太原科技大学材料科学与工程学院铝及铝合金焊接结构铝及铝合金焊接结构葛亚琼葛亚琼葛亚琼葛亚琼太原科技大学太原科技大学太原科技大学太原科技大学太原科技大学材料科学与工程学院变形铝合金变形铝合金变形铝合金变形铝合金铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合合合合金金金金工业纯铝工业纯铝工业纯铝工业纯铝铸造铝合金铸造铝合金铸造铝合金铸造铝合金非时效强非时效强非时效强非时效强化铝合金化铝合金化铝合金化铝合金时效强化时效强化时效强化时效强化铝合金铝合金铝合金铝合金Al-Mn Al-Mn LF21LF21Al-Mg Al-Mg LF2LF2Al-Mg-Mn Al-Mg-Mn LF1 LF1Al-Cu-Mg Al-Cu-Mg LY12LY12 Al-Zn-Mg-Cu Al-Zn-Mg-Cu LC4LC4Al-Mg-Si Al-Mg-Si LD1 LD1新型铝合金新型铝合金新型铝合金新型铝合金Al-LiAl-LiAl-SiAl-Si系合金系合金系合金系合金ZL102ZL102 Al-CuAl-Cu系合金系合金系合金系合金ZL201ZL201 Al-MgAl-Mg系合金系合金系合金系合金ZL301ZL301 Al-ZnAl-Zn系合金系合金系合金系合金ZL401ZL401 一、铝及铝合金的分类太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院非热处理强化铝合金非热处理强化铝合金非热处理强化铝合金非热处理强化铝合金可通过加工硬化、固溶强化提高力可通过加工硬化、固溶强化提高力可通过加工硬化、固溶强化提高力可通过加工硬化、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，学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，学性能，特点是强度中等、塑性及耐蚀性好，又称防锈铝，焊接性良好焊接性良好焊接性良好焊接性良好，是焊接结构中应用最广的铝合金。，是焊接结构中应用最广的铝合金。，是焊接结构中应用最广的铝合金。，是焊接结构中应用最广的铝合金。热处理强化铝合金热处理强化铝合金热处理强化铝合金热处理强化铝合金是通过固溶、淬火、时效等工艺提高是通过固溶、淬火、时效等工艺提高是通过固溶、淬火、时效等工艺提高是通过固溶、淬火、时效等工艺提高力学性能。经热处理后可显著提高抗拉强度，但力学性能。经热处理后可显著提高抗拉强度，但力学性能。经热处理后可显著提高抗拉强度，但力学性能。经热处理后可显著提高抗拉强度，但焊接性较焊接性较焊接性较焊接性较差差差差，熔焊时产生焊接裂纹的倾向较大，焊接接头的力学性，熔焊时产生焊接裂纹的倾向较大，焊接接头的力学性，熔焊时产生焊接裂纹的倾向较大，焊接接头的力学性，熔焊时产生焊接裂纹的倾向较大，焊接接头的力学性能下降。热处理强化铝合金包括硬铝、超硬铝、锻铝等。能下降。热处理强化铝合金包括硬铝、超硬铝、锻铝等。能下降。热处理强化铝合金包括硬铝、超硬铝、锻铝等。能下降。热处理强化铝合金包括硬铝、超硬铝、锻铝等。 太原科技大学材料科学与工程学院常用的铝合金焊丝常用的铝合金焊丝 4043（Al-Si）：用于）：用于Al-Si和和Al-Mg-Si系（系（6061、6082等）以及铸铝和锻铝合金之间的等）以及铸铝和锻铝合金之间的MIG和和TIG焊。焊。5356（Al-Mg-Si）：用于）：用于Al-Mg系（系（Mg5%）合金的）合金的MIG和和TIG焊。焊。太原科技大学材料科学与工程学院二、铝及铝合金的特点太原科技大学材料科学与工程学院 活性强，活性强，活性强，活性强，在空气中容易形成在空气中容易形成在空气中容易形成在空气中容易形成AlAl2 2OO3 3氧化膜氧化膜氧化膜氧化膜 AlAl2 2OO3 3氧化膜密度氧化膜密度氧化膜密度氧化膜密度3.953.953.953.95g/cmg/cm3 3，比铝大比铝大比铝大比铝大(2.7 g/cm(2.7 g/cm3 3) ) AlAl2 2OO3 3氧化膜吸水性强氧化膜吸水性强氧化膜吸水性强氧化膜吸水性强 导热系数大导热系数大导热系数大导热系数大 线膨胀系数大线膨胀系数大线膨胀系数大线膨胀系数大太原科技大学材料科学与工程学院固体金属的表面结构固体金属的表面结构 在在在在氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜之之之之下下下下是是是是一一一一层层层层厚厚厚厚度度度度约约约约为为为为1-2m1-2m厚厚厚厚的的的的微微微微晶晶晶晶组组组组织织织织，其其其其下下下下层层层层是是是是1-10m1-10m的的的的变变变变形形形形层层层层，这这这这一一一一层层层层则则则则是是是是由由由由于于于于金金金金属属属属在在在在成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。成形加工（如压力加工）时所形成的晶粒变形的结构。太原科技大学材料科学与工程学院 铝铝铝铝及及及及其其其其合合合合金金金金的的的的化化化化学学学学活活活活性性性性很很很很强强强强，表表表表面面面面极极极极易易易易形形形形成成成成难难难难熔熔熔熔氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜（AlAl2 2OO3 3熔熔熔熔点点点点约约约约为为为为20502050，MgOMgO熔熔熔熔点点点点约约约约为为为为25002500），加加加加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成之铝及其合金导热性强，焊接时易造成之铝及其合金导热性强，焊接时易造成之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合不熔合不熔合不熔合现象。现象。现象。现象。 由由由由于于于于氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜密密密密度度度度与与与与铝铝铝铝的的的的密密密密度度度度接接接接近近近近，也也也也易易易易成成成成为为为为焊焊焊焊缝缝缝缝金金金金属属属属的的的的夹杂物夹杂物夹杂物夹杂物。 氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜（特特特特别别别别是是是是有有有有MgOMgO存存存存在在在在的的的的不不不不很很很很致致致致密密密密的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜）可可可可吸吸吸吸收较多水分而成为焊缝收较多水分而成为焊缝收较多水分而成为焊缝收较多水分而成为焊缝气孔气孔气孔气孔的重要原因至一。的重要原因至一。的重要原因至一。的重要原因至一。三、铝及铝合金的焊接性分析铝铝铝铝及及及及其其其其合合合合金金金金的的的的线线线线膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数大大大大，焊焊焊焊接接接接时时时时容容容容易易易易产产产产生生生生翘翘翘翘曲曲曲曲变变变变形形形形。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。太原科技大学材料科学与工程学院 气孔气孔气孔气孔铝是活性元素，本身能脱氧，不象钢焊接过程中铝是活性元素，本身能脱氧，不象钢焊接过程中铝是活性元素，本身能脱氧，不象钢焊接过程中铝是活性元素，本身能脱氧，不象钢焊接过程中会形成会形成会形成会形成COCO或或或或CO2CO2气孔，所以主要是氢气孔。气孔，所以主要是氢气孔。气孔，所以主要是氢气孔。气孔，所以主要是氢气孔。1.1.1.1.气孔的分布特征气孔的分布特征气孔的分布特征气孔的分布特征 临近焊缝表层的临近焊缝表层的临近焊缝表层的临近焊缝表层的“皮下气孔皮下气孔皮下气孔皮下气孔” 焊缝中部或根部的焊缝中部或根部的焊缝中部或根部的焊缝中部或根部的“密集气孔密集气孔密集气孔密集气孔” 熔合区边界的熔合区边界的熔合区边界的熔合区边界的“氧化膜气孔氧化膜气孔氧化膜气孔氧化膜气孔”太原科技大学材料科学与工程学院2. 2. 气孔的成因气孔的成因气孔的成因气孔的成因(1) (1) 焊接区内存在氢的来源焊接区内存在氢的来源焊接区内存在氢的来源焊接区内存在氢的来源(2)(2)(2)(2)铝合金中氢的溶解度存在突变铝合金中氢的溶解度存在突变铝合金中氢的溶解度存在突变铝合金中氢的溶解度存在突变(3) 3) 导热系数大导热系数大导热系数大导热系数大熔池结晶速度快熔池结晶速度快熔池结晶速度快熔池结晶速度快(4) 4) 密度低密度低密度低密度低氢的来源氢的来源氢的来源氢的来源弧柱气氛弧柱气氛弧柱气氛弧柱气氛焊接材料吸附水分焊接材料吸附水分焊接材料吸附水分焊接材料吸附水分母材吸附水分母材吸附水分母材吸附水分母材吸附水分气泡不易上浮气泡不易上浮气泡不易上浮气泡不易上浮太原科技大学材料科学与工程学院氢在铝中的溶解度氢在铝中的溶解度氢在铝中的溶解度氢在铝中的溶解度氢在铝合金的凝固点时氢在铝合金的凝固点时从从0.69突降到突降到0.036ml/100g，相差约，相差约20倍，这是产生气孔的重倍，这是产生气孔的重要原因。要原因。太原科技大学材料科学与工程学院 冷却速度很大时，在凝固点以上溶解度差形成的气孔虽冷却速度很大时，在凝固点以上溶解度差形成的气孔虽然不多，但来不及逸出，形成粗大孤立的皮下气孔。然不多，但来不及逸出，形成粗大孤立的皮下气孔。 铝合金焊接中的铝合金焊接中的“皮下皮下气孔气孔”（LF6，TIG）太原科技大学材料科学与工程学院铝合金的焊接 冷却速度较小，在凝固点溶解度发生突变，沿结晶的层状冷却速度较小，在凝固点溶解度发生突变，沿结晶的层状线形成均布形式的线形成均布形式的“结晶层气孔结晶层气孔”。铝合金焊缝中均布形式的铝合金焊缝中均布形式的“结晶层气孔结晶层气孔”（Al-Zn-Mg,TIG）太原科技大学材料科学与工程学院铝合金的焊接 3.3.焊缝气孔的影响因素焊缝气孔的影响因素焊缝气孔的影响因素焊缝气孔的影响因素 1）焊接方法的影响）焊接方法的影响MIG焊时，焊丝以细小熔滴形式向熔池过渡，焊时，焊丝以细小熔滴形式向熔池过渡，弧柱温弧柱温度高，熔滴比表面积大，熔滴易于吸氢；度高，熔滴比表面积大，熔滴易于吸氢；TIG焊时，主要是熔池金属表面与氢反应，比表面积小，焊时，主要是熔池金属表面与氢反应，比表面积小，熔池温度小于弧柱，吸氢条件不如熔池温度小于弧柱，吸氢条件不如MIG有利；有利；另外，另外，MIG焊熔池深度大于焊熔池深度大于TIG焊，不利于氢气泡的逸焊，不利于氢气泡的逸出。出。所以，在同样的气氛条件下，所以，在同样的气氛条件下，MIG焊时焊缝气孔倾向焊时焊缝气孔倾向比比TIG焊时大。焊时大。太原科技大学材料科学与工程学院铝合金的焊接 2）极性的影响）极性的影响 TIG焊时，直流反接，具有阴极雾化作用，可以避免氢焊时，直流反接，具有阴极雾化作用，可以避免氢的产生，但钨极易烧损，形成缺陷；正接时无阴极雾化作用，的产生，但钨极易烧损，形成缺陷；正接时无阴极雾化作用，熔深大，对气泡逸出不利，所以采用交流。熔深大，对气泡逸出不利，所以采用交流。MIG焊时，采用直流反接，无阴极雾化作用，也没有钨焊时，采用直流反接，无阴极雾化作用，也没有钨极烧损。极烧损。