钢与铝的焊接

摘要：

最近的调查显示，在工业中钢与铝的异种连接将提高部件的性能，尤其是在汽车工业这两种材料的连接可以降低能耗。由于钢与铝采用热加工方式过程中，易产生IMP（Intermetallic phases）脆性相是非常脆的，会恶化接头的机械性能。因而直到现在，钢与铝的异种接头绝大多数仍采用机械方式进行连接（压紧，铆接…）。在国外，也有尝试采用激光和挤压联合的工艺；国内也有研究所和高校尝试采用电子束焊的工艺。本文介绍的一种新的GMAW工艺来焊接镀锌钢板和铝合金（如5，6系列）

前言

尤其在运输系统中（如航空、航天、汽车）中，减少重量（意味着降低能耗）是一项重要的任务，这可以通过选用不同特性的材料来完成。钢和铝是工业应用中最广泛的两种材料，铝由于其耐腐蚀性好、焊接性能好，重量低、因而可以降低产品的重量和能耗，许多航空和汽车部件已经开始采用铝材，

因而可以综合两种材料的优点：重量降低，导热性和导电性高

因而钢与铝这两种材料的连接具有经济的优点

然而直到现在钢与铝的连接仍然大多数采用机械方式，如压紧，铆接。而目前热加工的连接方法有，摩擦焊，点焊，爆炸焊，但这些工艺受许多条件的限制（如工件几何形状、尺寸），激光焊和激光-压焊工艺更为复杂。

困难和要求

PROBLEMS AND DEMANDS

热加工焊铝存在许多问题，不同的化学和物理性能（熔点、热膨胀系数、弹性模量）、以及铝在钢中易形成非常脆的IMP相，并且，热输入量越多，生成的IMP相就越多，这种脆性相严重破坏接头的静态和动态的强度，图1显示二元的AL-Fe相位图，图中可以看出，只有微量的铝才能熔解在铁中，当含铝量达到12%时，晶体结构就会发生变化，形成FeAL，Fe3Al混合物，这些化合物是非常硬和脆。如果铝扩散到铁中的量更多，IMP相就会形成Fe2Al, Fe2Al5 和FeAl3脆性化合物，这种情况同样发生铁扩散到铝这边。这种扩散是通过不同的化学电位促使的。同时侵蚀也是一个大的问题，电位差别大导到大量的电化学腐蚀发生，因而前文提及热加工钢与铝会受到许多条件限制。一个合格的铝与钢的接头要求IMP 相厚度不能超过10 μm

测试和结果

TESTS AND RESULTS

本文的结论是在研究钢与铝的焊接十二年之久基础上得出的，板材的厚度范围是0.8-3mm，焊接方法是一种新的GMAW-CMT 工艺，这种工艺方式钢板是镀锌的，填充材料采用铝基，通过熔化铝材和钎焊钢表面的锌形成焊缝接头。基础实验条件是采用机器人焊接、搭接接头形式，电弧集中在熔化铝和填充焊丝。并且同样适用于搭接焊缝、角焊、法兰接、对接焊缝，测试的材料为Al Mg 0.4 Si 1.2 (EN-AW 6016) 和DDS 47 G 47 G U (7.5 μm 双面镀锌).；

Al Mg 0,8 Si 0,9 (EN – AW 6120) / DDS G 40(10 μm双面镀锌),；Al Mg 3 (EN-AW 5754) / / DDS G 40 (10 μm z双面镀锌), Al Mg 5 Mn (EN-AW5182) / CS G 90 (20 μm双面镀锌).

图-1显示低放大倍率的图片

图-2显示异种接头中的IMP相

图-1清晰显示接头铝这边是熔焊上的，钢这边是钎焊的

图-2显示IMP相厚度为2.1 μm

在所有的实验中IMP相的厚度都是低于10 μm，因而接头的性能更多的是受母材性能的影响，而不是接头中的IMP相，在强度测试过程断裂处总是发生在铝的热影响区，有时甚至在铝基体上。表-1是抗拉强度的平均值

母材tensile strength [MPa]

AlMg 0,4 Si 1,2 (1 mm)

DDS 47 G 47 G U (1mm) 145

AlMg 0,4 Si 1,2 (1 mm)

CS G 90 (1,5 mm) 166,7

AlMg 3 (1mm)

DDS G 40 (1 mm) 130,3

AlMg 5 Mn (1mm)

DDS G 40 (1 mm) 134,5

AlMg 5 Mn(1mm)

CS G 90 (1,5 mm) 175,13

Table 2: Tensile strength (DIN 50123)

当焊接热处理强化的铝合金（6×××）时，热影响区强度会损失30 – 40 %，因而这种接头热影响区是最薄弱的环节。图-1显示AW6016 / DDS 47 G 47 G 接头的强度/mm厚，最低的拉伸强度约为铝基材料的60%

对于工作硬化铝合金（5***）由于重结晶，热影响区的强度也会降低，强度降低幅度是同预处理和焊接过程的热输入量是相关的，断裂处主要发生在热影响区，这种接头的强度比预期的更低，可能由于近缝区重结晶的原因。数据的得出条件是，Al Mg 5 Mn，焊接速度据不同的厚度，焊接位置和接头的形式，范围为30-70cm/min，焊接过程无任何飞溅，没有对母材进行特殊处理，没有添加任何的钎剂。耐腐蚀性测试（盐浴测试，气候测试）显示，处理过的（如阴极化学涂层）试件没有被腐蚀，也没有发生晶间腐蚀和接触腐蚀。选择一个正确接头形式对降低腐蚀倾向也是有帮助的，第一条疲劳强度测试使用的是搭接接头，显示有相对好的效果。

