水分，液态铝可以溶解大量的氢气，而固态铝几乎不溶解，因此氢在焊接熔池中快速冷却。凝固结晶过程中，来不及逸出表面，就会在焊缝中形成气孔。 4、易变形和开裂，铝的高温强度低，塑性差（纯铝在640~656℃间的伸长率＜0.69%），焊接时会产生较大的热应力和变形，在脆性温度区间内已形成低熔点共晶物，产生裂纹。
5、工作环境与安装条件：为了保证机器性能和焊接质量，机器安装工作时应在海拔高度1000m一下，环境温度在-10~40℃，湿度不能＞70%，避免阳光直射过渡震动，尽可能处于无风、无酸、无腐蚀、无灰尘的工作环境。 三、铝及铝合金的焊接工艺及通用操作技术 1、焊接方法和焊接设备的选择，因为铝及铝合金的散热快，容易形成缺陷，所以需要采用能量集中、热功率大、保护效果好的焊接方法，熔化极氩弧焊、熔化极脉冲氩弧焊、无极脉冲氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊等都是好的焊接方法。特殊情况下还可选用激光焊、超声波焊等。用交流TIG、直流反接MIG焊接，电弧阴极雾化作用好，清理氧化膜十分有效。 2、焊接材料的选择 ①焊纯铝，选择与母材相近的纯铝焊丝。（有耐腐蚀要求时，焊丝纯度比母材高一级。）； ②焊铝锰合金，选择锰含量相近的； ③焊铝镁合金，选镁含量比母材高1%~2%的合金焊丝； ④异种铝材焊接，选择强度和成分与抗拉强度较高的和母材相匹配的焊丝； ⑤保护气体，一般结构和薄板，平焊用氩气（氩气的纯度要达到 99.99%），重要结构、厚板、立焊、仰焊、用氩气＋氦气混合气，可以加大电弧热量。 焊丝型号与母材的对应表
铝及铝合金焊接过程详解 - 焊前要求 一、持证焊工应按焊接工艺文件和其它文件焊接。 二、在焊接环境出现下列情况之一时，应采取及时防护措施，否则不准施焊： 1)焊接环境不清洁，有灰尘、烟雾； 2)焊接环境风速大于或等于1.5m/s； 3)焊接环境相对湿度大于百分之80； 4)下雨、下雪的室外作业； 5)焊接温度低于5℃； 三、铝材产品焊接设在专门的场地，场地应铺设橡胶或绒布；焊接时应远离通风口和门窗以避免影响气体保护效果。 四、用手工钨极氩弧焊焊接铝材一般都使用交流，以便产生阴极雾化的作用；熔化极氩弧焊则用直流反接。当由于设备所限采用直流焊接时，焊缝表面一般有一层氧化膜甚至是黑灰，这时可用钢丝刷或抹布擦去。对焊缝表面由于焊剂熔剂残留物或氧化而形成的白色膜可用钢丝刷或抹布醮热水擦去。 五、焊前预热：由于铝材导热性能很强，因此一般手工钨极氩弧焊焊接大于10mm厚度时，焊前都应预热，但不超过100℃，焊时层间温度也不超过100℃。可视具体情况用火焰或远红外线板进行加热。
六、在焊接过程中焊丝的填入点不应位于电弧正下方，而应位于熔池边部，距电弧圆心线约0.5-1.0mm处，焊丝填入点不得高于熔池表面或在电弧下横向摆动，以避免影响母材熔化，破坏气体保护而使金属氧化；焊丝回撤时勿使焊丝未端露出气体保护区外，以免焊丝未端被氧化后再度送进时随之带入熔池。焊接时若钨极碰到焊缝金属应立即停止焊接，用金属磨头抹掉污染，并修磨钨极；无论焊前还是焊接过程中，都应先切除焊丝端部已氧化的部分再焊。 七、一条焊缝应尽量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接时，应重叠10-20 mm。多层焊缝在进行下一道焊缝前，对前道焊缝进行表面颜色检查，只允许银白色；并彻底抹掉表面污染、夹渣等缺陷。弧坑应填满，接弧处应熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法：收弧时匀速抬高电弧，同时加速填充焊丝，直至电弧熄灭，使熄弧处焊缝局部凸出，必要时打磨超标的余高。在焊机上有衰减装置时，此熄弧方法效果更好。 八、接管与壳体的D类焊缝当壳体厚度≤12mm时，一般应将壳体扳边对接焊，扳边高度为25-30mm。 九、C、D类接头的焊缝厚度t，在图样上无其他规定时，应不小于组成角焊缝两边构件厚度δ1、δ2较小值的0.7倍，且不应小于3mm，在一般情况下不超过10 mm（按下图）；在衬里或复合板复合采用盖板搭接角焊缝时，盖板厚度构成了角焊缝的一侧边长度L2一般较薄，使得焊脚长度受到侧边长度的限制，当L2≤4mm时，应要求t≥0.7 L2。