太原科技大学材料科学与工程学院 3）焊接工艺参数）焊接工艺参数 焊接规范主要影响熔池在高温的停留时间，从而对氢的溶入焊接规范主要影响熔池在高温的停留时间，从而对氢的溶入时间和析出时间产生影响。时间和析出时间产生影响。 TIG焊时，采用小线能量，采用较大的规范，高的焊速，减焊时，采用小线能量，采用较大的规范，高的焊速，减少熔池存在时间，减小氢的溶入；少熔池存在时间，减小氢的溶入；MIG焊时，焊丝氧化膜的影响更为显著，不能通过减少熔池焊时，焊丝氧化膜的影响更为显著，不能通过减少熔池时间来防止氢向熔池的溶入，所以通过降低焊速和提高焊接线能时间来防止氢向熔池的溶入，所以通过降低焊速和提高焊接线能量来增大溶池存在时间，有利于减少焊缝中的气孔。量来增大溶池存在时间，有利于减少焊缝中的气孔。太原科技大学材料科学与工程学院4）保护气体中的水分和氧化性影响）保护气体中的水分和氧化性影响 采用高纯采用高纯Ar或采用或采用Ar+He改变（即提高）热容量，改改变（即提高）热容量，改变溶池形状，使尖变溶池形状，使尖“V”型变为圆底型，延长溶池停留时间，型变为圆底型，延长溶池停留时间，有利于气孔逸出；有利于气孔逸出；或者采用或者采用Ar+0.51%O2，Ar+25%CO2，增强保护气氛增强保护气氛的氧化性，减少氢。的氧化性，减少氢。太原科技大学材料科学与工程学院铝合金的焊接 5）表面状态的影响）表面状态的影响 不同的焊材、母材，其氧化膜性质不同，对气不同的焊材、母材，其氧化膜性质不同，对气孔的影响有差别。孔的影响有差别。MgO疏松，易吸水，产生气孔倾向大；疏松，易吸水，产生气孔倾向大；MnO致密，不易吸水，气孔倾向小。致密，不易吸水，气孔倾向小。太原科技大学材料科学与工程学院氧化膜中水分的影响氧化膜中水分的影响氧化膜中水分的影响氧化膜中水分的影响 在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已在正常的焊接条件下，对于气氛中的水分已严格限制，这时，焊丝或工件氧化膜中所吸附的严格限制，这时，焊丝或工件氧化膜中所吸附的严格限制，这时，焊丝或工件氧化膜中所吸附的严格限制，这时，焊丝或工件氧化膜中所吸附的水分将是生成焊缝气孔的主要原因。水分将是生成焊缝气孔的主要原因。水分将是生成焊缝气孔的主要原因。水分将是生成焊缝气孔的主要原因。氧化膜不致氧化膜不致氧化膜不致氧化膜不致密、吸水性强的铝合金（如密、吸水性强的铝合金（如密、吸水性强的铝合金（如密、吸水性强的铝合金（如Al-MgAl-Mg合金），比氧合金），比氧合金），比氧合金），比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。 MIG MIG焊焊焊焊由于熔深大，坡口端部的氧化膜能迅速熔由于熔深大，坡口端部的氧化膜能迅速熔由于熔深大，坡口端部的氧化膜能迅速熔由于熔深大，坡口端部的氧化膜能迅速熔化，有利于氧化膜中水分的排除，化，有利于氧化膜中水分的排除，化，有利于氧化膜中水分的排除，化，有利于氧化膜中水分的排除，氧化膜对焊缝氧化膜对焊缝氧化膜对焊缝氧化膜对焊缝气孔的影响就小得多。气孔的影响就小得多。气孔的影响就小得多。气孔的影响就小得多。太原科技大学材料科学与工程学院 TIGTIG焊焊焊焊时时时时，在在在在熔熔熔熔透透透透不不不不足足足足的的的的情情情情况况况况下下下下，母母母母材材材材坡坡坡坡口口口口根根根根部部部部未未未未除除除除净净净净的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜所所所所吸吸吸吸附附附附的的的的水水水水分分分分是是是是产产产产生生生生焊焊焊焊缝缝缝缝气气气气孔孔孔孔的的的的主主主主要要要要原原原原因因因因。这这这这种种种种氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜不不不不仅仅仅仅提提提提供供供供了了了了氢氢氢氢的的的的来来来来源源源源，而而而而且且且且能能能能使使使使气气气气泡泡泡泡聚聚聚聚集集集集附附附附着着着着。刚刚刚刚形形形形成成成成熔熔熔熔池池池池时时时时，如如如如果果果果坡坡坡坡口口口口附附附附近近近近的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜未未未未能能能能完完完完全全全全熔熔熔熔化化化化而而而而残残残残存存存存下下下下来来来来，则则则则氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜中中中中水水水水分分分分因因因因受受受受热热热热而而而而分分分分解解解解出出出出氢氢氢氢，并并并并在在在在氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜上上上上萌萌萌萌生生生生气气气气泡泡泡泡；由由由由于于于于气气气气泡泡泡泡是是是是附附附附着着着着在在在在残残残残留留留留氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜上上上上，不不不不易易易易脱脱脱脱离离离离浮浮浮浮出出出出，且且且且因气泡是在熔化早期形成的，有条件因气泡是在熔化早期形成的，有条件因气泡是在熔化早期形成的，有条件因气泡是在熔化早期形成的，有条件太原科技大学材料科学与工程学院 长长长长大大大大，所所所所以以以以常常常常造造造造成成成成集集集集中中中中的的的的大大大大气气气气孔孔孔孔。这这这这种种种种气气气气孔孔孔孔在在在在焊焊焊焊缝缝缝缝根根根根部部部部未未未未熔熔熔熔合合合合时时时时就就就就更更更更严严严严重重重重。坡坡坡坡口口口口端端端端部部部部氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜引引引引起起起起的的的的气气气气孔孔孔孔，常常常常沿沿沿沿着着着着熔熔熔熔合合合合区区区区原原原原坡坡坡坡口口口口边边边边缘缘缘缘分分分分布布布布，内内内内壁壁壁壁呈呈呈呈氧氧氧氧化化化化色色色色，这这这这是是是是其其其其重重重重要要要要特特特特征征征征。由由由由于于于于Al-MgAl-Mg合合合合金金金金比比比比纯纯纯纯铝铝铝铝更更更更易易易易于于于于形形形形成成成成疏疏疏疏松松松松而而而而吸吸吸吸水水水水性性性性强强强强的的的的厚厚厚厚氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜，所所所所以以以以Al-MgAl-Mg合合合合金金金金比比比比纯纯纯纯铝铝铝铝更更更更容容容容易易易易产产产产生生生生这这这这种种种种集集集集中中中中的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜气气气气孔孔孔孔。因因因因此此此此，焊焊焊焊接接接接铝铝铝铝镁镁镁镁合合合合金金金金时时时时，焊前须仔细清除坡口端部的氧化膜。焊前须仔细清除坡口端部的氧化膜。焊前须仔细清除坡口端部的氧化膜。焊前须仔细清除坡口端部的氧化膜。太原科技大学材料科学与工程学院母材氧化膜引起的气孔（母材氧化膜引起的气孔（LF6，TIG)太原科技大学材料科学与工程学院 6）环境因素的影响）环境因素的影响环境因素主要是指温度和湿度。环境因素主要是指温度和湿度。 0 C以下，湿度不影响气孔的产生；以下，湿度不影响气孔的产生；0 C以上，温度越高，湿度越大，越易对气孔敏感。以上，温度越高，湿度越大，越易对气孔敏感。另外，表面油污也可以导致气孔。另外，表面油污也可以导致气孔。太原科技大学材料科学与工程学院4. 4. 气孔的防止气孔的防止气孔的防止气孔的防止(1)(1)(1)(1)减少氢的来源减少氢的来源减少氢的来源减少氢的来源 a a 对焊接材料干燥处理，降低气氛中的水分对焊接材料干燥处理，降低气氛中的水分对焊接材料干燥处理，降低气氛中的水分对焊接材料干燥处理，降低气氛中的水分 使使使使用用用用的的的的焊焊焊焊接接接接材材材材料料料料（包包包包括括括括保保保保护护护护气气气气体体体体、焊焊焊焊丝丝丝丝、焊焊焊焊条条条条等等等等）要要要要严严严严格格格格限限限限制制制制含含含含水水水水量量量量，使使使使用用用用前前前前需需需需干干干干燥燥燥燥处处处处理理理理。一一一一般般般般认认认认为为为为，氩氩氩氩气气气气中中中中的的的的含含含含水水水水量量量量小小小小于于于于0.08%0.08%时时时时不不不不易易易易形成气孔。氩气的管路也要保持干燥。形成气孔。氩气的管路也要保持干燥。形成气孔。氩气的管路也要保持干燥。形成气孔。氩气的管路也要保持干燥。 b b 焊前清除焊丝及母材表面的氧化膜和污染物焊前清除焊丝及母材表面的氧化膜和污染物焊前清除焊丝及母材表面的氧化膜和污染物焊前清除焊丝及母材表面的氧化膜和污染物太原科技大学材料科学与工程学院 焊焊焊焊前前前前处处处处理理理理十十十十分分分分重重重重要要要要。焊焊焊焊丝丝丝丝及及及及母母母母材材材材表表表表面面面面的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜应应应应彻彻彻彻底底底底清清清清除除除除，采采采采用用用用化化化化学学学学方方方方法法法法或或或或机机机机械械械械方方方方法法法法均均均均可，若两者并用效果更好。可，若两者并用效果更好。可，若两者并用效果更好。可，若两者并用效果更好。 例例例例如如如如对对对对铝铝铝铝合合合合金金金金母母母母材材材材化化化化学学学学清清清清洗洗洗洗后后后后，焊焊焊焊前前前前可可可可用用用用细细细细钢钢钢钢丝丝丝丝刷刷刷刷再再再再全全全全面面面面刷刷刷刷一一一一遍遍遍遍近近近近缝缝缝缝区区区区，并并并并用用用用刮刮刮刮刀刀刀刀刮刮刮刮削削削削坡坡坡坡口口口口端端端端面面面面和和和和焊焊焊焊缝缝缝缝两两两两侧侧侧侧20mm20mm范范范范围围围围的的的的母母母母材材材材；将将将将坡坡坡坡口口口口下下下下端端端端（根根根根部部部部) )刮刮刮刮去去去去一一一一个个个个倒倒倒倒角角角角，成成成成为为为为倒倒倒倒V V形形形形小小小小坡坡坡坡口口口口（铲铲铲铲根根根根，防防防防止止止止根根根根部部部部氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜引引引引起起起起的的的的气气气气孔孔孔孔）；装装装装配配配配时时时时要要要要防防防防止止止止再再再再度度度度弄弄弄弄脏脏脏脏。机机机机械械械械清清清清理理理理后后后后表表表表面面面面氧氧氧氧化化化化速速速速度很快，应及时进行焊接。度很快，应及时进行焊接。度很快，应及时进行焊接。度很快，应及时进行焊接。太原科技大学材料科学与工程学院图图图图 清根对焊缝气孔的影响清根对焊缝气孔的影响清根对焊缝气孔的影响清根对焊缝气孔的影响（Al-4Mg-1MnAl-4Mg-1Mn，MIGMIG）11未清根未清根未清根未清根22清根清根清根清根太原科技大学材料科学与工程学院(2)(2)控制焊接工艺控制焊接工艺 焊焊接接参参数数的的影影响响可可归归结结为为对对熔熔池池在在高高温温存存在在时时间间的的影影响响，也也就就是是对对氢氢溶溶入入时时间间和和氢氢析析出出时时间间的的影影响响。熔熔池池高高温温存存在在时时间间增增长长，有有利利于于氢氢的的逸逸出出，但但也也有有利利于于氢氢的的溶溶入入；反反之之，熔熔池池高高温温存存在在时时间间减减少少，可可减减少少氢氢的的溶溶入入，但但也也不不利利于于氢氢的的逸逸出出。