总结

从实验数据为看，钢与铝的连接是可能，当然它有些特定的前提，如钢需要镀锌，特殊的焊丝，特殊的低能量焊接工艺，实验数据显示相相当好抗拉强度耐腐蚀性能和抗疲劳强度。而且还证明了IMP相的值是小于2 μm，这是防止钢与铝接头脆性断裂的关键

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

钢轨铝热焊接经过流程

施密特铝热焊铝热焊工艺的主要流程准备工作→轨端干燥→轨端除锈去污→对轨→夹具安装→砂模安装→封箱→预热→坩埚安装→点火→反应→拆模→推瘤→打磨。铝热焊操作步骤 1、准备工作 ●预先了解待焊钢轨的轨型和材质，正确选择砂型和焊剂的类型。 ●出发前必须安排专人根据焊接清单清点全部施工物品，以免少带、漏带影响施工。 ●对施工设备、燃气瓶等进行检查，确保使用时安全可靠。 ●从焊缝两侧钢轨开始，每一侧松开2 - 4组扣件，然后至少将50m范围内的钢轨扣件按规范锁紧，并在焊缝两侧各第一个锁紧扣件处的钢轨上，做划线记号，以便观察钢轨是否移动，然后才可以进行铝热焊焊接。提示：在焊接过程中，如果钢轨发生明显移动则会拉伤甚至拉裂焊缝，并可能引发高温钢水从砂型中外泄，导致焊接事故。

●气温急剧变化时必须用拉伸机锁定钢轨，然后进行焊接操作。 ●焊接处有缺口、损伤、磨损严重以及端面不规则的钢轨必须切除后，才能进行焊接。 ●待焊钢轨在距轨端200mm范围内有螺栓孔时，必须对螺栓孔周边倒角，并用专用钢塞将孔塞紧，以确保钢轨能均匀传递焊接时产生的热量，钢塞必须与螺栓孔配合紧密。 2、轨端干燥砂型安装前需用预热枪对焊缝两侧1米范围内钢轨进行加热干燥，充分除去钢轨表面水分。 3、轨端除锈去污 ●在距轨端50mm范围内，用角磨机和钢丝刷对焊接钢轨的端面、轨头、轨腰和轨脚进行打磨清污除锈，要特别注意将轨底打磨清洁干净。 ●打磨完成后，轨头端部边缘需倒角1mm×45°。 4、对轨 ●以轨脚处为基准，控制轨缝宽度为28+2-1mm。 ●水平调整：用一米直尺分别检查焊缝两端钢轨轨头、轨腰、轨底是否平直。如有偏差，用对轨架或者钢楔子进行调节，

铝合金焊接通用工艺规范

铝合金焊接工艺规范技术部编制审核批准 ××工业有限公司

前言本规范根据××工业有限公司，定制与实施设计规范、工艺规范、试验规范的要求，按《企业标准编写的一般规定》，为明确铝合金焊接的工艺要求而制定。本规范是公司在铝合金焊接中的经验总结，对于生产起指导作用。本规范编制部门：技术部本规范制定日期：2012－6－26。一、目的为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本规范。二、编制依据 1. GB/T 《铝及铝合金气体保护焊推荐坡口》 2. GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》 3. GB/T24598-2009《铝及铝合金熔化焊焊工技能评定》 4. GBT3199-2007 《铝及铝合金加工产品贮存及包装》 5. GBT22087-2008《铝及铝合金弧焊接头缺欠质量》 6.有关产品设计图纸三、焊前准备焊接材料铝板3A21(原LF21)及铝合金型材。焊丝：S311铝硅焊丝ER4043 直径φ2，φ3，焊丝应有制造长的质量合格证，领取和发放由管理员统一管理。铝硅焊丝抗裂性好，通用性大。氩气

氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥%，所用流量8-16升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶内余压不得低于，以保证充氩纯度。氩气应符合GB/T4842-1995。焊接工具 ①采用交流电焊机，本厂用WSME-315(J19)。 ②选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。 ③输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度不超过30米。其它工器具焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消除缺陷。焊前清理 ①化学清理：效率高，清理质量稳定，焊件清理范围一般为坡口及其两边各100mm 区域，用干净棉纱蘸丙酮溶液擦拭或用8%-10%的NaOH溶液浸泡，去除油污并干燥。 ②机械清理：适用于多层焊层间的清理，先用汽油、丙酮等有机溶剂进行表面脱脂，再用直径不大于的铜丝或不锈钢丝刷刷至露出铝本色为止，也可用刮刀清理，效果良好。焊前预热和使用垫板 ①预热要求薄板一般可不预热。壁厚5mm以上的焊件则应进行100～300℃预热。 ②垫板使用由于铝及铝合金高温强度低，铝液流动性很好，焊接时易引起熔池塌陷，故使用垫板承托熔池。垫板材料可为石墨、不锈钢或者普通碳钢。焊接坡口焊缝的坡口形式和尺寸应应符合本规范附录1的规定。切割后的坡口表面应进行清理，并达到平整光滑、无毛刺和飞边。焊接场所与焊接环境装配焊接应尽量在车间内干净的工作台上进行，氩气保护焊时风速应小于2m/s，风大时作业场所要围上挡板进行焊接，其相对湿度≤90%。四、焊接工艺要求手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。焊接前应在试焊板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。