铝及铝合金焊接特点及焊接工艺 铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此，铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外，同时还越来越多的应用于石油化学工业。但是铝及铝合金在焊接过程中，易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料，特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此，解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。 1铝及铝合金的焊接特点 铝材及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。特别注意以下几点： 1.1强的氧化能力 铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是： a焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物； b焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护； c在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。 1.2铝的热导率和比热大，导热快 尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。 1.3线膨胀系数大 铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时尤其如此。另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。 1.4容易形成气孔 焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，以焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。 铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，在高温下溶入的大量气体，在由液态凝固时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，焊前必须严格限制所使用焊接材料（包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体）的含水量，使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2－3小时内焊接完毕，最多不超过24小时。TIG焊时，选用大的焊
氩弧焊的铝及铝合金焊接工艺 一、铝金属性质1.导热性强，热熔量大(约为钢的3~4倍)。2.线膨胀系数大(约为钢的2倍)。3.熔点低(660℃)其合金更低(铝合金系列为595℃，铝锌系列为475℃)。4.液态和固态无颜色的变化。5.铝合金中的锰、镁、锌等在高温极易蒸发。6.导电率高，特别在电阻焊接中，电能的需要比焊接钢时高。7.在常温中，其表面与空气形成一层致密的氧化膜(AI2O3)，熔点在2050℃，氧化膜能吸附大量的?水分，而形成气孔，容易引起夹渣，(因氧化膜比重与铝相近)8.氢在铝的液态和固态的溶介比为20左右，(所以若在焊接气氛中的氢含量过高便会容易产生气孔)所以在气体金属电弧焊接中，焊缝冷却速度过快，氢不易折出，而在钨极气体电弧焊接时，气孔倾向小于气体金属电弧焊接。二.认识手工钨极氩弧焊及其设备1.氩弧焊的原理氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法a)钨极氩弧焊?b)熔化极氩弧焊2.氩弧焊的特点(1)焊缝质量较高?由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学?反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护?层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。(2)焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。(3)可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。(4)操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。3.氩弧焊的分类根据所用的电极材料可分为：钨极氩弧焊(不熔化极)(用TIG表示)?；熔化极氩弧焊(用MIG表示)2.根据操作方式可分为：手工氩弧焊；半自动氩弧焊；自动氩弧焊3.根据采用的电源种类可分为：直流氩弧焊；交流氩弧 焊4.钨极氩弧焊设备手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系 统和冷却系统等部分组成(1)焊接电源钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流电源和交流电源两种。