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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。
铝和铝合金扩散焊接摘要：一、铝及铝合金概述二、扩散焊接原理三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备2.焊接参数选择3.焊接过程中注意事项四、焊接接头性能分析五、应用实例及优缺点六、发展趋势与展望正文：一、铝及铝合金概述铝及铝合金在我国工业领域具有广泛的应用，其优良的性能如轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等，使其在航空、航天、交通运输、建筑等领域受到青睐。
然而，铝及铝合金的焊接性能相对较差，传统的焊接方法难以获得高质量的焊接接头。
为此，扩散焊接技术应运而生，成为解决这一问题的有效手段。
二、扩散焊接原理扩散焊接是一种固态连接方法，通过高温和压力作用下，使焊接界面两侧的金属原子发生扩散，从而实现连接。
在扩散焊接过程中，焊接参数的选择至关重要，直接影响到焊接接头的质量。
三、铝和铝合金扩散焊接工艺1.焊接前准备在进行铝和铝合金扩散焊接前，应充分了解焊接材料的性能、焊接接头的使用要求等，以确保选用合适的焊接参数。
此外，还需对焊接表面进行严格清理，去除油污、氧化膜等，以提高焊接质量。
2.焊接参数选择焊接参数主要包括焊接温度、保温时间、焊接压力和冷却速度等。
焊接温度的选择应使焊接界面两侧金属的原子扩散速度达到最佳，一般控制在400-500℃；保温时间要充分保证扩散过程的进行；焊接压力根据焊接件的厚度和性能要求选取，一般为0.5-1.0MPa；冷却速度应适当，过快会导致焊接接头性能下降。
3.焊接过程中注意事项在焊接过程中，应严格控制焊接参数，确保焊接过程中焊接件的变形和裂纹等缺陷。
同时，要注意观察焊接接头的形成情况，及时调整焊接参数，以获得最佳的焊接效果。
四、焊接接头性能分析铝和铝合金扩散焊接接头的性能较好，可以实现无缝连接，提高焊接接头的强度和耐腐蚀性能。
此外，焊接接头的性能还与焊接参数、焊接材料等因素密切相关。
通过合理调整焊接参数和选用合适的焊接材料，可以进一步提高焊接接头的性能。
五、应用实例及优缺点铝和铝合金扩散焊接在航空航天、交通运输、建筑等领域具有广泛的应用。
铝及铝合金的焊接性。
⑴强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。
Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。
焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。
氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。
因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。
⑵较大的热导率和比热容铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。
因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。
⑶热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。
生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。
⑷容易形成气孔形成气孔的气体是氢。
氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。
同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。
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氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。
⑸接头不等强度铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。
纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。
⑹焊穿铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。
铝及铝合金零件的焊接工艺铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀能力强，具有良好的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。
长期以来，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，造成铝合金零件焊接后因应力过于集中产生严重变形，或因为焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，导致焊缝金属裂纹或材质疏松，严重影响了产品质量及性能。
1铝合金材料特点铝是银白色的轻金属，具有良好的塑性、较高的导电性和导热性，同时还具有抗氧化和抗腐蚀的能力。
铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜，在焊缝中容易产生夹杂物，从而破坏金属的连续性和均匀性，降低其机械性能和耐腐蚀性能。
常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能。
广毅荣铜铝批发.2铝合金材料的焊接难点(1)极易氧化。
在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm)，熔点高(约2050℃)，远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。
氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3，约为铝的1.4倍，氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。
(2)易产生气孔。
铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。
氢气孔目前难于完全避免，氢的来源很多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。
实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度达到99.99%以上，但当水分含量达到20ppm 时，也会出现大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80%时，焊缝就会明显出现气孔。
(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。
铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。
(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。
约为钢的4倍，因此，焊接铝和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。
铝及铝合金的材料及焊接性一、铝及铝合金的分类、成分和性能（1）铝及铝合金的分类。
铝是银白色的轻金属，纯铝的熔点660℃,密度2.7g∕Cm3。
工业用铝合金的熔点约566℃。
铝具有热容量和熔化潜热高、耐腐蚀性好，以及在低温下保持良好的力学性能等特点。
铝及铝合金可分为工业纯铝、变形铝合金（分非热处理强化铝合金、热处理强化铝合金两类）和铸造铝合金。
变形铝合金是指经不同的压力加工方法（经过轧制、挤压等工序）制成的板、带、棒、管、型、条等半成品材料，铸造铝合金以合金铸锭供应。
铝合金分类及性能特点见表1-1。
按GB/T3190—1996和GB/T1674—1996的规定，纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是：直接采用国际四位数字体系牌号;未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及其合金采用四位字符牌号。
四位字符牌号的第一位、第三位、第四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（如“A”）。
纯铝编号系统的第一位为力”，如IXXX或IAxx,最后两位数字表示铝的纯度。
2xxx为AI-CU系；3xxx为Al-Mn系；4xxx为Al-Si系；5xxx为Al-Mg系；6xxx为AI-Mg-Si系；7xxx为Al・Zn系；8xxx为AI-其他元素系；9xxx为AI.备用系。
我国变形铝合金的牌号表示法与国际上的通用方法基本一致。
①工业纯铝。
工业纯铝含铝99%以上，熔点660℃,熔化时没有任何颜色变化。
表面易形成致密的氧化膜，具有良好的耐蚀性。
纯铝的导热性约为低碳钢的5倍，线胀系数约为低碳钢的2倍。
纯铝强度很低，不适合做结构材料。
退火的铝板抗拉强度为60~100MPa,伸长率为35%~40%°②非热处理强化铝合金。
非热处理强化铝合金通过加工硬化、固溶强化提高力学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，原代号LFXXoALMn合金和AI-Mg合金属于防锈铝合金，不能热处理强化，但强度比纯铝高，并具有优异的抗腐蚀性和良好的焊接性，是目前焊接结构中应用广泛的铝合金。
铝及铝合金焊接工艺研究摘要：有色金属(non-ferrousmetal)，狹义的有色金属又或简称其为非铁金属，是对我国除铁、锰、铬以外的所有金属的统称。
广义的有色金属还包括有色合金。
有色合金是以一种有色金属为基体含量通常大于50%，在其中混合一种或者几种不同的金属元素形成的合成金属。
有色金属是国家实力、航空航天、国防工业和科技发展不可缺少的基本材料和重要战略物资。
没有有色金属，就不能实现农业现代化、工业现代化、国防现代化。
比如，飞机、雷达、火箭、核潜艇、航空母舰等尖端武器，以及先进技术，如原子能、电视、通信、雷达、电子计算机所需的构件或部件，大多由有色金属中以及轻金属和稀有金属构成；此外，没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属，也不能生产合金钢。
有色金属在电力、航空航天等行业的使用量也是非常大的。
有色金属在工业发达国家也属于国家级别战略资源，国与国之间的竞争也非常激烈。
关键词：铝及铝合金；焊接工艺；策略1铝合金的分类硬铝：硬铝就是指以铜为主要合成元素的铝合金，硬铝具有良好的机械性能，强度比其他铝合金要大，而且硬铝的密度小，可以用于制作轻型结构材料。
为了增加铝合金的抗拉强度，需控制合金中铜的含量，铜含量不得超过4%。
锰含量也是影响铝合金硬度的主要成分，铝合金中加入适量锰，主要目的是降低铁与铝发生对抗性，而对铝合金性能产生的影响。
一般的硬铝中，严格控制Mn的含量小于1%。
在硬铝中可以加入少量的钛，合金晶粒得到一定细化。
铝合金合成元素中，镁、铜、硅等元素可快速形成且属于可溶性有机化合物，硬铝合金通过高温加热时，其性能更加优良。
铜铝在高温退火过程中的抗拉性能和强度一般在160Mpa～220Mpa之间，经高温淬火和加速时效后其抗拉强度可提高到312Mpa～460Mpa。
由于硬铝抗腐蚀性能不佳，为增强铝合金的抗腐蚀性，可在硬铝合金外层增加一层保护膜。
硬铝的缺点主要有：(1)硬铝的抗腐蚀性较差，所以一般要在硬铝焊件的表面镀上一层工业纯铝，来保护件不被腐蚀，这种材料被叫做包铝硬铝，当材料有包铝层时，它的强度会因纯铝的厚度降低强度。