焊焊接接参参数数不不当当时时，如如造造成成氢氢的的溶溶入入量量多多而而又又不不利利于于逸逸出出时时，气气孔倾向势必增大。孔倾向势必增大。太原科技大学材料科学与工程学院 对对于于TIG焊焊参参数数的的选选择择，一一方方面面采采用用小小热热输输入入以以减减少少熔熔池池存存在在时时间间，从从而而减减少少气气氛氛中中氢氢的的溶溶入入，因因而而须须适适当当提提高高焊焊接接速速度度；同同时时又又要要保保证证根根部部熔熔合合，以以利利根部氧化膜中的气泡浮出，又须适当增大焊接电流。根部氧化膜中的气泡浮出，又须适当增大焊接电流。图图 焊接工艺参数对气孔倾向的影响（焊接工艺参数对气孔倾向的影响（5A065A06，TIGTIG）太原科技大学材料科学与工程学院 在在在在MIGMIG焊焊焊焊条条条条件件件件下下下下，焊焊焊焊丝丝丝丝氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜的的的的影影影影响响响响更更更更明明明明显显显显，减减减减少少少少熔熔熔熔池池池池存存存存在在在在时时时时间间间间，难难难难以以以以有有有有效效效效地地地地防防防防止止止止焊焊焊焊丝丝丝丝氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜分分分分解解解解出出出出来来来来的的的的氢向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。氢向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。氢向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。氢向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。 图图图图 5 MIG5 MIG5 MIG5 MIG焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系焊接时焊缝气孔倾向与焊接工艺参数的关系（板（板（板（板Al-2.5%MgAl-2.5%MgAl-2.5%MgAl-2.5%Mg，焊丝，焊丝，焊丝，焊丝Al-3.5%MgAl-3.5%MgAl-3.5%MgAl-3.5%Mg）太原科技大学材料科学与工程学院图图图图5 5 5 5 板厚及接头形式对焊缝气体含量的影响（板厚及接头形式对焊缝气体含量的影响（板厚及接头形式对焊缝气体含量的影响（板厚及接头形式对焊缝气体含量的影响（MIGMIGMIGMIG）1 1 1 1对接接头对接接头对接接头对接接头 2 2 2 2T T T T型接头型接头型接头型接头太原科技大学材料科学与工程学院 因因因因此此此此，在在在在MIGMIG焊焊焊焊条条条条件件件件下下下下，接接接接头头头头冷冷冷冷却却却却条条条条件件件件对对对对焊焊焊焊缝缝缝缝气气气气体体体体含含含含量量量量有有有有较较较较明明明明显显显显的的的的影影影影响响响响。必必必必要要要要时时时时可可可可采采采采取取取取预预预预热热热热来来来来降降降降低低低低接接接接头头头头冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度，以以以以利利利利气气气气体体体体逸逸逸逸出出出出，这这这这对对对对减少焊缝气孔倾向有一定好处。减少焊缝气孔倾向有一定好处。减少焊缝气孔倾向有一定好处。减少焊缝气孔倾向有一定好处。 改改改改变变变变弧弧弧弧柱柱柱柱气气气气氛氛氛氛的的的的性性性性质质质质，对对对对焊焊焊焊缝缝缝缝气气气气孔孔孔孔倾倾倾倾向向向向也也也也有有有有一一一一些些些些影影影影响响响响。例例例例如如如如，在在在在氩氩氩氩弧弧弧弧焊焊焊焊时时时时，ArAr中中中中加加加加入入入入少少少少量量量量COCO2 2或或或或OO2 2等等等等氧氧氧氧化化化化性性性性气气气气体体体体，使使使使氢氢氢氢发发发发生生生生氧氧氧氧化化化化而而而而减减减减小小小小氢氢氢氢分分分分压压压压，能能能能减减减减少少少少气气气气孔孔孔孔的的的的生生生生成成成成倾倾倾倾向向向向。但但但但是是是是COCO2 2或或或或OO2 2的的的的数数数数量量量量要要要要适适适适当当当当控控控控制制制制，数数数数量量量量少少少少时时时时无无无无效效效效果果果果，过过过过多多多多时时时时又会使焊缝表面氧化严重而发黑。又会使焊缝表面氧化严重而发黑。又会使焊缝表面氧化严重而发黑。又会使焊缝表面氧化严重而发黑。 太原科技大学材料科学与工程学院 热裂纹热裂纹 铝铝铝铝及及及及其其其其合合合合金金金金焊焊焊焊接接接接时时时时，常常常常见见见见的的的的热热热热裂裂裂裂纹纹纹纹主主主主要要要要是是是是焊焊焊焊缝缝缝缝凝凝凝凝固裂纹和近缝区液化裂纹。固裂纹和近缝区液化裂纹。固裂纹和近缝区液化裂纹。固裂纹和近缝区液化裂纹。 铝合金是典型的二元或多元共晶合金，在焊接加热和冷铝合金是典型的二元或多元共晶合金，在焊接加热和冷却过程很迅速，合金来不及建立平衡状态，固相和液相之间却过程很迅速，合金来不及建立平衡状态，固相和液相之间的扩散来不及进行，先结晶的为高熔点组元，后结晶的为低的扩散来不及进行，先结晶的为高熔点组元，后结晶的为低熔点组元被排挤到焊缝中心，在焊接应力作用下发生开裂，熔点组元被排挤到焊缝中心，在焊接应力作用下发生开裂，形成焊缝中心结晶裂纹。形成焊缝中心结晶裂纹。太原科技大学材料科学与工程学院 铝合金接头中的结晶裂纹铝合金接头中的结晶裂纹太原科技大学材料科学与工程学院 铝合金接头热影响区中的液化裂纹铝合金接头热影响区中的液化裂纹太原科技大学材料科学与工程学院 液化裂纹的说明液化裂纹的说明 在母材的热影响区中，成在母材的热影响区中，成分为分为XC的铝合金在平衡状态下，的铝合金在平衡状态下，t1温度下组织为温度下组织为 + ，t2时时 中的中的组元开始向组元开始向 固溶体溶解，固溶体溶解，t3时时全部转化为全部转化为 固溶体。固溶体。 太原科技大学材料科学与工程学院 液化裂纹的说明液化裂纹的说明 在焊接快速加热条件下，在焊接快速加热条件下，在在t2 来不及溶解，达不到平衡，来不及溶解，达不到平衡，到到t3时仍可能为时仍可能为 + 两相状态，两相状态，t4时已超过共晶温度，时已超过共晶温度， 中的组中的组元还未完全溶入元还未完全溶入 固溶体，则在固溶体，则在 和和 两相界面出现共晶液相，两相界面出现共晶液相，这种局部液化在焊接应力下沿这种局部液化在焊接应力下沿晶界液膜形成晶界液膜形成“液化裂纹液化裂纹”。太原科技大学材料科学与工程学院1.1.热裂纹的形成原因热裂纹的形成原因热裂纹的形成原因热裂纹的形成原因 1）拘束度的影响；）拘束度的影响；2）液固相距离宽，生成柱状晶，柱状晶之间产）液固相距离宽，生成柱状晶，柱状晶之间产生成分偏析，导致容易产生裂纹；生成分偏析，导致容易产生裂纹；3）材料因素的影响：）材料因素的影响：a）铝合金为共晶合金，裂纹倾向与合金结晶）铝合金为共晶合金，裂纹倾向与合金结晶温度区间大小有关系；温度区间大小有关系； 太原科技大学材料科学与工程学院几种铝合金热裂倾向最大时的合金组元浓度几种铝合金热裂倾向最大时的合金组元浓度(xm)：Al-Mg：xm=2%Mg；Al-Zn：xm=1012%Zn；Al-Si：xm=0.72%Si；Al-Cu：xm=2%Cu。 如果存在其他元素或杂质时，可能出现三元共如果存在其他元素或杂质时，可能出现三元共晶，其熔点比二元更低，结晶温度区间更大，更容晶，其熔点比二元更低，结晶温度区间更大，更容易产生热裂纹。易产生热裂纹。太原科技大学材料科学与工程学院铝合金的焊接 b)线膨胀系数大，是钢的线膨胀系数大，是钢的1倍，在拘束条倍，在拘束条件下焊接，容易产生较大的焊接应力，增大裂件下焊接，容易产生较大的焊接应力，增大裂纹倾向；纹倾向；c)铝合金焊接过程中无相变，柱状晶粗大，铝合金焊接过程中无相变，柱状晶粗大，容易偏析。容易偏析。太原科技大学材料科学与工程学院 2 2 防止焊接热裂纹的途径防止焊接热裂纹的途径防止焊接热裂纹的途径防止焊接热裂纹的途径母材的合金系对焊接热裂纹有重要的影响。母材的合金系对焊接热裂纹有重要的影响。母材的合金系对焊接热裂纹有重要的影响。母材的合金系对焊接热裂纹有重要的影响。 对对对对于于于于焊焊焊焊缝缝缝缝金金金金属属属属的的的的凝凝凝凝固固固固裂裂裂裂纹纹纹纹，主主主主要要要要是是是是通通通通过过过过合合合合理理理理确确确确定定定定焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的合合合合金金金金成成成成分分分分，并并并并配配配配合合合合适适适适当当当当的的的的焊焊焊焊接接接接工工工工艺艺艺艺来来来来进行控制。进行控制。进行控制。进行控制。 1 1）合金系的影响）合金系的影响）合金系的影响）合金系的影响 在在在在铝铝铝铝中中中中加加加加入入入入CuCu、MnMn、SiSi、MgMg、ZnZn等等等等合合合合金金金金元元元元素素素素可可可可获获获获得得得得不不不不同同同同性性性性能能能能的的的的合合合合金金金金，各各各各种种种种合合合合金金金金元元元元素素素素对对对对铝铝铝铝合合合合金焊接裂纹的影响如图所示。金焊接裂纹的影响如图所示。金焊接裂纹的影响如图所示。金焊接裂纹的影响如图所示。太原科技大学材料科学与工程学院图图图图5 Al-Mg5 Al-Mg5 Al-Mg5 Al-Mg合金焊缝凝固裂纹与含合金焊缝凝固裂纹与含合金焊缝凝固裂纹与含合金焊缝凝固裂纹与含MgMgMgMg量量量量的关系（的关系（的关系（的关系（T T T T形角接接头）形角接接头）形角接接头）形角接接头）1 1 1 1连续焊道连续焊道连续焊道连续焊道 2 2 2 2断续焊道断续焊道断续焊道断续焊道太原科技大学材料科学与工程学院 调调调调整整整整焊焊焊焊缝缝缝缝合合合合金金金金系系系系的的的的着着着着眼眼眼眼点点点点，从从从从抗抗抗抗裂裂裂裂角角角角度度度度考考考考虑虑虑虑，在在在在于于于于控控控控制制制制适适适适量量量量的的的的易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶并并并并缩缩缩缩小小小小结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度区区区区间间间间。由由由由于于于于铝铝铝铝合合合合金金金金为为为为共共共共晶晶晶晶型型型型合合合合金金金金，少少少少量量量量易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶会会会会增增增增大大大大凝凝凝凝固固固固裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向，所所所所以以以以，一一一一般般般般都都都都是是是是使使使使主主主主要要要要合合合合金金金金元元元元素素素素含含含含量量量量超超超超过过过过x xmm，以以以以便便便便能能能能产产产产生生生生“愈合愈合愈合愈合”作用作用作用作用。 