常用的直流钨极氩弧焊机有WS-250型、WS-400型等；交流钨极氩弧焊机有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型、WSE-400型等。(2)控制系统控制系统是通过控制线路，对供电、 供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。手工钨极氩弧焊控制程序(3)焊枪焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式焊枪焊接电流大于150A时，必须采用水冷式焊枪(4)供气 系统1.供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。(1)氩气瓶外表涂灰色，并用绿漆标以"氩气"字样。氩气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。(2)电磁气阀是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前供气和滞后停气的作用。(3)氩气流量调节器起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形。(4)冷却系统用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时，必须通水冷却，并以水压开关控制。2.钨极氩弧焊的焊接材料钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。(1)钨极氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种。a.纯钨极其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了
铝及铝合金的焊接方法 铝及铝合金是相当常见的材料，因为具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑、船舶以及机电设备等领域。然而，由于铝及铝合金的化学性质和结构特点，其焊接较为困难，需要特殊的焊接方法和技术，本文将重点介绍铝及铝合金的焊接方法。 1. TIG焊接法 氩弧焊接（TIG）法是目前铝及铝合金最常用的焊接方法之一，其特点在于能够焊接很薄的材料，焊接质量高，且不会产生太多的热变形，但是需要较高的技术要求和操作技巧。在进行TIG焊接时，需要将铝材预热，以避免冷裂的产生， 同时选择合适的氩弧电流和焊接速度，以达到最佳的焊接效果。 2. MIG焊接法 惰性气体保护焊（MIG）法是另一种常用的铝及铝合金焊接方法，其特点在于可以快速地焊接大量的材料，但是需要高度精密的焊接设备和较高水平的技术人员。在进行MIG焊接时，需要选择合适的气体，并将焊接区域清洁干净，以防止氧化皮和其他杂质的干扰，同时适当控制焊接速度和电流，以获得最佳的焊接效果。 3. 拉丝焊接法
拉丝焊接法比较适用于较大的铝合金部件的焊接，在进行拉丝焊接时使用的是特殊的焊接材料，可以有效地降低氧化皮的生成，并且具有相对较高的耐腐蚀性能。在进行拉丝焊接时，需要选用合适的焊接材料、清洁焊接区域，并注意适当的拉丝速度和焊接电流，以获得最佳的焊接效果。 4. 超声波焊接法 超声波焊接法适用于薄壁铝及铝合金零件的焊接，其物理原理在于利用高频震动产生的热能将零件焊接在一起。在进行超声波焊接时，需要选择合适的焊接设备、正确选择焊接参数，以避免过热损伤，并采用合适的夹具，以保证焊接部件的稳定性。 总之，铝及铝合金的焊接方法有多种，每种方法都有其适用的焊接材料、焊接工艺和操作技巧，只有选择适合的焊接方法才能获得最佳的焊接效果。无论采用何种焊接方法，其关键在于对焊接材料、焊接设备、焊接工艺以及焊接操作等方面全局的认真考虑和细致的把握。
铝及铝合金的焊接方法 1．铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%~6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi條（硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。