铝合金通用焊接工艺设计规范流程

铝合金通用焊接工艺规程 1 使用围及目的围：本规是适用于地铁铝合金部件焊接全过程的通用工艺要求。目的：与焊接相关的作业人员按标准规作业，同时也使焊接过程检查更具可操作性。 2 焊前准备的要求 2.1 在焊接作业前首先必须根据图纸检查来料或可见的重要尺寸、形位公差和焊接质量，来料不合格不能进行焊接作业。 2.2 在焊接作业前，必须将残留在产品表面和型腔的灰尘、飞溅、毛刺、切削液、铝屑及其它杂物清理干净。 2.3 用棉布将来料或工件上的灰尘和脏物擦干净，如果工件上有油污，使用清洗液清理干净。 2.4 使用风动不锈钢丝轮将焊缝区域的氧化膜打磨干净，以打磨处呈白亮色为标准，打磨区域为焊缝两侧至少25mm以上。 2.5 焊前确认待焊焊缝区域无打磨时断掉的钢丝等杂物。 2.6 钢焊和铝焊的打磨、清理工具禁止混用。 2.7 原则上工件打磨后在48小时没有进行焊接，酸洗部件在72小时没有进行焊接，则焊前必须重新打磨焊接区域。 2.8 为保证焊丝的质量，焊丝原则上用完后再到焊丝房领用，对于晚班需换焊丝的，可以在当天白班下班前领用，禁止现场长时间（24小时以上）存放焊丝。 2.9 在焊接作业前，必须检查焊接设备和工装处于正常工作状态。焊

前应检查焊机喷嘴的实际气流量（允差为+3L/min）,自动焊焊丝在8圈以下，手工焊焊丝在5圈以上，否则需要更换气体或焊丝；检查导电嘴是否拧紧，喷嘴是否需要清理。导电嘴不能只简单的采用手动拧紧，必须采用尖嘴钳拧紧。检查工装状态是否完好，若工装有损坏，应立即通知工装管理员进行核查，并组织维修,禁止在工装异常状态下进行焊接操作。 2.10 焊接前必须检查环境的温度和湿度。作业区要求温度在5℃以上，MIG焊湿度小于65％，TIG焊湿度小于70％。环境不符合要求，不能进行焊接作业。 2.11 焊接过程中不允许有穿堂风。因此，在焊接作业前必须关闭台位附近的通道门。当焊接过程中，如果有人打开台位相近处的大门，则要立即停止施焊。如果台位附近的空调风影响到焊接作业，也必须将该处空调的排风口关闭，才能进行焊接作业。 2.12 对于厚度在8mm以上（包括8mm）的铝材，焊接要预热,预热温度80℃～120℃，层间温度控制在60℃～100℃。预热时要使用接触式测温仪进行测温，工件板厚不超过50mm时,正对着焊工的工件表面,距坡口表面4倍板厚,最多不超过50mm的距离处测量,当工件厚度超过50mm时,要求的测温点应位于至少75mm距离的母材或坡口任何方向上同一的位置,条件允许时,温度应在加热面的背面上测定,严禁凭个人感觉及经验做事。 2.13 按图纸进行组装,点焊固定,点焊要满足与焊接相同的要求,不属于焊接组成部分的点焊要尽可能在焊接时完全熔化(图纸要求的点焊

铝合金焊接工艺

铝合金焊接工艺 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

铝合金焊接工艺铝合金具有较高的比强度、断裂韧度、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，并且工艺成形性和焊接性能良好，MIG焊是铝合金焊接的主要方法之一。由于铝合金表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于航空、航天及其它运载工具的结构材料；如运载火箭的液体燃料箱，超音速飞机和汽车的结构件以及轻型战车的装甲等。本文主要研究了MIG焊接6063铝合金的工艺方法。焊接材料焊接所采用的母材为6063铝合金，焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，空隙不得大于1mm，以多层焊完结；焊丝所用的材料为5356铝合金焊丝；壁厚在3mm以下时，不开坡口，不留空隙，不加填充丝；焊接薄铝件, 最好是用低温铝焊条WE53。焊前准备坡口加工铝材可采用机械或等离子弧等方法切割下料。坡口加工采用机械加工法。加工坡口表面高应平整、无毛刺和飞边。坡口形式和尺寸根据接头型式，母材厚度、焊接位位置、焊接方法、有无垫板及使用条件。焊接工艺参数的选择应在焊接工艺规程规定的范围内正确选用焊接工艺参数

表1手工钨术氩弧焊接工艺参数焊前清洗首先，用丙酮等有机溶液除去油污，两侧坡口的清理范围不小于50mm，坡口及其附近（包括垫板)的表面应用机械法清理至露出金属光泽。焊丝去除油污后，应采用化学法除去氧化膜，可用5%～10%的NaOH溶液在70℃下浸泡30～60s，清水冲洗后，再用10%的HNO3常温下浸2min，清水冲洗干净后干燥处理。清理后的焊件、焊丝在4h内应尽快完成施焊。焊接工艺要求定位焊缝应符合下列规定： 1）焊件组对可在坡口处点焊定位，也可以坡口内点固。焊接定位焊缝时，选用的焊丝应与母材相匹配。 2）定位焊缝就有适当的长度，间距和高度，以保证其有足够的强度面不致在焊接过程中开裂。 3）定位焊缝如发现缺陷应及时处理。对作为正式焊缝一部分的根部定位焊缝，还应将其表面的黑料，氧化膜清除，并将两端修整成缓坡型。