000020242219(a)Al-Cu焊丝焊丝40434343(b) Al-Si545450525083焊丝焊丝5356、5183(c)Al-Mg60636061(d)Al-Mg2Si焊缝合金元素焊缝合金元素/%裂裂纹纹敏敏感感性性 /%图图 铝合金的裂纹敏感性铝合金的裂纹敏感性太原科技大学材料科学与工程学院 对对对对于于于于裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向大大大大的的的的硬硬硬硬铝铝铝铝之之之之类类类类高高高高强强强强铝铝铝铝合合合合金金金金，在在在在原原原原合合合合金金金金系系系系中中中中进进进进行行行行成成成成分分分分调调调调整整整整以以以以改改改改善善善善抗抗抗抗裂裂裂裂性性性性，往往往往往往往往成成成成效效效效不不不不大大大大。生生生生产产产产中中中中不不不不得得得得不不不不采采采采用用用用含含含含wwSi=5%Si=5%的的的的Al-SiAl-Si合合合合金金金金焊焊焊焊丝丝丝丝（4A014A01）来来来来解解解解决决决决抗抗抗抗裂裂裂裂问问问问题题题题。因因因因为为为为可可可可以以以以形形形形成成成成较较较较多多多多的的的的易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶，流流流流动动动动性性性性好好好好，具具具具有有有有很很很很好好好好的的的的“愈愈愈愈合合合合”作作作作用用用用，有有有有很很很很高高高高的的的的抗抗抗抗裂裂裂裂性性性性能能能能，但但但但强度和塑性不理想，不能达到母材的水平。强度和塑性不理想，不能达到母材的水平。强度和塑性不理想，不能达到母材的水平。强度和塑性不理想，不能达到母材的水平。太原科技大学材料科学与工程学院 Al-CuAl-Cu系系系系硬硬硬硬铝铝铝铝合合合合金金金金2A162A16是是是是为为为为了了了了改改改改善善善善焊焊焊焊接接接接性性性性而而而而设设设设计计计计的的的的硬硬硬硬铝铝铝铝合合合合金金金金。MgMg可可可可降降降降低低低低Al-CuAl-Cu合合合合金金金金中中中中CuCu的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度，促促促促使使使使增增增增大大大大脆脆脆脆性性性性温温温温度度度度区区区区间间间间。为为为为此此此此，应应应应取取取取消消消消 Al-Cu-MgAl-Cu-Mg（ 硬硬硬硬 铝铝铝铝 ） 中中中中 的的的的 MgMg， 添添添添 加加加加 少少少少 量量量量MnMn（ wwMn1%Mn1%） ， 得得得得 到到到到 Al-Cu-MnAl-Cu-Mn合合合合 金金金金（2A162A16）。）。）。）。太原科技大学材料科学与工程学院 如如如如图图图图5-95-9所所所所示示示示，wwCu=Cu=6 6%7%7%时时时时，正正正正好好好好处处处处在在在在裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向不不不不大大大大的的的的区区区区域域域域。由由由由于于于于MnMn能能能能提提提提高高高高再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度而而而而改改改改善善善善热热热热强强强强性性性性，所所所所以以以以Al-Cu-MnAl-Cu-Mn合合合合 金金金金 也也也也 可可可可 作作作作 为为为为 耐耐耐耐 热热热热 铝铝铝铝 合合合合 金金金金 应应应应 用用用用 。 为为为为 了了了了 细细细细 化化化化 晶晶晶晶 粒粒粒粒 ， 加加加加 入入入入wwTi=0.1%0.2%Ti=0.1%0.2%是是是是有有有有效效效效的的的的。wwFeFe0.3%0.3%时时时时，降降降降低低低低强强强强度度度度和和和和塑塑塑塑性性性性；wwSiSi0.2%0.2%时时时时，增增增增大大大大裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向。特特特特别别别别是是是是SiSi、MgMg同同同同时时时时存存存存在在在在时时时时，裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向更更更更为为为为严严严严重重重重，因因因因CuCu与与与与MgMg不不不不能能能能共共共共存存存存，MgMg含含含含量量量量越越越越少少少少越越越越好好好好，一一一一般限制般限制般限制般限制wwMgMg0.05%0.05%。图图5-9 5-9 焊丝成分对不同母材焊缝热裂倾向的影响焊丝成分对不同母材焊缝热裂倾向的影响1 13A21 23A21 2Al-2.5%Mg 3Al-2.5%Mg 3Al-3.5%Mg 4Al-3.5%Mg 4Al-5.2%MgAl-5.2%Mg太原科技大学材料科学与工程学院 大大大大部部部部分分分分高高高高强强强强铝铝铝铝合合合合金金金金焊焊焊焊丝丝丝丝中中中中几几几几乎乎乎乎都都都都有有有有TiTi、ZrZr、V V、B B等等等等微微微微量量量量元元元元素素素素，一一一一般般般般是是是是作作作作为为为为变变变变质质质质剂剂剂剂加加加加入入入入的的的的。不不不不仅仅仅仅可可可可以以以以细细细细化化化化晶晶晶晶粒粒粒粒而而而而且且且且可可可可以以以以改改改改善善善善塑塑塑塑性性性性、韧韧韧韧性性性性，并可显著提高抗裂性能。并可显著提高抗裂性能。并可显著提高抗裂性能。并可显著提高抗裂性能。太原科技大学材料科学与工程学院2 2）焊丝成分的影响）焊丝成分的影响）焊丝成分的影响）焊丝成分的影响 不不不不同同同同的的的的母母母母材材材材配配配配合合合合不不不不同同同同的的的的焊焊焊焊丝丝丝丝，在在在在刚刚刚刚性性性性T T形形形形接接接接头头头头试试试试样样样样上上上上进进进进行行行行TIGTIG焊焊焊焊，具具具具有有有有不不不不同同同同的的的的裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向，如如如如图图图图5-5-1010所所所所示示示示。采采采采用用用用成成成成分分分分与与与与母母母母材材材材相相相相同同同同的的的的焊焊焊焊丝丝丝丝时时时时，具具具具有有有有较较较较大大大大的的的的裂裂裂裂纹纹纹纹倾倾倾倾向向向向，不不不不如如如如改改改改用用用用其其其其他他他他合合合合金金金金组组组组成成成成的的的的焊焊焊焊丝丝丝丝。采采采采用用用用Al-5%SiAl-5%Si焊焊焊焊丝丝丝丝（国国国国外外外外牌牌牌牌号号号号40434043）和和和和Al-5%MgAl-5%Mg焊丝（焊丝（焊丝（焊丝（5A055A05或或或或55565556）的抗裂效果是令人满意的。）的抗裂效果是令人满意的。）的抗裂效果是令人满意的。）的抗裂效果是令人满意的。 Al-Zn-MgAl-Zn-Mg合合合合金金金金专专专专用用用用焊焊焊焊丝丝丝丝X5180X5180（Al-4%Mg-Al-4%Mg-2%Zn-0.15%Zr2%Zn-0.15%Zr）也具有相当高的抗裂性能。）也具有相当高的抗裂性能。）也具有相当高的抗裂性能。）也具有相当高的抗裂性能。 太原科技大学材料科学与工程学院图图图图 5-10 Al-Cu-Mg5-10 Al-Cu-Mg5-10 Al-Cu-Mg5-10 Al-Cu-Mg及及及及Al-Cu-MnAl-Cu-MnAl-Cu-MnAl-Cu-Mn系合金的凝固裂纹倾向与合金系合金的凝固裂纹倾向与合金系合金的凝固裂纹倾向与合金系合金的凝固裂纹倾向与合金组成的关系（铸环抗裂试验）组成的关系（铸环抗裂试验）组成的关系（铸环抗裂试验）组成的关系（铸环抗裂试验）a a a a）Al-Cu-MgAl-Cu-MgAl-Cu-MgAl-Cu-Mg合金合金合金合金 b b b b）Al-Cu-MnAl-Cu-MnAl-Cu-MnAl-Cu-Mn合金合金合金合金太原科技大学材料科学与工程学院3 3）焊接参数的影响）焊接参数的影响）焊接参数的影响）焊接参数的影响 焊焊焊焊接接接接参参参参数数数数影影影影响响响响凝凝凝凝固固固固过过过过程程程程的的的的不不不不平平平平衡衡衡衡性性性性和和和和凝凝凝凝固固固固的的的的组组组组织织织织状状状状态态态态，也也也也影影影影响响响响凝凝凝凝固固固固过过过过程程程程中中中中的的的的应应应应力力力力变变变变化化化化，因因因因而而而而影响裂纹的产生。影响裂纹的产生。影响裂纹的产生。影响裂纹的产生。 热热热热能能能能集集集集中中中中的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法，可可可可防防防防止止止止形形形形成成成成方方方方向向向向性性性性强强强强的的的的粗粗粗粗大大大大柱柱柱柱状状状状晶晶晶晶，因因因因而而而而可可可可以以以以改改改改善善善善抗抗抗抗裂裂裂裂性性性性。采采采采用用用用小小小小焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流，可可可可减减减减少少少少熔熔熔熔池池池池过过过过热热热热，也也也也有有有有利利利利于于于于改改改改善善善善抗抗抗抗裂裂裂裂性性性性。焊焊焊焊接接接接速速速速度度度度的的的的提提提提高高高高，促促促促使使使使增增增增大大大大焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头的的应应力力，增增大热裂的倾向。因此，增大焊接速度和焊接电流大热裂的倾向。因此，增大焊接速度和焊接电流太原科技大学材料科学与工程学院 都都促促使使增增大大裂裂纹纹倾倾向向。大大部部分分铝铝合合金金的的裂裂纹纹倾倾向向都都比比较较大大，所所以以，即即使使是是采采用用合合理理的的焊焊丝丝，在在熔熔合合比比大大时时，裂裂纹纹倾倾向向也也必必然然增增大大。因因此此，增大焊接电流是不利的，而且应避免断续焊接。增大焊接电流是不利的，而且应避免断续焊接。(3)(3)特殊措施特殊措施磁磁控控电电弧弧振振荡荡 振振荡荡改改变变柱柱状状晶晶方方向向，使使裂裂纹纹扩扩展展通通道道变变得得弯弯曲曲，增增加加裂裂纹纹扩扩展展阻阻力力。细细化化晶晶粒，降低热裂倾向。消除偏析。粒，降低热裂倾向。消除偏析。 电磁搅拌电磁搅拌 细化晶粒，降低热裂倾向，消除偏析细化晶粒，降低热裂倾向，消除偏析太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院 接头软化接头软化接头软化接头软化非时效强化铝合金非时效强化铝合金非时效强化铝合金非时效强化铝合金退火态焊接退火态焊接退火态焊接退火态焊接等强等强等强等强冷作硬化态焊接冷作硬化态焊接冷作硬化态焊接冷作硬化态焊接软化软化软化软化( ( ( (峰值温度超过再结晶温度峰值温度超过再结晶温度峰值温度超过再结晶温度峰值温度超过再结晶温度) ) ) )时效强化铝合金时效强化铝合金时效强化铝合金时效强化铝合金过时效软化过时效软化过时效软化过时效软化( ( ( (焊接热影响区焊接热影响区焊接热影响区焊接热影响区) ) ) )太原科技大学材料科学与工程学院 (1) (1) 非非非非时时时时效效效效强强强强化化化化铝铝铝铝合合合合金金金金HAZHAZ的的的的软软软软化化化化 主主主主要要要要发发发发生生生生在在在在焊焊焊焊前前前前经经经经冷冷冷冷作作作作硬硬硬硬化化化化的的的的合合合合金金金金上上上上。经经经经冷冷冷冷作作作作硬硬硬硬化化化化的的的的铝铝铝铝合合合合金金金金，热热热热影影影影响响响响区区区区峰峰峰峰值值值值温温温温度度度度超超超超过过过过再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度（200-300200-300）的的的的区区区区域域域域时时时时就就就就产产产产生生生生明明明明显显显显的的的的软软软软化化化化现现现现象象象象。