铝和铝合金扩散焊接 （实用版） 目录 一、铝和铝合金的特性 二、扩散焊接的原理和应用 三、铝和铝合金的扩散焊接方法 四、扩散焊接在铝及铝合金中的应用案例 五、扩散焊接技术的发展前景 正文 一、铝和铝合金的特性 铝是一种轻质、高强度的金属材料，具有优良的导热性、导电性和抗腐蚀性。铝合金是由铝与其他元素（如铜、镁、锌等）合金化而成的材料，它们继承了铝的优点，同时具有更高的强度、硬度和耐磨性。因此，铝和铝合金在航空、航天、汽车、建筑等领域得到了广泛应用。 二、扩散焊接的原理和应用 扩散焊接是一种在焊接过程中，通过材料间的原子扩散达到连接目的的焊接方法。与传统的熔焊方法相比，扩散焊接具有焊接温度低、变形小、焊缝质量高等优点。因此，扩散焊接在许多领域得到了广泛应用，如电子器件制造、金属材料连接等。 三、铝和铝合金的扩散焊接方法 针对铝和铝合金的特性，扩散焊接方法主要包括以下几种： 1.瞬时焊接：通过在焊接区域施加高电流，使材料瞬间熔化并连接。这种方法适用于较薄的铝及铝合金材料。 2.接触反应焊接：通过在焊接区域施加一定的压力和温度，使材料间
的原子发生扩散，形成焊缝。这种方法适用于较厚的铝及铝合金材料。 3.激光焊接：利用高能密度的激光束在焊接区域进行局部加热，使材料熔化并连接。这种方法适用于复杂结构和精密零件的焊接。 四、扩散焊接在铝及铝合金中的应用案例 扩散焊接在铝及铝合金中的应用案例包括：汽车车身结构件、航空航天器的蒙皮、机身框架等部件的连接。此外，扩散焊接技术在铝及铝合金的电池制造、电子产品制造等领域也有广泛应用。 五、扩散焊接技术的发展前景 随着科技的发展和市场需求的提高，扩散焊接技术在铝及铝合金领域的应用将更加广泛。未来，扩散焊接技术将朝着高效、节能、环保的方向发展，以满足各行业的需求。
铝及铝合金焊接施工工艺标准 1 适用范围 本工艺标准适用于铝及铝合金的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接。 2 施工准备 2.1 铝及铝合金的焊接除应执行本工艺标准外，还应符合国家颁布的有关标准、法律法规及规定。 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准 《铝及铝合金轧制板材》GB/T-3880-1997 《铝及铝合金热挤压管》第一部分：无缝圆管GB/T4437.1-2000 《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》GB/T6893-2000 《铝及铝合金焊丝》GB/T10858 《铝及铝合金焊接管》GB/T10571 《铝制焊接容器》JB/T4734-2002 2.2 材料 2.2.1 一般规定 工程中使用的母材和焊丝应具备出厂质量合格证或质量复验合格报告，并优先选用已列入国家标准或行业标准的母材和焊丝，母材和焊丝应妥善保管，防止损伤、污染和腐蚀。当选用国外材料时，其使用范围应符合相应标准的规定，并应有该材料的质量证明书。 2.2.2 母材 2.2.2.1 工程选用的母材应符合现行的国家标准规定。 2.2.2.2 当对母材有特殊要求时，应在设计图样或相应的技术条件上标明。 2.2.2.3 施工单位对设备、容器和管道的材料的代用，必须事先取得原设计单位的设计修改证明文件，并对改动部位作详细记载。 2.2.2.4 损伤和锈蚀严重的母材不得在工程中使用。 2.2.3 焊接材料 2.2. 3.1 母材焊接所选用的焊丝应符合现行的国家标准《铝及铝合金焊丝》GB/T10858的规定。 2.2. 3.2 选用焊丝时应综合考虑母材的化学成分、力学性能及使用条件因素，并应符合下列规定。（1）焊接纯铝时应选用纯度与母材相同或比母材高的焊丝。 （2）焊接铝锰合金时应选用含锰量与母材相近的焊丝或铝硅合金焊丝。 （3）焊接铝镁合金时应选用含镁量与母材相同或比母材高的焊丝。 （4）异种铝及铝合金的焊接应选用与抗拉强度较高的母材相应的焊丝 2.2. 3.3 焊接时所使用的氩气应符合现行的国家标准《纯氩》GB4842的规定。 2.2. 3.4 手工钨极氩弧焊电极应选用铈钨极，也可选用钍钨极，施焊前应根据焊接电流的大小正确选用钨极直径。 1
铝合金焊接技术要点及注意事项 铝及铝合金焊接特点及焊接工艺 铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此，铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外，同时还越来越多的应用于石油化学工业。但是铝及铝合金在焊接过程中，易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料，特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此，解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。 1铝及铝合金的焊接特点 铝材及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。特别注意以下几点： 1.1强的氧化能力 铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为．1μm，熔点高达2050℃，远