钢与铝的焊接-CMT技术

钢与铝的焊接-CMT工艺杨修荣珠海科盈焊接器材有限公司摘要：钢与铝是两种目前工业中应用广泛的材料，如何实现两种材料的异种连接，对拓宽产品的设计和制造有高的应用价值。由于钢与铝在热加工过程中，易产生IMP脆性相，因而目前钢与铝的连接大多数仍使用机械方式（如铆接）。近年来国内外的焊接研究单位也在尝试应用摩擦焊、电子束焊、激光焊+挤压等热加工的方式，本文介绍一种新GMAW焊接工艺-CMT（冷金属过渡），可用于镀锌钢板与5或6系铝合金的异种焊接。前言在运输行业（航空航天、汽车…），减轻产品的自重是一项重要的任务，这可以通过选用不同特性的材料来实现，从而获得两种材料的综合优点。铝合金具有其耐腐蚀好、焊接性能好、重量轻等特点；钢是工业应用中最广泛的材料，因而研究这两种材料的连接具有经济价值。例如，许多汽车顶部结构采用铝合金材料，底盘采用钢材，这样既可以减少汽车的重量，又可降低汽车的重心。然而目前，钢与铝的连接仍然大多数采用机械方式，如压紧，铆接。极少数也采用热加工的连接方法如：摩擦焊、点焊、爆炸焊、电子束焊、激光+挤压等，但这些工艺受太多条件的限制（如工件尺寸，接头的形式、焊接位置等） 1 钢与铝焊接存在的问题由于两种材料有着不同的化学和物理性能，如熔点、热膨胀系数、弹性模量等（见表-1），因而通过热加工的焊接工艺来焊接钢与铝时会面临许多问题。名称单位钢纯铝熔点°C1536°C660°C 弹性模量N/mm220400 6750 密度（ 20℃）g/cm37.87 2.7 热传导率W/mK 46 222 标准电压（在25℃）V -0.44 -2.34 表1钢和铝的物理性能

钢与铝的焊接

钢与铝的焊接摘要：最近的调查显示，在工业中钢与铝的异种连接将提高部件的性能，尤其是在汽车工业这两种材料的连接可以降低能耗。由于钢与铝采用热加工方式过程中，易产生IMP（Intermetallic phases）脆性相是非常脆的，会恶化接头的机械性能。因而直到现在，钢与铝的异种接头绝大多数仍采用机械方式进行连接（压紧，铆接…）。在国外，也有尝试采用激光和挤压联合的工艺；国内也有研究所和高校尝试采用电子束焊的工艺。本文介绍的一种新的GMAW工艺来焊接镀锌钢板和铝合金（如5，6系列）前言尤其在运输系统中（如航空、航天、汽车）中，减少重量（意味着降低能耗）是一项重要的任务，这可以通过选用不同特性的材料来完成。钢和铝是工业应用中最广泛的两种材料，铝由于其耐腐蚀性好、焊接性能好，重量低、因而可以降低产品的重量和能耗，许多航空和汽车部件已经开始采用铝材，因而可以综合两种材料的优点：重量降低，导热性和导电性高因而钢与铝这两种材料的连接具有经济的优点然而直到现在钢与铝的连接仍然大多数采用机械方式，如压紧，铆接。而目前热加工的连接方法有，摩擦焊，点焊，爆炸焊，但这些工艺受许多条件的限制（如工件几何形状、尺寸），激光焊和激光-压焊工艺更为复杂。困难和要求 PROBLEMS AND DEMANDS 热加工焊铝存在许多问题，不同的化学和物理性能（熔点、热膨胀系数、弹性模量）、以及铝在钢中易形成非常脆的IMP相，并且，热输入量越多，生成的IMP相就越多，这种脆性相严重破坏接头的静态和动态的强度，图1显示二元的AL-Fe相位图，图中可以看出，只有微量的铝才能熔解在铁中，当含铝量达到12%时，晶体结构就会发生变化，形成FeAL，Fe3Al混合物，这些化合物是非常硬和脆。如果铝扩散到铁中的量更多，IMP相就会形成Fe2Al, Fe2Al5 和FeAl3脆性化合物，这种情况同样发生铁扩散到铝这边。这种扩散是通过不同的化学电位促使的。同时侵蚀也是一个大的问题，电位差别大导到大量的电化学腐蚀发生，因而前文提及热加工钢与铝会受到许多条件限制。一个合格的铝与钢的接头要求IMP 相厚度不能超过10 μm

铝制压力容器焊接工艺规程

铝制压力容器焊接工艺规程 1 适用范围本工艺标准适用于铝及铝合金压力容器的手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接; 2 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》《铝及铝合金热挤压管》第一部分：无缝圆管《铝及铝合金拉（轧）制无缝管》《铝及铝合金焊丝》《铝及铝合金焊接管》《铝制焊接容器》 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; 2.3 作业人员 2.3.1 铝及铝合金施工应具有符合国家质量技术监督或国家压力容器、压力管道监察机构有关法规要求的质量管理体系; 2.3.2 主要作业人员：焊工,管道工,无损探伤工