软软软软化化化化主主主主要要要要原原原原意意意意是是是是再再再再结结结结晶晶晶晶消消消消除除除除了了了了原原原原来来来来冷冷冷冷作作作作硬硬硬硬化化化化效效效效果果果果。由由由由于于于于软软软软化化化化后后后后的的的的硬硬硬硬度度度度实实实实际际际际已已已已低低低低到到到到退退退退火火火火状状状状态态态态的的的的硬硬硬硬度度度度水水水水平平平平，因因因因此此此此，焊焊焊焊前前前前冷冷冷冷作作作作硬硬硬硬化化化化程程程程度度度度越越越越高高高高，焊焊焊焊后后后后软软软软化化化化的的的的程程程程度度度度越越越越大大大大。板板板板件件件件越越越越薄薄薄薄，这这这这种种种种影影影影响响响响越越越越显显显显著著著著。冷冷冷冷作作作作硬硬硬硬化化化化薄薄薄薄板板板板铝铝铝铝合合合合金的强化效果，焊后可能全部丧失。金的强化效果，焊后可能全部丧失。金的强化效果，焊后可能全部丧失。金的强化效果，焊后可能全部丧失。太原科技大学材料科学与工程学院 (2) (2) 时效强化铝合金时效强化铝合金时效强化铝合金时效强化铝合金HAZHAZ的软化的软化的软化的软化 主主主主要要要要是是是是焊焊焊焊接接接接热热热热影影影影响响响响区区区区“过过过过时时时时效效效效”软软软软化化化化，这这这这是是是是熔熔熔熔焊焊焊焊条条条条件件件件下下下下很很很很难难难难避避避避免免免免的的的的。软软软软化化化化程程程程度度度度决决决决定定定定于于于于合合合合金金金金第第第第二二二二相相相相的的的的性性性性质质质质，也也也也与与与与焊焊焊焊接接接接热热热热循循循循环环环环有有有有一一一一定定定定关关关关系系系系。第第第第二二二二相相相相越越越越易易易易于于于于脱脱脱脱溶溶溶溶析析析析出出出出并并并并易易易易于于于于聚聚聚聚集集集集长长长长大大大大时时时时，就就就就越容易发生越容易发生越容易发生越容易发生“过时效过时效过时效过时效”。太原科技大学材料科学与工程学院图图5-12Al-Cu-Mg（2A12）合金焊接）合金焊接热影响区的硬度变化（手工热影响区的硬度变化（手工TIG）图图5-13Al-4.5Zn-1.2Mg合金焊接热影响区的硬度变化合金焊接热影响区的硬度变化（焊前自然时效，（焊前自然时效，MIG）Tm峰值温度峰值温度1、2、3、4表示不同的焊后自然表示不同的焊后自然时效时间时效时间13h24d330d490d太原科技大学材料科学与工程学院2 2 软化的控制措施软化的控制措施软化的控制措施软化的控制措施 采采采采取取取取的的的的措措措措施施施施主主主主要要要要是是是是制制制制定定定定符符符符合合合合特特特特定定定定材材材材料料料料的的的的焊焊焊焊接接接接工工工工艺艺艺艺。对对对对于于于于焊焊焊焊后后后后软软软软化化化化不不不不能能能能恢恢恢恢复复复复的的的的铝铝铝铝合合合合金金金金，最最最最好好好好采采采采用用用用退退退退火火火火或或或或在在在在固固固固溶溶溶溶状状状状态态态态下下下下焊焊焊焊接接接接，焊焊焊焊后后后后在在在在进进进进行行行行热热热热处处处处理理理理；如如如如不不不不允允允允许许许许焊焊焊焊后后后后热热热热处处处处理理理理，则则则则应应应应采采采采用用用用能能能能量量量量集集集集中中中中的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法和和和和小小小小的的的的焊焊焊焊接接接接热热热热输输输输入入入入，以以以以减减减减小小小小接接接接头强度的损失。头强度的损失。头强度的损失。头强度的损失。太原科技大学材料科学与工程学院1. 1. 焊接方法焊接方法焊接方法焊接方法 铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合合合合金金金金具具具具有有有有较较较较好好好好的的的的冷冷冷冷热热热热加加加加工工工工性性性性能能能能和和和和焊焊焊焊接接接接性性性性，可可可可以以以以采采采采用用用用常常常常规规规规的的的的熔熔熔熔焊焊焊焊方方方方法法法法进进进进行行行行焊焊焊焊接接接接。常常常常用用用用的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法有有有有氩氩氩氩弧弧弧弧焊焊焊焊（TIGTIG、MIGMIG）、等等等等离离离离子子子子弧弧弧弧焊焊焊焊、电电电电阻阻阻阻焊焊焊焊和和和和电电电电子子子子束束束束焊焊焊焊等等等等。也也也也可可可可采采采采用用用用冷冷冷冷压压压压焊焊焊焊、超超超超声声声声波波波波焊焊焊焊、钎钎钎钎焊焊焊焊等等等等。热热热热功功功功率率率率大大大大、能能能能量量量量集集集集中中中中和和和和保保保保护护护护效效效效果果果果好好好好的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法对对对对铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合合合合金金金金的的的的焊焊焊焊接接接接较较较较为为为为合合合合适适适适。气气气气焊焊焊焊和和和和电电电电弧弧弧弧焊焊焊焊在在在在铝铝铝铝合合合合金金金金焊焊焊焊接接接接中中中中已已已已逐逐逐逐渐渐渐渐被被被被氩氩氩氩弧弧弧弧焊焊焊焊（TIGTIG、MIGMIG）取取取取代代代代，仅仅仅仅用用用用于于于于修修修修复复复复和和和和焊焊焊焊接接接接不重要的焊接结构。不重要的焊接结构。不重要的焊接结构。不重要的焊接结构。 四、铝及铝合金的焊接工艺太原科技大学材料科学与工程学院钨极氩弧焊（钨极氩弧焊（钨极氩弧焊（钨极氩弧焊（TIGTIG焊）焊）焊）焊） 适适适适于于于于焊焊焊焊接接接接厚厚厚厚度度度度小小小小于于于于3mm3mm的的的的铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合合合合金金金金薄薄薄薄板板板板，工工工工件件件件变变变变形形形形明明明明显显显显小小小小于于于于气气气气焊焊焊焊。交交交交流流流流TIGTIG焊焊焊焊具具具具有有有有去去去去除除除除氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜的的的的清清清清理理理理作作作作用用用用，不不不不用用用用熔熔熔熔剂剂剂剂，避避避避免免免免了了了了焊焊焊焊后后后后熔熔熔熔剂剂剂剂残残残残渣渣渣渣对对对对接接接接头头头头的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，接接接接头头头头形形形形式式式式不不不不受受受受限限限限制制制制，焊焊焊焊缝缝缝缝成成成成形形形形良良良良好好好好、表表表表面面面面光光光光亮亮亮亮。氩氩氩氩气气气气流流流流对对对对焊焊焊焊接接接接区区区区的的的的冲冲冲冲刷刷刷刷使使使使接接接接头头头头冷冷冷冷却却却却加加加加快快快快，改改改改善善善善了了了了接接接接头头头头的的的的组组组组织织织织性性性性能能能能，适适适适于于于于全全全全位位位位置置置置焊焊焊焊接接接接。由由由由于于于于不不不不用用用用熔熔熔熔剂，焊前清理要求比其他焊接方法严格。剂，焊前清理要求比其他焊接方法严格。剂，焊前清理要求比其他焊接方法严格。剂，焊前清理要求比其他焊接方法严格。太原科技大学材料科学与工程学院 脉脉脉脉冲冲冲冲TIGTIG焊焊焊焊扩扩扩扩大大大大了了了了氩氩氩氩弧弧弧弧焊焊焊焊的的的的应应应应用用用用范范范范围围围围，特特特特别别别别适适适适用用用用于于于于焊焊焊焊接接接接铝铝铝铝合合合合金金金金精精精精密密密密零零零零件件件件。增增增增加加加加脉脉脉脉冲冲冲冲可可可可减减减减小小小小热热热热输输输输入入入入，有有有有利利利利于于于于薄薄薄薄铝铝铝铝件件件件的的的的焊焊焊焊接接接接。交交交交流流流流脉脉脉脉冲冲冲冲TIGTIG焊焊焊焊有有有有加加加加热热热热速速速速度度度度快快快快、高高高高温温温温停停停停留留留留时时时时间间间间短短短短、对对对对熔熔熔熔池池池池有有有有搅搅搅搅拌拌拌拌作作作作用用用用的的的的特特特特点点点点，焊焊焊焊接接接接薄薄薄薄板板板板、硬硬硬硬铝铝铝铝可可可可得得得得到到到到满满满满意意意意的的的的结结结结果果果果。对对对对仰仰仰仰焊焊焊焊、立立立立焊焊焊焊、管管管管子子子子全全全全位位位位置置置置焊焊焊焊、单单单单面面面面焊焊焊焊双面成形等，双面成形等，双面成形等，双面成形等，也也也也可得到较好的焊接效果。可得到较好的焊接效果。可得到较好的焊接效果。可得到较好的焊接效果。太原科技大学材料科学与工程学院熔化极氩弧焊（熔化极氩弧焊（熔化极氩弧焊（熔化极氩弧焊（MIGMIG焊）焊）焊）焊） 与与与与TIGTIG焊焊焊焊相相相相比比比比，MIGMIG焊焊焊焊可可可可焊焊焊焊的的的的铝铝铝铝合合合合金金金金厚厚厚厚度度度度明明明明显显显显增增增增大大大大，而而而而且且且且焊焊焊焊接接接接效效效效率率率率高高高高，适适适适合合合合于于于于自自自自动动动动化化化化生生生生产产产产。 MIGMIG焊焊焊焊用用用用于于于于焊焊焊焊接接接接铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合合合合金金金金时时时时通通通通常常常常采采采采用用用用直直直直流流流流反反反反极极极极性性性性，焊焊焊焊接接接接薄薄薄薄、中中中中等等等等厚厚厚厚度度度度板板板板材材材材时时时时，可可可可用用用用纯纯纯纯ArAr作作作作保保保保护护护护气气气气体体体体；焊焊焊焊接接接接厚厚厚厚大大大大件件件件时时时时，采采采采用用用用（Ar+HeAr+He）混混混混合合合合气气气气体体体体，也也也也可可可可采采采采用用用用纯纯纯纯HeHe保保保保护护护护。焊焊焊焊前前前前一一一一般般般般不不不不预预预预热热热热，板板板板厚较大时，也只需预热起弧部位。厚较大时，也只需预热起弧部位。厚较大时，也只需预热起弧部位。厚较大时，也只需预热起弧部位。太原科技大学材料科学与工程学院 脉脉脉脉冲冲冲冲MIGMIG焊焊焊焊可可可可以以以以将将将将熔熔熔熔池池池池控控控控制制制制的的的的很很很很小小小小，容容容容易易易易进进进进行行行行全全全全位位位位置置置置焊焊焊焊接接接接，尤尤尤尤其其其其焊焊焊焊接接接接薄薄薄薄板板板板、薄薄薄薄壁壁壁壁管管管管的的的的立立立立焊焊焊焊缝缝缝缝、仰仰仰仰焊焊焊焊缝缝缝缝和和和和全全全全位位位位置置置置焊焊焊焊缝缝缝缝是是是是一一一一种种种种较较较较理理理理想想想想的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法。脉脉脉脉冲冲冲冲MIGMIG焊焊焊焊电电电电源源源源是是是是直直直直流流流流脉脉脉脉冲冲冲冲，脉脉脉脉冲冲冲冲TIGTIG焊的电源是交流脉冲。焊的电源是交流脉冲。焊的电源是交流脉冲。焊的电源是交流脉冲。太原科技大学材料科学与工程学院2. 2. 焊接材料焊接材料焊接材料焊接材料铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。 选选选选择择择择焊焊焊焊丝丝丝丝首首首首先先先先要要要要考考考考虑虑虑虑焊焊焊焊缝缝缝缝成成成成分分分分要要要要求求求求，还还还还要要要要考考考考虑虑虑虑抗抗抗抗裂性、力学性能、耐蚀性等。裂性、力学性能、耐蚀性等。裂性、力学性能、耐蚀性等。裂性、力学性能、耐蚀性等。