远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是：a焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物； b焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护； c在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。 1.2铝的热导率和比热大，导热快 尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。1.3线膨胀系数大 铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊
铝和铝合金扩散焊接 摘要： 一、铝和铝合金的概述 1.铝的特性 2.铝合金的类型及应用 二、铝和铝合金的扩散焊接 1.扩散焊接的原理 2.扩散焊接的过程 3.扩散焊接的优势和应用 三、铝和铝合金扩散焊接的注意事项 1.焊接前准备 2.焊接过程中的参数控制 3.焊接后的处理 四、铝和铝合金扩散焊接的发展趋势 1.技术改进 2.新应用领域的拓展 3.对环保和可持续发展的关注 正文： 铝和铝合金因其优良的性能，被广泛应用于航空、汽车、建筑等众多领域。然而，传统的焊接方法在铝和铝合金的连接上存在一定的局限性。为了克服这些难题，铝和铝合金的扩散焊接技术应运而生。
一、铝和铝合金的概述 铝是一种轻质、耐腐蚀、导电性好的金属，广泛应用于各个领域。铝合金是在铝的基础上，加入其他金属元素进行合金化处理，以改善铝的性能，扩大其应用范围。常见的铝合金有铝铜合金、铝镁合金、铝硅合金等。 二、铝和铝合金的扩散焊接 1.原理 铝和铝合金的扩散焊接是一种在高温条件下，通过原子间的扩散作用实现材料连接的焊接方法。在焊接过程中，铝和铝合金的表面会形成一层氧化膜，起到保护作用。通过精确控制焊接过程中的温度、压力、时间等参数，实现接头的连接。 2.过程 铝和铝合金的扩散焊接过程主要包括预处理、焊接和后处理三个阶段。预处理主要是去除铝表面的氧化膜，提高焊接质量。焊接阶段是通过高温高压条件下的原子扩散，实现接头的连接。后处理主要是为了消除焊接应力，提高焊接接头的性能。 3.优势和应用 铝和铝合金的扩散焊接具有焊接接头质量高、焊缝强度高、焊接过程无熔化等特点。因此，这种焊接方法在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛应用。尤其是在高强度、轻量化的结构件焊接中，具有显著的优势。 三、铝和铝合金扩散焊接的注意事项 1.焊接前准备 为了确保焊接质量，焊接前应对铝和铝合金材料进行严格的表面处理，去
铝合金焊接关键基础知识等你pick 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧 焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。 （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅 0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅 5%～6%时可不产生热裂，因而采用 SAlSi 条（硅含量 4.5%～6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化
的圆角。3.3焊机的考前须知及其它 焊机必须是交流TIG焊机，具有陡降的外特性和足够的电容量。并且有参数稳定、调节灵活和平安可靠的使用性能，还应具有引弧、稳弧和消除直流分量装置，焊机上电流、电压表应经计量部门鉴定合格，焊机在使用前，先检查接地是否完好，冷却水路和气路是否畅通，其各项功能须确保能正常工作。焊接场所应保持清洁。除应有防风、防雨雪设施外，还应保证焊接时的相对湿度≤80%，环境温＞5℃。 4 焊接工艺4.1焊接材料的选择 焊丝原那么上选择与母材成分相同的铝及铝合金焊丝或板条。氩气纯度＞99.95%，尽量选用大直径焊丝。在Al-Mg系铝合金的弧焊中，通常都是推荐使用CB-AMr2、CB-AMr3、CB-AMr6、CB- AMr61、CB-AMr63、1557、1577焊条，对Al-Cu系铝合金那么推荐用01201和01217。4.2组对与点固焊 由于铝及铝合金管导热快、熔池结晶快，所以.