含铝钢焊接加工中的碳迁移问题

第３２卷第１１期２００２年１１月．鼍焊娥ＥｌｅｃｔｒｉｃＷｄｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＶ０１．３２Ｎｏ．１１ＮＯＶ．２眦碴徊徊瓣蹙胸重嘲蛔鳃蓬穆阗凰周旭辉１，胡传顺１，朱健１，胡希海２（１．辽宁石油化工大学机械学院材料系，辽宁抚顺１１３００１；２．抚顺机械制造有限公司，辽宁抚顺１１３００６）播篓：结合耐石油虞蚀合端锯在我国韵痘鹰情藏凌鬻霭踏撵撼搂羲謦璇连攀褡瘴姆袈新磷鬻避。“ 蕨，姨碳话度囊度撼髓了畲招钢焊接接头申碳骑，扩散建缎ｉ脱，璜＿爱磬的产董糍壤，≮参池，了。抑制嵌挚‰魄溉盘砖巍。。ｔ？、。＋ｊ，；■ 关键谲：含铝钢；炜接；壤迁移；带栈熏裘驭，。¨¨；＋７、：＋＋；。ｉ＋；；｜、～中翻分类号：ＴＧ４０６寰熊稼设褥娓ｊ、。、。、甓毒虢等；ｌ∞ｌ瑚∞闭０２）１ｌ淘∞７—０璋… Ｃａｒｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｎａｌｕｍｉｎｉｕｍ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｅｅｌｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔＺＨＯＵＸｕ—ｈｕｉｌ，ＨＵＣｈｕａｎ．ｓｈｕｎｌ，ＺＨＵＪｉａｎｌ，ＨＵＸｉ—ｈａｉ２（１．ＭａｔｅｒｉａｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｍｅｃｈａｎｉｅａ／ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｅｕ／ｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＵｎ／ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１．Ｃｈｉｎａ：２．ＦｕｓｈｕｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００６，Ｃｈｉｎａｌ．Ａ１３８ｔｒａｅｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｔａｌｋｓａｂｏｕｔｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎｉｕｍ－ｃｏｎｔａｋｆｉｎｇｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅ］ａｔｅｓｌｒｅｓｅａｒｃｈｍｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄａｂｏｕｔｔｈｅｃａｒｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｅｄＪｏｉｎｔｉｎｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．ｐｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃａｒｂｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｙｐａｓｏｎＦ，ｆｏｒｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｒｂｏｎｄｅｐｌｅｔｅｄ／ｅｎｒｌｃｈｅｄｚｏｎｅｗｅＦｌ＝－ｓｔｕｄｉｅｄＳｏｍｅｒｅｌａｔｉｖｅｎｌｅａｓｕｌ＇ｃＳＷＩｊＦｐｐｒｏｐｏｓｅｄ㈣ｔｏｒｅｔａｒｄｏｒｓｕｐｐｒｅｓｓｔ¨ｃａｒｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅｌｄｅｄｉｏｉｎｌｏｆｔｈｅＡＩ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｅｅｌＫｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｉｕｍ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｅｅｌ；ｗｅｈｔ；｛！ａｉｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎ；ｚｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ熔焊接头中的碳迁移，～直是焊接研究者关心的热点问题之－－１”。含铝钢具有良好的抗石油腐蚀性能．受到右化行业的广泛重视。但Ａｌ含量较高时其焊接接头易发生碳迁移，形成脱碳层（ＣＤＺ）／增碳层犯ＥＺ）或铁素体带状组织口，降低了接头组织连续性９Ｉ、塑性…和拉伸强度”Ｉ，影响接头耐腐蚀性Ｍ、高温使用寿命等”，限制ｒ含铝钢在焊接结构中的应用。多年来，国内外对焊接接头碳迁移问题进行了广泛的研究，但对碳迁移形成机理、形成时期的认识仍存在分歧。为进一步推广含铝钢在石化行业中的应用，有必要对此问题作进一步的研究，最大限度地减少铁素体带状组织的产牛。１耐石油腐蚀含铝钢７０年代．结合我国矿产资源情况，参考法国含铝钢（Ｃｒ－Ａ１系），研制了以Ａｌ代铬，不加Ｃｒ、Ｎｊ或少加Ｃｒ、Ｎｉ的含锚钢，如１２ＡＩＭｏＶ、１５Ａ１３ＭｏｗＴｉ等嘲。，由于含铝铜焊接接头中易产生碳迁移（见图１），在相收稿日期：２００２—０６—２５作者简介：周旭辉ｔ１９７０｝，男．工工亍抚顺＾，庄读顽士，主要从事爪力锌器制造盒属焊接性的研究工作。应环境下多为Ｃｒ—Ｍｏ、Ｃｒ～Ｎｉ钢代替。近年随着中东地区等大量高硫原油（Ｓ的质量分数约为３％）的进口，使得在湿硫化氢环境下引起压力容器与管道开裂的事故显著增多，孑Ｔ化行业冉次提出使用经济性、耐腐蚀性好的含铝锕，并开发了１２Ｃｒ２ＡＩＭｏ＇ｖ７、０８Ｃｒ２ＡＩＭｏ、０９Ｃｒ２ＡＩＲＥ等钢，已应用于原油一、二次加Ｉ：装置的换热器管束等设备，取得了良好的经济效益１９１。日前，耐石油腐蚀用钢主要有２大类：一类是各国广泛采用的Ｃｒ—Ｍｏ钢．另一类是我国过去大力发展的含灿钢。含Ａ１钢按ＡＪ含量不同分为３类：．７? 　万方数据