太原科技大学材料科学与工程学院 焊焊焊焊接接接接铝铝铝铝及及及及铝铝铝铝合合合合金金金金最最最最适适适适宜宜宜宜的的的的是是是是交交交交流流流流TIGTIG焊焊焊焊和和和和交交交交流流流流脉脉脉脉冲冲冲冲TIGTIG焊焊焊焊。有有有有时时时时也也也也采采采采用用用用直直直直流流流流反反反反接接接接TIGTIG焊焊焊焊方方方方法法法法来来来来焊焊焊焊接接接接铝铝铝铝，这这这这种种种种方方方方法法法法对对对对连连连连续续续续焊焊焊焊或或或或补补补补焊焊焊焊壁壁壁壁厚厚厚厚2.4mm2.4mm以以以以下下下下的的的的铝铝铝铝合合合合金金金金件件件件仍仍仍仍有有有有着着着着熔熔熔熔深深深深浅浅浅浅、电电电电弧弧弧弧易易易易控控控控制制制制等等等等优优优优点点点点。表表表表5-115-11为为为为纯纯纯纯铝铝铝铝、铝铝铝铝镁镁镁镁合合合合金金金金手手手手工工工工TIGTIG焊焊焊焊的的的的工工工工艺艺艺艺参参参参数数数数。为为为为了了了了防防防防止止止止起起起起弧弧弧弧处处处处及及及及收收收收弧弧弧弧处处处处产产产产生生生生裂裂裂裂纹纹纹纹等等等等缺缺缺缺陷陷陷陷，有有有有时时时时需需需需要要要要加加加加引引引引弧弧弧弧板板板板和和和和引引引引出出出出板板板板。当当当当电电电电弧弧弧弧稳稳稳稳定定定定燃燃燃燃烧烧烧烧，钨钨钨钨极极极极端端端端部部部部被被被被加加加加热热热热到到到到一一一一定定定定的的的的温温温温度度度度后后后后，才才才才能能能能将将将将电电电电弧弧弧弧移移移移入入入入焊焊焊焊接接接接区区区区。自自自自动动动动TIGTIG焊焊焊焊的的的的工工工工艺艺艺艺参数见表参数见表参数见表参数见表5-125-12。 3 3、焊接参数、焊接参数、焊接参数、焊接参数太原科技大学材料科学与工程学院板厚板厚板厚板厚/mm/mm钨钨钨钨极直极直极直极直径径径径/mm/mm焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流/A/A焊丝焊丝焊丝焊丝直直直直径径径径/mm/mm氩氩氩氩气流气流气流气流量量量量/L/L minmin-1-1喷喷喷喷嘴孔嘴孔嘴孔嘴孔径径径径/mm/mm焊焊焊焊接接接接层层层层数数数数正面正面正面正面/ /背背背背面面面面预热预热预热预热温温温温度度度度/备备备备注注注注1 12 2406040601.61.679798 8正正正正1 1卷卷卷卷边边边边焊焊焊焊2 22323901209012022.522.5812812812812对对对对接接接接焊焊焊焊4 44 41802001802003 3101510151012101212/112/16 65 52402802402804 4162016201416141612/112/11010280340280340454534/1234/1210015010015014145656340380340380565620242024162016201802001802001621620 06 6340380340380253025301622162223/2323/232002602002602222225 56767360400360400303530352022202234/3434/34表表表表5-11 5-11 纯铝、铝镁合金手工纯铝、铝镁合金手工纯铝、铝镁合金手工纯铝、铝镁合金手工TIGTIG焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数 太原科技大学材料科学与工程学院焊焊焊焊件厚度件厚度件厚度件厚度/mm/mm焊焊焊焊件件件件层层层层数数数数钨钨钨钨极直径极直径极直径极直径/mm/mm焊丝焊丝焊丝焊丝直径直径直径直径/mm/mm喷喷喷喷嘴直径嘴直径嘴直径嘴直径/mm/mm氩氩氩氩气流量气流量气流量气流量/L/L minmin-1-1焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流/A/A送送送送丝丝丝丝速度速度速度速度/m/m h h-1-11 11 11.521.521.61.681081056561201601201602 23 31.621.6212141214180220180220657065704 412125 523231014101414181418240280240280707570756868232356563 31418141818241824758075808128126 6343430034030034080858085表表表表5-12 5-12 自动自动自动自动TIGTIG焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数 太原科技大学材料科学与工程学院铝及铝合金交流脉冲铝及铝合金交流脉冲铝及铝合金交流脉冲铝及铝合金交流脉冲TIGTIG焊的工艺参数见表焊的工艺参数见表焊的工艺参数见表焊的工艺参数见表5-135-13。铝及铝合金铝及铝合金铝及铝合金铝及铝合金TIGTIG焊的缺陷及防止措施见表焊的缺陷及防止措施见表焊的缺陷及防止措施见表焊的缺陷及防止措施见表5-145-14。 母母母母材材材材板板板板厚厚厚厚/m/mmm钨钨钨钨极极极极直直直直径径径径/m/mmm焊焊焊焊丝丝丝丝直直直直径径径径/m/mmm电电电电弧弧弧弧电电电电压压压压/V/V脉脉脉脉冲冲冲冲电电电电流流流流/A/A基基基基值值值值电电电电流流流流/A/A脉脉脉脉宽宽宽宽比比比比 (%)(%)气体气体气体气体流量流量流量流量/L/L mimin n-1-1频频频频率率率率/Hz/Hz5A05A03 31.51.53 32.52.514148080454533335 51.71.72.52.51515959550502 25A05A06 62 22 21010838344442.52.52A12A12 22.52.51313140140525236368 82.62.6表表表表5-13 5-13 铝及铝合金交流脉冲铝及铝合金交流脉冲铝及铝合金交流脉冲铝及铝合金交流脉冲TIGTIG焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数 太原科技大学材料科学与工程学院 根根根根据据据据焊焊焊焊件件件件厚厚厚厚度度度度选选选选择择择择坡坡坡坡口口口口尺尺尺尺寸寸寸寸、焊焊焊焊丝丝丝丝直直直直径径径径和和和和焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流等等等等工工工工艺艺艺艺参参参参数数数数。表表表表5-155-15为为为为纯纯纯纯铝铝铝铝、铝铝铝铝镁镁镁镁合合合合金金金金和和和和硬硬硬硬铝铝铝铝自自自自动动动动MIGMIG焊焊焊焊的的的的工工工工艺艺艺艺参参参参数数数数。 MIGMIG焊焊焊焊熔熔熔熔深深深深大大大大，厚厚厚厚度度度度6mm6mm铝铝铝铝板板板板对对对对接接接接焊焊焊焊时时时时可可可可不不不不开开开开坡坡坡坡口口口口。当当当当厚厚厚厚度度度度较较较较大大大大时时时时一一一一般般般般采采采采用用用用大大大大钝钝钝钝边边边边，但但但但需需需需增增增增大大大大坡坡坡坡口口口口角角角角度度度度以以以以降降降降低低低低焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的余余余余高高高高。表表表表5-165-16为为为为纯纯纯纯铝铝铝铝半半半半自自自自动动动动MIGMIG焊焊焊焊的的的的工工工工艺艺艺艺参参参参数数数数。对对对对于于于于相相相相同同同同厚厚厚厚度度度度的的的的铝铝铝铝锰锰锰锰、铝铝铝铝镁镁镁镁合合合合金金金金，焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流应应应应降降降降低低低低20-30A20-30A，氩气流量增大，氩气流量增大，氩气流量增大，氩气流量增大10-15L/min10-15L/min。太原科技大学材料科学与工程学院板材板材板材板材牌号牌号牌号牌号焊丝焊丝焊丝焊丝型号型号型号型号( (牌号牌号牌号牌号) )板板板板材材材材厚厚厚厚度度度度/m/mmm坡口尺寸坡口尺寸坡口尺寸坡口尺寸焊丝焊丝焊丝焊丝直径直径直径直径/mm/mm喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴直直直直径径径径/m/mmm氩氩氩氩气气气气流量流量流量流量/L/L mimin n-1-1焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流/A/A电电电电弧弧弧弧电电电电压压压压/V/V焊焊焊焊接接接接速度速度速度速度/m/m h h-1-1备备备备 注注注注钝钝钝钝边边边边/m/mmm坡口坡口坡口坡口角度角度角度角度5A055A05SAlMg-SAlMg-5 5(HS331)(HS331)5 52.02.022222828240240212221224242单单单单面面面面焊焊焊焊双双双双面成形面成形面成形面成形1060106010501050A ASAl-3SAl-3(HS39)(HS39)68682.52.522223035303523026230260 0262726272525正反面均正反面均正反面均正反面均焊焊焊焊一一一一层层层层8 812121616202025254 48 812121616212110010030032300320 02422428 83.03.04.04.04.04.04.04.0282832034320340 02829282915154045404538042380420 0293129311721720 05060506045050450500 049055490550 01711719 95A025A025A035A03SAlMnSAlMn(HS331)(HS331)1212181825258 8141416161201203.03.04.04.04.04.022222828282830353035506050605060506032035320350 045047450470 049052490520 0283028302930293029302930242418.718.71611619 92A112A11SAlSi-5SAlSi-5(HS311)(HS311)505068687575282845050450500 0242724271511518 8采用双面采用双面采用双面采用双面U U形坡口形坡口形坡口形坡口, ,钝钝钝钝边边边边68mm68mm 表表表表5-15 5-15 纯铝、铝镁合金和硬铝自动纯铝、铝镁合金和硬铝自动纯铝、铝镁合金和硬铝自动纯铝、铝镁合金和硬铝自动MIGMIG焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数 注：注：1. 正面层焊完后必须铲除焊根，然后进行反面层的焊接。正面层焊完后必须铲除焊根，然后进行反面层的焊接。2. 焊炬向前倾斜焊炬向前倾斜1015。