组对时不留间隙、钝边，应防止强制进行，以减少焊接后产生较大的剩余应力，定位焊缝长度10-15mm为易。定位焊位置在管的7点、9点、12点处。定位焊焊缝常做为正式焊缝保存，因此发现问题应及时处理。焊前对定位焊外表黑粉、氧化膜进行去除，并将两端修成缓坡型。焊件不需要预热.焊前在试板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。采用高频引弧，起弧点应越过中心线20mm左右，并停留不动约2-3秒，见图1。然后在保证焊透的情况下，采用大电流、快速焊。焊丝不摆动，焊丝端部不应离开氩气保护区。如离开氩气保护区.焊丝端部应剪掉。焊丝与焊缝外表的夹角宜在15O右。焊枪与焊缝外表的夹角宜保持在80O～90O之间，如图2。为增大氩气保护区和增强保护效果，可采用大直径焊枪瓷嘴，加大焊枪氩气流量。当喷嘴上有明显阻碍氩气气流流通的飞溅物附着时。必须将飞溅物去除或更换喷嘴。当钨极端部出现污染，形状不规那么等现象时.必须修整或更换。钨极不宜伸出喷嘴外。焊接温度的控制主要是焊接速度和焊接电流大小的控制。试验结果说明，大电流、快速焊能有效防止气孔的产生。这主要是由于在焊接过程中以较快速度焊透焊缝，熔化金属受热时间短，吸收气体的时机少。收弧时，注意填满弧坑,缩小溶池,防止产生缩孔,终点的结合处应焊过20~30mm 铝散热器空气炉中钎焊工艺及设备 本所某大功率合成设备用散热器(图1)，该结构的散热器体积较大，壁厚相差大。曾采用盐浴钎焊(外协)加工，但发现焊后清洗困难且清洗后的散热器易吸潮而引起腐蚀。 图1 散热器示意图
铝及铝合金焊接施工工艺标准 １适用范围 本工艺标准适用于铝及铝合金的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接。 2 施工准备 ２。１铝及铝合金的焊接除应执行本工艺标准外，还应符合国家颁布的有关标准、法律法规及规定。下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本标准 《铝及铝合金轧制板材》ﻩﻩﻩﻩﻩﻩﻩGB/T-３88０-1997 《铝及铝合金热挤压管》第一部分:无缝圆管ﻩﻩGB／T4４3７.1-２000ﻩ 《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》ﻩﻩﻩGＢ／T6893－20０0ﻩ 《铝及铝合金焊丝》ﻩﻩﻩGB／T１08５８ﻩ 《铝及铝合金焊接管》ﻩﻩﻩﻩﻩﻩＧB/T105７1 《铝制焊接容器》ﻩﻩﻩﻩﻩＪＢ/T4７34-20０2 2.2 材料 2.2．１一般规定 工程中使用的母材和焊丝应具备出厂质量合格证或质量复验合格报告，并优先选用已列入国家标准或行业标准的母材和焊丝,母材和焊丝应妥善保管,防止损伤、污染和腐蚀。当选用国外材料时,其使用范围应符合相应标准的规定，并应有该材料的质量证明书。 2。２.2 母材 2。2.2.1 工程选用的母材应符合现行的国家标准规定. 2。2.2.2 当对母材有特殊要求时，应在设计图样或相应的技术条件上标明. 2.２。２。3 施工单位对设备、容器和管道的材料的代用,必须事先取得原设计单位的设计修改证明文件，并对改动部位作详细记载。 2.2.2。4 损伤和锈蚀严重的母材不得在工程中使用. 2.2．３焊接材料 2.2.3。1 母材焊接所选用的焊丝应符合现行的国家标准《铝及铝合金焊丝》ＧB／Ｔ108５8的规定。２．2。3．2 选用焊丝时应综合考虑母材的化学成分、力学性能及使用条件因素,并应符合下列规定。(１)焊接纯铝时应选用纯度与母材相同或比母材高的焊丝。 （2）焊接铝锰合金时应选用含锰量与母材相近的焊丝或铝硅合金焊丝。 （3）焊接铝镁合金时应选用含镁量与母材相同或比母材高的焊丝。 (４)异种铝及铝合金的焊接应选用与抗拉强度较高的母材相应的焊丝 2。2。3．3 焊接时所使用的氩气应符合现行的国家标准《纯氩》GB4842的规定。 2.2. 3.4 手工钨极氩弧焊电极应选用铈钨极，也可选用钍钨极，施焊前应根据焊接电流的大小正确选用钨极直径。