钢与铜的焊接工艺铜与铝的焊接工艺

钢与铜的焊接工艺、铜与铝的焊接工艺默认分类2009-03-13 13:36:18 阅读17 评论0 字号：大中小订阅钢与铜的焊接工艺。钢与铜及铜合金焊接时的主要困难是在焊缝及熔合区易产生裂纹。实践证实，为了保证焊缝具有足够高的抗裂性能，焊缝中铁的质量分数以控制在10%～43%为宜。 ⑴焊接方法及焊接材料低碳钢与铜及铜合金焊接时，可以分别采用手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊。低碳钢与纯铜焊接时采用纯铜作为填充金属材料，如焊条TCu（T107）；钨极氩弧焊时，采用硅锰青铜QSi3-1焊丝。低碳钢与硅青铜、铝青铜焊接时，可采用铝青铜作填充金属材料。不锈钢与铜焊接时，采用镍或镍基合金作填充金属材料。铜和铝的熔点相差达423℃，很难同时熔化，在熔池中会产生脆性化合物AlCu2、Al2Cu3、AlCu、Al2Cu等。当铜铝合金中含铜量在12%～13%以下时，综合性能最好，所以常采用铝焊丝。铜-铝接头的埋弧焊见图7-19。为加速铜的熔化，焊丝应偏离铜板坡口上缘0.5～0.6δ(δ为焊件厚度)。铜侧开半∪形坡口，铝侧为直边，坡口中预置ф3mm的焊丝。当焊件厚度为10mm 时，焊丝直径2.5mm，焊接电流400～420A，电弧电压38～39V，送丝速度332m/h，焊接速度21m/h。焊后，焊缝金属中铜的质量分数8%～10%为符合要求黄铜焊接的方法有：气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊。 1．黄铜的气焊由于气焊火焰的温度低，焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少，所以在黄铜焊接中，气焊是最常用的方法。黄铜气焊采用的焊丝有：丝221、丝222和丝224等，这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素，能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损，有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类，气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成；熔剂如气剂301。 2．黄铜的手工电弧焊焊接黄铜除了用铜227及铜237外，也可以采用自制的焊条。黄铜电弧焊时，应采用直流电源正接法，焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60~70o，为改善焊缝成形，焊件要预热150~250℃。操作时应当用短弧焊接，不作横向和前后摆动，只作直线移动，焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件，焊后必须退火，以消除焊接应力。 2．黄铜的手工氩弧焊黄铜手工氩弧焊可以采用标准黄铜焊丝：丝221、丝222和丝224，也可以采用与母材相同成分的材料作填充材料。焊接紫铜（即一般所称的工业纯铜）的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法，大型结构也可采用自动焊。 1．紫铜的气焊焊接紫铜最常用的是对接接头，搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝，一种是含有脱氧元素的焊丝，如丝201、202；另一种是一般的紫铜丝和母材的切条，采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。 2．紫铜的手工电弧焊在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107，焊芯为紫铜（T2、T3）。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于4毫米时，焊前必须预热，预热温度一般在400~500℃左右。用铜107焊条焊

钢轨铝热焊接使用的工具

第一节钢轨切断机具铝热焊接待焊钢轨轨端出现不符合工艺要求或相关技术条件要求的缺陷时，应当采用机械切断方法将钢轨切断。施工现场一般采用内燃或电动的砂轮切轨机，条件许可时，也可采用其它机械。一般不推荐采用火焰切割方法。图8-1为HC355型内燃切轨机。 HC355型内燃锯轨机为主机和夹轨支架分体式结构，作业时可快速组装及分解。该机以二冲程汽油机为动力，功率在转速9750转/ 分时为。使用两面加强型锯片。锯片中心孔径为25.4mm，直径355mm，厚度4mm，线速度为100m/s。锯轨时，锯片图8-1 HC355型内燃切轨机的转速为5400转/分。主机重18.9Kg，支撑架重9.5Kg。该机锯轨速度快，60Kg钢轨在1分半钟以内可以完成锯轨；并能保证锯轨断面垂直度在1毫米以内的精度要求。第二节轨缝调整装置现场铝热焊接时，预留轨缝与工艺要求不一致时，或者气温变化剧烈时，焊接操作过程中轨缝大小会随轨温而变化。为了使轨缝大小符合工艺图8-2 TR57型液压钢轨拉伸器

要求，并且在焊接操作时，轨缝大小相对固定，此时应当使用钢轨接伸器。钢轨拉伸器具有双向拉伸功能，即既可使轨缝尺寸增加，也可使轨缝尺寸减小。图8-2为TR57型液压钢轨拉伸器。 TR75型液压钢轨拉伸器是用于无缝线路铺设、应力放散及钢轨铝热焊接时拉伸及固定钢轨的专用机械。由手动泵站、夹具体、一对传动油缸及加长杆等部件组成。加长杆有1.8M及1.2M两种。该拉伸器有拉、推双向功能。在压力为600Bar时，拉伸力为75吨；在压力为150Bar时，不用连杆，最大止推力为20吨。油缸行程350㎜。拉伸作业时可以快速的组装及分解。整机装配重量326 Kg。第三节钢轨调校工具焊接两长轨节时，为了保证焊缝质量。在外观上不产生左右错牙、前后高低不平、歪扭等缺陷；以及缩短作业时间，需要备有用于钢轨调校的工具。目前使用的调校工具主要有对正架，起道机，铁楔等。对正架有整体式（如图8-3）与分体式（如图8-4）两种。