太原科技大学材料科学与工程学院板厚板厚板厚板厚/mm/mm坡口坡口坡口坡口形式形式形式形式坡口尺寸坡口尺寸坡口尺寸坡口尺寸/mm/mm焊丝焊丝焊丝焊丝直径直径直径直径/mm/mm焊焊焊焊接接接接电电电电流流流流/A/A焊焊焊焊接接接接电压电压电压电压/V/V氩氩氩氩气气气气流量流量流量流量/L/L mimin n-1-1喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴直径直径直径直径/mm/mm备备备备 注注注注6 6对对对对接接接接间间间间隙隙隙隙02022.02.023027023027026272627202520252020反面采用反面采用反面采用反面采用垫垫垫垫板板板板仅焊仅焊仅焊仅焊一一一一层焊缝层焊缝层焊缝层焊缝812812单单单单面面面面V V形形形形坡口坡口坡口坡口间间间间隙隙隙隙0202钝边钝边钝边钝边2 2坡口角度坡口角度坡口角度坡口角度70702.02.024032024032027292729253625362020正面正面正面正面焊焊焊焊两两两两层层层层，反面，反面，反面，反面焊焊焊焊一一一一层层层层14181418单单单单面面面面V V形形形形坡口坡口坡口坡口间间间间隙隙隙隙00.300.3钝边钝边钝边钝边10141014坡口角度坡口角度坡口角度坡口角度90100901002.52.5300400300400293029303550355022242224正面正面正面正面焊焊焊焊两两两两层层层层，反面，反面，反面，反面焊焊焊焊一一一一层层层层20252025单单单单面面面面V V形形形形坡口坡口坡口坡口间间间间隙隙隙隙00.300.3钝边钝边钝边钝边16211621坡口角度坡口角度坡口角度坡口角度90100901002.53.02.53.0400450400450293129315060506022242224表表表表5-16 5-16 纯铝半自动纯铝半自动纯铝半自动纯铝半自动MIGMIG焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数焊的工艺参数 太原科技大学材料科学与工程学院 3. 3. 焊前准备焊前准备焊前准备焊前准备 (1) (1) 焊前清理焊前清理焊前清理焊前清理 机械清理机械清理机械清理机械清理 先先先先用用用用丙丙丙丙酮酮酮酮或或或或汽汽汽汽油油油油擦擦擦擦洗洗洗洗工工工工件件件件表表表表面面面面油油油油污污污污，然然然然后后后后根根根根据据据据零零零零件件件件形形形形状状状状采采采采用用用用切切切切削削削削方方方方法法法法，如如如如使使使使用用用用风风风风动动动动或或或或电电电电动动动动铣铣铣铣刀刀刀刀，也也也也可可可可使使使使用用用用刮刮刮刮刀刀刀刀、锉锉锉锉刀刀刀刀等等等等。较较较较薄薄薄薄的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜可可可可采采采采用用用用不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢钢钢钢钢丝丝丝丝刷刷刷刷清清清清理理理理，不宜采用砂纸或砂轮打磨。不宜采用砂纸或砂轮打磨。不宜采用砂纸或砂轮打磨。不宜采用砂纸或砂轮打磨。 清清清清理理理理后后后后的的的的焊焊焊焊丝丝丝丝、工工工工件件件件焊焊焊焊前前前前存存存存放放放放时时时时间间间间一一一一般般般般不不不不要要要要超超超超过过过过12h12h。太原科技大学材料科学与工程学院 (2)(2)化化化化学学学学清清清清理理理理 效效效效率率率率高高高高，质质质质量量量量稳稳稳稳定定定定，适适适适用用用用于于于于清清清清理理理理焊焊焊焊丝丝丝丝以以以以及及及及尺尺尺尺寸寸寸寸不不不不大大大大、批批批批量量量量生生生生产产产产的的的的工工工工件件件件。小小小小型型型型工工工工件件件件可可可可采采采采用用用用浸浸浸浸洗洗洗洗法法法法。表表表表5-5-1010是去除铝表面氧化膜的化学处理方法。是去除铝表面氧化膜的化学处理方法。是去除铝表面氧化膜的化学处理方法。是去除铝表面氧化膜的化学处理方法。 焊焊焊焊丝丝丝丝清清清清洗洗洗洗后后后后可可可可在在在在150200150200烘烘烘烘箱箱箱箱内内内内烘烘烘烘焙焙焙焙0.5h0.5h，然然然然后后后后存存存存放放放放在在在在100100烘烘烘烘箱箱箱箱内内内内随随随随用用用用随随随随取取取取。清清清清洗洗洗洗过过过过的的的的焊焊焊焊件件件件应应应应立立立立即即即即进进进进行行行行装装装装配配配配、焊焊焊焊接接接接。大大大大型型型型焊焊焊焊件件件件受受受受酸酸酸酸洗洗洗洗槽槽槽槽尺尺尺尺寸寸寸寸限限限限制制制制，难难难难于于于于实实实实现现现现整整整整体体体体清清清清理理理理，可可可可在在在在坡坡坡坡口口口口两两两两侧侧侧侧各各各各30mm30mm。的的的的表表表表面面面面区区区区域域域域用用用用火火火火焰焰焰焰加加加加热热热热至至至至100100左左左左右右右右，涂涂涂涂擦擦擦擦NaOHNaOH溶溶溶溶液液液液，并并并并加加加加以以以以擦擦擦擦洗洗洗洗，时时时时间间间间略略略略长长长长于于于于浸浸浸浸洗洗洗洗时时时时间间间间，除除除除净净净净焊焊焊焊接接接接区区区区的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜后后后后，用用用用清清清清水水水水冲冲冲冲洗洗洗洗干干干干净净净净，再再再再中中中中和、光化后，用火焰烘干和、光化后，用火焰烘干和、光化后，用火焰烘干和、光化后，用火焰烘干太原科技大学材料科学与工程学院(3) (3) 焊焊焊焊前前前前预预预预热热热热 焊焊焊焊前前前前最最最最好好好好不不不不进进进进行行行行预预预预热热热热，因因因因为为为为预预预预热热热热可可可可加加加加大大大大热热热热影影影影响响响响区区区区的的的的宽宽宽宽度度度度，降降降降低低低低铝铝铝铝合合合合金金金金焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头的的的的力力力力学学学学性性性性能能能能。但但但但对对对对厚厚厚厚度度度度超超超超过过过过5-8mm5-8mm的的的的厚厚厚厚大大大大铝铝铝铝件件件件焊焊焊焊前前前前需需需需进进进进行行行行预预预预热热热热，以以以以防防防防止止止止变变变变形形形形和和和和未未未未焊焊焊焊透透透透，减减减减少少少少气气气气孔孔孔孔等等等等缺缺缺缺陷陷陷陷。通通通通常常常常预预预预热热热热到到到到9090即即即即足足足足以以以以保保保保证证证证在在在在始始始始焊焊焊焊处处处处有有有有足足足足够够够够 的的的的 熔熔熔熔 深深深深 ， 预预预预 热热热热 温温温温 度度度度 很很很很 少少少少 超超超超 过过过过 150150，wwMgMg=4.0%-5.5%=4.0%-5.5%的的的的铝铝铝铝镁镁镁镁合合合合金金金金的的的的预预预预热热热热温温温温度度度度不不不不应应应应超超超超过过过过9090。 太原科技大学材料科学与工程学院铝结构的设计，虽然在计算方法上与钢结构基本铝结构的设计，虽然在计算方法上与钢结构基本相同（强度设计、稳定性设计和刚度设计），但由于相同（强度设计、稳定性设计和刚度设计），但由于其焊接接头性能的特殊性，在接头设计、许用应力等其焊接接头性能的特殊性，在接头设计、许用应力等方面又不同于钢结构。方面又不同于钢结构。铝与钢相比重要的区别：铝与钢相比重要的区别：比较低的强度；比较低的强度；低弹性模量低弹性模量焊接热影响区焊接热影响区挤压型材的成型挤压型材的成型有减少轻型结构质量可能性有减少轻型结构质量可能性五、铝合金焊接结构的设计太原科技大学材料科学与工程学院铝梁和钢梁的区别铝梁和钢梁的区别 太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院焊缝准备及结构形式焊缝准备及结构形式钢和铝的坡口有两个区别：钢和铝的坡口有两个区别：铝由于熔点较低一般熔深较大铝由于熔点较低一般熔深较大焊铝时由热传导较快要求较大的坡口张开焊铝时由热传导较快要求较大的坡口张开角度以避免可能产生的未熔合角度以避免可能产生的未熔合太原科技大学材料科学与工程学院对所有气体保护焊方法要求根部焊透。为了使根部更好地熔合，对所有气体保护焊方法要求根部焊透。为了使根部更好地熔合，应在根部一侧开斜边见下图。建议使用熔池保护装置。应在根部一侧开斜边见下图。建议使用熔池保护装置。太原科技大学材料科学与工程学院铝结构焊接铝结构焊接合理的焊接结构设计的一般要求合理的焊接结构设计的一般要求受力简单明确，便于制作、安装、维护受力简单明确，便于制作、安装、维护采取措施减少热影响对结构和构件强度的影响采取措施减少热影响对结构和构件强度的影响铝合金表面长时间受热辐射在铝合金表面长时间受热辐射在80以上时，应采取以上时，应采取有效措施防护有效措施防护注意防腐注意防腐太原科技大学材料科学与工程学院尽量减小结构或焊接接头部位的应力集中；尽量减小结构或焊接接头部位的应力集中；尽量减小结构的刚度，以减小应力集中和附加尽量减小结构的刚度，以减小应力集中和附加应力的影响；应力的影响；不采用过厚的截面；不采用过厚的截面；对于附件或不受力焊缝的设计，应与主焊缝同对于附件或不受力焊缝的设计，应与主焊缝同样重视；样重视；焊缝位置应具有可达性焊缝位置应具有可达性便于施焊和焊前现便于施焊和焊前现场清理。场清理。太原科技大学材料科学与工程学院一般结构焊接一般结构焊接焊缝在较小应力区，例如：焊缝在较小应力区，例如：焊缝处在对称轴焊缝处在对称轴太原科技大学材料科学与工程学院避免附加应力的焊接接头形式，例如：避免附加应力的焊接接头形式，例如：不同板厚焊接接头不同板厚焊接接头太原科技大学材料科学与工程学院产生最小内应力焊接接头，例如：产生最小内应力焊接接头，例如：避免内应力焊接接头避免内应力焊接接头太原科技大学材料科学与工程学院改善焊接热影响区性能下降的接头，例如：改善焊接热影响区性能下降的接头，例如：增加板厚的焊接接头增加板厚的焊接接头太原科技大学材料科学与工程学院与板材厚度相适应的焊缝厚度与板材厚度相适应的焊缝厚度太原科技大学材料科学与工程学院带背面保护的焊接接头带背面保护的焊接接头太原科技大学材料科学与工程学院铝合金焊接接头应力太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院焊接变形太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院焊前预防措施焊前预防措施设计措施设计措施在焊接设计的时候就要考虑到的防止和减少焊接变形在焊接设计的时候就要考虑到的防止和减少焊接变形和应力的措施。这会在很大程度上降低构件后续加工和应力的措施。这会在很大程度上降低构件后续加工的难度并有利于保证构件的质量。的难度并有利于保证构件的质量。 太原科技大学材料科学与工程学院(1)合理选择焊缝形式和尺寸合理选择焊缝形式和尺寸设计原则：在保证结构有足够承载能力的前提下，尽量选设计原则：在保证结构有足够承载能力的前提下，尽量选用用应力集中小应力集中小的焊接接头，并采用的焊接接头，并采用较小的焊缝尺寸较小的焊缝尺寸焊缝尺寸大，不但焊接量大，而焊缝尺寸大，不但焊接量大，而且焊接变形也大且焊接变形也大但并不是焊缝越小越好，因为焊接但并不是焊缝越小越好，因为焊接尺寸太小的焊缝，冷却速度过大，尺寸太小的焊缝，冷却速度过大，容易产生一系列焊接缺陷，如裂纹、容易产生一系列焊接缺陷，如裂纹、HAZ硬度过高等。硬度过高等。