铝及铝合金的焊接性分析 铝及其合金化学活泼性很强，表面易形成氧化膜，且多具有难熔性质（如Al2O3的熔点约为2050℃，MgO的熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属的夹杂物。同时，氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线胀系数大（约为钢的2倍），导热性又强（比钢约大一倍多），焊接时容易产生翘曲变形。 一．焊缝气孔 （一）铝及铝合金熔焊时形成气孔的特点 铝及其合金熔焊时最常见的缺陷是焊缝气孔，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。 氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分。其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生，常占有突出地位。 1.弧柱气氛中水分的影响弧柱空间总是或多或少存在一定量的水分，尤其是在潮湿季节或湿度大的地区进行焊接时。由弧柱气氛中水分分解而来的氢，熔入过热的熔融金属中，可成为焊缝气孔的主要原因。此时所形成的气孔，具有白亮内壁的特征。 弧柱气氛中的氢之所以能使焊缝形成气孔，与它在铝及其合金中的溶解度变化特性有关。在平衡条件下，氢在铝中的溶解度在凝固点时可从 1.69突降到0.036ml/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），其次，由于铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度可为高强钢的4-7倍，不利于气泡的逸出，而残留在焊缝金属中形成气孔。实际的冷却条件下并非平衡状态，伴随着凝固过程的发展，在已结晶的枝晶前沿形成许多微小气泡，枝晶晶体的交互生长致使气泡的成长受到限制，并且不利于浮出，因而可沿结晶的层状线形成均布形式小气孔。
铝及其合金的焊接 第一节铝及其合金的类型和特性 一、铝及其合金的类型 根据铝合金的化学成分和制造工艺可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。在变形铝合金中又可分为非热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。非热处理强化铝台金通过加工硬化、固溶强化来提高力学性能。 二、铝及其合金特性 特点：与低碳钢相比较，具有密度小，电阻率小，线膨胀系数大(约为低碳钢线膨胀系数的2倍)，导热系数大(铝及其合金熔合区的冷却速度为高强钢熔合区冷却速度的(4～7)倍)、良好的耐蚀性、较高的比强度，优异的低温韧性，但强度低。抗拉强度一般不超过100MPa，热处理后能达到400 MPa。 1. 纯铝：高耐蚀性、较好的塑性 2. 防锈铝：强度中等，塑性和耐蚀性好，焊接性也好，是目前焊接结构中应用最广泛的铝合金。典型牌号：LF4、LF5 铝锰合金：Mn1.0～1.6%。大于1.6%脆性化合物增加。LF21 铝镁合金：铝镁合金的强度随含镁量的增高而增高，但含镁量增多（大于7%）出现脆性相(Mg2Al3) 使合金的塑性、耐蚀性、特别是抗应力腐蚀性能下降。Si的存在形成脆性相Mg2Si塑性、耐蚀性下降、Mn加入0.15～0.8%耐蚀性增加，强度提高。Ti、V加入0.1%左右，能获得细晶粒组织。 3.硬铝：典型牌号LY12，成分Al-Cu-Mg系。Cu、Si、Mg等元素，形成溶解于铝的化合物，促使合金热处理时强化，耐蚀性差，焊接性不良，热裂倾向大。 4. 超硬铝：LC4 ，成分Al-Zn-Mg-Cu系。抗拉强度可达588Mpa，塑性较差。 非时效强化铝合金的强度比纯铝高、塑性及耐磨性好，特别是焊接性好，所以广泛用作焊接结构材料。时效强化铝合金的焊接性较差，焊接时容易出现裂纹，所以在焊接结构中应用较少。铸造铝合金的铸造性能良好，强度较高，焊接性也较好，其铸造缺陷可以焊补。 第二节铝及其合金的焊接性分析 铝及铝合金与黑色金属不同，由于它容易氧化、导热性强、热容量和线膨胀系数大，熔点低及高温强度小等特性，所以给焊接工作带来一些困难。铝及铝合金焊接的主要问题如下: (1)容易氧化。铝和氧的亲和力大，在常温下便生成一层致密而熔点很高(2050℃)的氧化膜(Al203)，其密度比纯铝大(3.83g/cm3)。在焊接过程中，它会阻碍焊件之间的熔合，极易造成焊缝金属夹渣，引起焊缝性能下降。 (2)容易产生气孔。液态铝可溶解大量氢气，而固态时却儿乎不溶解氢。因此，熔池金属结晶时，原来溶于液态铝中的氢全部析出，形成气泡。但因为铝及铝合金的比重小，气泡从熔池中上浮的速度慢，而且铝的导热性很强，冷凝快，因此，在焊接铝时很容易产生气孔。 (3〕容易烧穿。当铝受热温度升高后，强度和塑性很快下降，在370℃时强度仅为9.8MPa，加之铝熔化时，表面颜色没有明显变化，所以不易判断焊件是否熔化及熔池温度的变化情况，极易因熔池温度过高而烧穿焊件。 (4)产生热裂纹的倾向较大。铝及其合金焊接时，在焊缝金属和热影响区中均常出现热裂纹。铝合金多是共晶型合金，由液相线到固相线的结晶温度区间较大，且易熔共晶呈薄膜状分布于晶界时，破坏晶间联系力，因而增大铝合金的热裂倾向。另外，铝合金的线胀系数比钢约大一倍，在拘束条件下焊接时，产生较大的焊接应力，这也促使铝合金产生裂纹。 一、焊缝中的气孔 （一）铝极其合金熔焊时形成气孔的特点