铝合金通用焊接工艺规程

铝合金通用焊接工艺规程 1 使用范围及目的范围：本规范是适用于地铁铝合金部件焊接全过程的通用工艺要求。目的：与焊接相关的作业人员按标准规范作业，同时也使焊接过程检查更具可操作性。 2 焊前准备的要求 2.1 在焊接作业前首先必须根据图纸检查来料或可见的重要尺寸、形位公差和焊接质量，来料不合格不能进行焊接作业。 2.2 在焊接作业前，必须将残留在产品表面和型腔内的灰尘、飞溅、毛刺、切削液、铝屑及其它杂物清理干净。 2.3 用棉布将来料或工件上的灰尘和脏物擦干净，如果工件上有油污，使用清洗液清理干净。 2.4 使用风动不锈钢丝轮将焊缝区域内的氧化膜打磨干净，以打磨处呈白亮色为标准，打磨区域为焊缝两侧至少25mm以上。 2.5 焊前确认待焊焊缝区域无打磨时断掉的钢丝等杂物。 2.6 钢焊和铝焊的打磨、清理工具禁止混用。 2.7 原则上工件打磨后在48小时内没有进行焊接，酸洗部件在72小时内没有进行焊接，则焊前必须重新打磨焊接区域。 2.8 为保证焊丝的质量，焊丝原则上用完后再到焊丝房领用，对于晚班需换焊丝的，可以在当天白班下班前领用，禁止现场长时间（24小时以上）存放焊丝。 2.9 在焊接作业前，必须检查焊接设备和工装处于正常工作状态。焊

常用金属(镀锌板、铝合金等)的焊接

常用金属（镀锌板、铝合金等）的焊接 Tags: 铝合金, 镀锌板, 金属, 焊接一、电阻焊前的工件清理无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。不同的金属和合金，需采用不同的清理方法。简介如下：铝及其合金对表面清理的要求十分严格，由于铝对氧的化学亲合力极强，刚清理过的表面上会很快被氧化，形成氧化铝薄膜。因此清理后的表面在焊前允许保持的时间是严格限制的。铝合金的氧化膜主要用以化学方法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将工件放进正磷酸溶液中腐蚀。为了减慢新膜的成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀的同时进行纯化处理。最常用的纯化剂是重铬酸钾和重铬酸纳（见表1）。纯化处理后便不会在除氧化膜的同时，造成工件表面的过分腐蚀。腐蚀后进行冲洗，然后在硝酸溶液中进行亮化处理，以后再次进行冲洗。冲洗后在温度达75℃的干燥室中干燥，活用热空气吹干。这样清理后的工件，可以在焊前保持72h。铝合金也可用机械方法清理。如用0-00号纱布，或用电动或风动的钢丝刷等。但为防止损伤工件表面、钢丝直径不得超过0.2mm，钢丝长度不得短于40mm，刷子压紧于工件的力不得超过15-20N，而且清理后须在不晚于2-3h内进行焊接。为了确保焊接质量的稳定性，目前国内各工厂多在化学清理后，在焊前再用钢丝刷清理工件搭接的内表面。铝合金清理后必须测量放有两铝合金工件的两电极间总阻值R。方法是使用类似于点焊机的专用装置，上面的一各电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出的R值可以最客观地反映出表面清理的质量。对于LY12、LC4、LF6铝合金R不得超过120微欧姆，刚清理后的R一般为40-50微欧，对于导电性更好的LF21、LF2铝合金以及烧结铝类的材料，R不得超过28-40微欧。镁合金一般使用化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。这样处理后会在表面形成薄而致密的氧化膜，它具有稳定的电气性能，可以保持10昼夜或更长时间，性能仍几乎不变。镁合金也可以用钢丝刷清理。铜合金可以通过在硝酸及盐酸中处理，然后进行中和并清除焊接处残留物。不锈钢、高温合金电阻焊时，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷。清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。对于特别重要的工件，有时用电解抛光，但这种方法复杂而且生产率低。钛合金的氧化皮，可在盐酸、硝酸及磷酸钠的混合溶液中进行深度腐蚀加以去除。也可以用钢丝刷或喷丸处理。低碳钢和低合金钢在大气中的抗腐蚀能力较低。因之，这些金属在运输、存放和加工过程中常常用抗蚀油保护。如果涂油表面未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染，在电极的压力下，油膜很容易被挤开，不会影响接头质量。钢的供货状态有：热轧，不酸洗；热轧，酸洗并涂油；冷轧。未酸洗的热轧钢焊接时，必须用喷砂、喷丸，或者用化学腐蚀的方法清除氧化皮，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但含有硫脲的溶液中进行腐蚀，后一种成份可有效地同时进行涂油和腐蚀。有镀层的钢板，除了少数例外，一般不用特殊清理就可以进行焊接，镀铝钢板则需要用钢丝刷或化学腐蚀清理。带有磷酸盐涂层的钢板，其表面电阻会高到在地电极压力下，焊接电流无法通过的程度。只有采用较高的压力才能进行焊接。二、镀锌钢板的点焊

几种铝合金焊接先进工艺

铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。关键词: 铝合金搅拌摩擦焊激光焊激光- 电弧复合焊电子束焊 1 铝合金焊接的特点铝合金由于重量轻、比强度高、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。铝合金焊接有几大难点: ①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍; ②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺; ③铝合金焊接容易产生气孔; ④铝合金焊接易产生热裂纹; ⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形; ⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大 2～4 倍。因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。 2 铝合金的先进焊接工艺针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。 2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al - Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与

铝热焊接钢轨

目录 1、钢轨铝热焊特点及国内应用现状 (1) 2、国外钢轨铝热焊技术的发展 (2) 3、国内铝热焊研究的进展 (3) 3. 1钢轨铝热焊接工艺及焊接工具 (3) 3. 2铝热焊剂 (4) 3. 3铝热焊工艺装备的研制 (4) 3. 4焊后热处理 (4) 4我国铝热焊生产技术的进展 (4) 4. 1铝热焊剂的生产 (4) 4. 2砂型生产 (5) 4. 3焊接材料包装的改进 (5) 5、铝热焊施工工艺 (5) 5.1 工艺流程 (5) 5.2 工艺操作 (5) 6、无缝线路钢轨铝热焊接质量的控制与提高 (8) 6.1 概述 (8) 6.2 常见焊接质量缺陷的原因分析 (8) 6.3 焊接质量控制的措施 (9) 6.4 焊接质量改进建议 (9)

铝热焊接钢轨 1、钢轨铝热焊特点及国内应用现状钢轨铝热焊接其焊接原理是通过配置的铝热剂在坩埚内点燃反应后形成高温铝热钢水注入由焊接沙模和待焊钢轨组成的型腔内，高温钢水通过特别设计的沙模浇注系统，熔化部分待焊钢轨端面，经冷却凝固后将待焊钢轨联结成一个整体。钢轨铝热焊具有以下几个特点： 1）钢轨铝热焊自带热源，因此，设备简单，操作方便，快速，少量人员就可进行焊接操作； 2）钢轨在焊接过程中几何位置几乎不变，因此其平顺性取决于工装卡具，故焊接接头的平顺性优于气压焊。由于焊接过程中钢轨无纵向移动，因此特别适用于跨区间无缝线路的焊接； 3）钢轨铝热焊是铸造过程，其焊缝金属是铸态组织，因此其接头的性能具有铸造的特点。力学性能相对闪光焊、气压焊要差。基于上述特点，铝热焊成为铁路无缝线路铺设的主要现场焊接方法。特别对于提速及高速线路，铝热焊接头以其优良的平顺性而得到世界各国的广泛采用。20实际80年代推出的小型移动式气压焊在铁路高速化的趋势下因其平顺性较差已被逐步淘汰。近年，原来作为厂焊的闪光焊也开始应用于现场焊接，出现了移动式焊轨作业车。但因我国铁路运量巨大，移动式焊轨车必需占用线路、以及道岔空间小等原因，移动式焊轨车无法焊接所有的现场焊接接头，铝热焊仍将是提速及高速线路重要的焊接手段，如下表为钢轨焊接的各种焊接方法的比较与应用范围。 [1]

6系铝合金焊接常识

6系铝合金焊接基础知识焊丝的材质选取：面对6005、6082、5083 等母材来说，选取牌号为5087-AlMg4. 5MnZr ，因为5087 焊丝优点：抗裂性能好、抗气孔性能好，而且强度性能不错。焊丝规格的选取：选择大直径规格的焊丝。规格大的焊丝表面积小于小规格焊丝，故氧化面少，焊接质量更容易达到要求另外大直径焊丝的送丝过程更容易操作。对于6 毫米以下板厚的母材一般采用1. 2 毫米直径的焊丝，对于6 毫米及以上板厚的母材采用1. 8毫米直径的焊丝。自动焊机采用1. 6 毫米直径的焊丝。预热及层间温度的控制：超过6 mm 的材料焊接时，都要焊前预热，预热温度控制在70 ℃～110 ℃之间，层间温度控制在80 ℃～ 90 ℃之间。预热温度过高，可能对铝合金的合金性能造成影响，出现退化，焊缝成形不良等现象。并且会使铝焊热裂纹的产生机率增加。保护气体的选用： Ar100 %的特点是电弧稳定、引弧方便，对于6mm以下母材采用Ar100 %焊接。对于6 mm 及以上母材和气孔要求高的焊缝，采用Ar70 % + He30 %进行焊接。氦气的特点在于：10 倍于氩气的导热性，焊接速度更快，气孔率减少，熔深增加。当然氦气是用于比较高端的产品，一般都是用氩气保护。焊前清理：焊接铝合金需要最干净的准备工作，否则其抗腐蚀能力下降，而且容易产生气孔。焊接铝合金应该与焊钢的习惯彻底区分。焊钢已经用过的工具，严禁焊接铝合金时使用。清理焊缝区域的氧化膜等杂质，尽可能使用不锈钢刷或者用丙酮清洗。不能使用砂轮打磨，因为使用砂轮打磨只会使氧化膜熔合在焊材表面，而不会真正去除。而且如果使用硬质砂轮，其中的杂质会进入焊缝，导致热裂纹。此外，由于Al2O3 膜

铝及铝合金的焊接方法

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。（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。（8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。 2．焊接方法几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性