太原科技大学材料科学与工程学院太原科技大学材料科学与工程学院 a)角变形大角变形大 b)角变形小角变形小 图图 T形接头的坡口形接头的坡口图图 相同承载能力的十字接头相同承载能力的十字接头太原科技大学材料科学与工程学院避免应力集中：焊缝不要设计在高应力和避免应力集中：焊缝不要设计在高应力和断面突变的地方断面突变的地方图 焊缝设计位置分析太原科技大学材料科学与工程学院采用刚性较小的接头形式，减小接头拘束度，减小焊缝残余应力采用刚性较小的接头形式，减小接头拘束度，减小焊缝残余应力图 接头形式对拘束度及焊接残余应力的影响太原科技大学材料科学与工程学院(2)尽可能减少焊缝的数量尽可能减少焊缝的数量设计原则：在焊接结构中应该力求减少焊缝数量和总长度，设计原则：在焊接结构中应该力求减少焊缝数量和总长度，避免不必要的焊缝。避免不必要的焊缝。图图2-60 2-60 轴承的加固形式轴承的加固形式用型钢代替钢用型钢代替钢板，用断续焊板，用断续焊代替连续焊。代替连续焊。太原科技大学材料科学与工程学院（a）压压形板形板（b）拼）拼焊焊板板图图2-61两种隔两种隔舱舱板的形式板的形式采用压型结构代采用压型结构代替肋板结构，防替肋板结构，防止薄板结构变形止薄板结构变形 太原科技大学材料科学与工程学院(3)合理安排焊缝的位置合理安排焊缝的位置设计原则：焊缝尽可能对称于截面中性轴或接近中性轴；设计原则：焊缝尽可能对称于截面中性轴或接近中性轴；尽量避免焊缝的密集与交叉。尽量避免焊缝的密集与交叉。减少弯曲变形减少弯曲变形太原科技大学材料科学与工程学院图图2-62箱形梁的箱形梁的焊缝焊缝布置布置太原科技大学材料科学与工程学院图图2-63避免避免焊缝焊缝交叉的措施与最交叉的措施与最优焊优焊接接顺顺序序太原科技大学材料科学与工程学院焊中控制措施焊中控制措施工艺措施工艺措施指在焊接过程中同步采取的防止和减小焊接指在焊接过程中同步采取的防止和减小焊接应力和变形的措施。在焊接过程中对焊接变应力和变形的措施。在焊接过程中对焊接变形和应力进行随时的调控具有重要的意义，形和应力进行随时的调控具有重要的意义，同时也是调控焊接变形和应力的重要措施。同时也是调控焊接变形和应力的重要措施。 太原科技大学材料科学与工程学院合理选择焊接方法合理选择焊接方法选择合理的焊接规范选择合理的焊接规范合理安排装配焊接顺序合理安排装配焊接顺序合理选择焊接方法、焊接规范和装配顺序合理选择焊接方法、焊接规范和装配顺序太原科技大学材料科学与工程学院 一般情况下焊缝深宽比大的焊接方法，其焊接变形一般情况下焊缝深宽比大的焊接方法，其焊接变形要小。要小。 (1)合理选择焊接方法合理选择焊接方法太原科技大学材料科学与工程学院图图2-64防止非防止非对对称截面弯曲称截面弯曲变变形的形的焊焊接接(2)选择合理的焊接规范选择合理的焊接规范e1,2e3,4f1,2f3,4选择线能量较低的焊接选择线能量较低的焊接方法方法采用多层焊代替单层焊采用多层焊代替单层焊选择高能量密度的焊接选择高能量密度的焊接方法方法采用冷却方式限制、缩采用冷却方式限制、缩小焊接热场小焊接热场 太原科技大学材料科学与工程学院(3)合理安排装配焊接顺序合理安排装配焊接顺序图图2-65带带盖板的双槽盖板的双槽钢焊钢焊接梁的接梁的焊焊接接顺顺序序第一种焊接顺序：第一种焊接顺序：焊缝焊缝3、1、2弯曲变形：弯曲变形：f1+f2+f3第二种焊接顺序：第二种焊接顺序：焊缝焊缝1、2、3弯曲变形：弯曲变形：f1+f2-f3第三种焊接顺序：第三种焊接顺序：焊缝焊缝2、1、3弯曲变形：弯曲变形：f1-f3太原科技大学材料科学与工程学院大型储油罐的焊接大型储油罐的焊接太原科技大学材料科学与工程学院合理采用辅助措施和工艺合理采用辅助措施和工艺 反变形法反变形法 刚性固定法刚性固定法 太原科技大学材料科学与工程学院此法的要点是事先估算好结构变形的大小和方向，再此法的要点是事先估算好结构变形的大小和方向，再给予与焊接变形相抵的反向变形。给予与焊接变形相抵的反向变形。 (1)反变形法反变形法太原科技大学材料科学与工程学院反变形法举例反变形法举例 ：下料反变形措施下料反变形措施 对于纵向收缩和横向收缩对于纵向收缩和横向收缩反映在长度与宽度尺寸反映在长度与宽度尺寸上上预先预先加余量加余量； 对于挠曲变形对于挠曲变形预制拱度；预制拱度； a）按图纸下料按图纸下料 b）焊后残余变形）焊后残余变形 c）预制反变形）预制反变形下挠下挠 上拱 平直太原科技大学材料科学与工程学院装配反变形举例：装配反变形举例： a）没有预制反变形）没有预制反变形 b）预制反变形）预制反变形 焊前焊前 焊后焊后 焊前焊前 焊后焊后太原科技大学材料科学与工程学院图图2-67焊接梁柱结构的反变形焊接梁柱结构的反变形太原科技大学材料科学与工程学院(2)刚性固定法刚性固定法这种方法是将待焊接的构件设法固定，限制焊接变形，这种方法是将待焊接的构件设法固定，限制焊接变形，用于防止角变形和波浪变形效果较好，但对于防止弯用于防止角变形和波浪变形效果较好，但对于防止弯曲变形效果远不及反变形法。曲变形效果远不及反变形法。 基本原理基本原理：力图使焊缝区在冷却过程产生较大的拉伸力图使焊缝区在冷却过程产生较大的拉伸塑性变形，以抵偿加热过程产生的热压缩塑性变形。塑性变形，以抵偿加热过程产生的热压缩塑性变形。 基本应用：基本应用：适用于控制薄板适用于控制薄板波浪变形波浪变形和和角变形角变形！太原科技大学材料科学与工程学院 应用举例：应用举例：工件压板压板 控制控制薄板薄板T形接头的形接头的 角变形角变形!图图2-68 2-68 刚性固定法焊接法兰盘刚性固定法焊接法兰盘太原科技大学材料科学与工程学院（a）采用压铁）采用压铁（b）用角钢临时增加近缝区刚性）用角钢临时增加近缝区刚性图图2-69防止薄板波浪变形的辅助措施防止薄板波浪变形的辅助措施太原科技大学材料科学与工程学院随焊温度场调控方法随焊温度场调控方法该方法是通过加热或者冷却不同的部位，调整焊接温度场，该方法是通过加热或者冷却不同的部位，调整焊接温度场，控制焊缝和近缝区塑性应变的发展，减小塑性变形的大小控制焊缝和近缝区塑性应变的发展，减小塑性变形的大小和范围，达到控制焊接变形和调整焊接应力的目的。和范围，达到控制焊接变形和调整焊接应力的目的。 随焊温差拉伸法随焊温差拉伸法 随焊激冷法随焊激冷法 太原科技大学材料科学与工程学院(1)随焊温差拉伸法随焊温差拉伸法方法要点：三要素方法要点：三要素位置、形状、温度。位置、形状、温度。在在焊缝两侧母材焊缝两侧母材带状带状加热至加热至200左右。利用左右。利用加热带加热带自身的自身的热胀效应热胀效应，对，对焊缝焊缝产生直接的产生直接的拉伸作用拉伸作用并产生并产生拉拉伸伸塑性变形塑性变形，从而松弛应力。，从而松弛应力。太原科技大学材料科学与工程学院图图2-70温差拉伸专用夹具温差拉伸专用夹具 火焰加热器太原科技大学材料科学与工程学院(2)随焊激冷法随焊激冷法图图2-71随焊激冷法的原理随焊激冷法的原理基本原理是利用与焊接加热过基本原理是利用与焊接加热过程相反的方法，采用冷却介质程相反的方法，采用冷却介质使焊接区获得比相邻区域（母使焊接区获得比相邻区域（母材）更低的负温差，在冷却过材）更低的负温差，在冷却过程中，焊接区由于受到周围金程中，焊接区由于受到周围金属的拉伸而产生伸长塑性变形，属的拉伸而产生伸长塑性变形，从而抵消焊接过程中形成的压从而抵消焊接过程中形成的压缩塑性变形，达到消除残余应缩塑性变形，达到消除残余应力的目的。力的目的。太原科技大学材料科学与工程学院随焊逆变形调控法随焊逆变形调控法通过在焊接过程中引入一些特殊的机械手段，使通过在焊接过程中引入一些特殊的机械手段，使不均匀的焊接温度场造成的焊缝及近缝区不均匀不均匀的焊接温度场造成的焊缝及近缝区不均匀的变形均匀化，从而达到调控焊接变形和残余应的变形均匀化，从而达到调控焊接变形和残余应力的目的。力的目的。预拉伸法预拉伸法 随焊碾压法随焊碾压法 随焊锤击法随焊锤击法 随焊冲击碾压法随焊冲击碾压法 太原科技大学材料科学与工程学院通过在近缝区施加拉伸载荷，使得焊缝和近缝区由于受热通过在近缝区施加拉伸载荷，使得焊缝和近缝区由于受热不均造成的不均匀变形均匀化，从而达到调控焊接变形和不均造成的不均匀变形均匀化，从而达到调控焊接变形和残余应力的作用。残余应力的作用。应用对象：应用对象：对塑性好的材料适用。对塑性好的材料适用。图图2-72 2-72 施加预拉伸载荷的几种方案施加预拉伸载荷的几种方案(1)预拉伸法预拉伸法太原科技大学材料科学与工程学院(2)随焊碾压法随焊碾压法随焊碾压法是将碾压方法与焊接过程同时进行随焊碾压法是将碾压方法与焊接过程同时进行,采用本采用本方法的主要目的是为了减小焊接变形和降低残余应力，方法的主要目的是为了减小焊接变形和降低残余应力，可以用平面轮或凸面轮直接碾压焊缝金属或近缝区。可以用平面轮或凸面轮直接碾压焊缝金属或近缝区。 图图2-73随焊碾压示意图随焊碾压示意图太原科技大学材料科学与工程学院(3)随焊锤击法随焊锤击法将锤击方法在焊接进行的过程中使用就构成了本方法。将锤击方法在焊接进行的过程中使用就构成了本方法。 1焊枪焊枪2-汽锤汽锤3-固定平台固定平台4-锤头锤头5-工件工件图图2-742-74随焊锤击实施方案随焊锤击实施方案太原科技大学材料科学与工程学院(4)随焊冲击碾压法随焊冲击碾压法这种方法是将随焊锤击的锤头换成可以转动的小尺寸这种方法是将随焊锤击的锤头换成可以转动的小尺寸碾压轮，碾压轮在冲击载荷作用的间隙内向前滚动，碾压轮，碾压轮在冲击载荷作用的间隙内向前滚动，它保持了随焊锤击的优点，并克服了焊缝表面质量不它保持了随焊锤击的优点，并克服了焊缝表面质量不佳的问题。佳的问题。太原科技大学材料科学与工程学院焊后调节措施焊后调节措施矫正措施矫正措施机械方法机械方法加热方法加热方法太原科技大学材料科学与工程学院机械方法机械方法利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消，这是减小和消除焊接应力与变形的基本思两者相互抵消，这是减小和消除焊接应力与变形的基本思路之一。路之一。机械矫正法机械矫正法 机械拉伸法机械拉伸法 振动时效法振动时效法 太原科技大学材料科学与工程学院(1)机械矫正法机械矫正法(a)三点弯曲矫形三点弯曲矫形(b)辗压矫形辗压矫形图图2-75机械矫正法的应用机械矫正法的应用太原科技大学材料科学与工程学院平板：平板：利用利用平板机或辊床平板机或辊床平板，适用于薄板拼接后的波平板，适用于薄板拼接后的波浪变形；浪变形；碾压：碾压：利用利用圆盘或轮圆盘或轮辗压焊道及其两侧，使之产生塑性辗压焊道及其两侧，使之产生塑性伸长；伸长；特别适特别适用于塑性好的铝合金；用于塑性好的铝合金；锤击：锤击：适用于局部角变形（如客车钢结构总装之前的矫适用于局部角变形（如客车钢结构总装之前的矫正）；正）；专机：专机：适用于大型结构（如客车厂适用于大型结构（如客车厂350t侧墙矫直机）。侧墙矫直机）。太原科技大学材料科学与工程学院(2)机械拉伸法机械拉伸法 对焊件施加一次机械拉伸，可以起到减小纵向焊接变对焊件施加一次机械拉伸，可以起到减小纵向焊接变形和降低残余应力的效果。因为焊接残余应力正是由于局形和降低残余应力的效果。因为焊接残余应力正是由于局部压缩塑性变形引起的，加载应力越高，压缩塑性变形就部压缩塑性变形引起的，加载应力越高，压缩塑性变形就抵消的越多，残余应力也就消除的越彻底。抵消的越多，残余应力也就消除的越彻底。 太原科技大学材料科学与工程学院(3)振动时效法振动时效法 利用偏心轮和变速电动机组成激振器使结构发生共振利用偏心轮和变速电动机组成激振器使结构发生共振所产生的应力循环来降低残余应力。所产生的应力循环来降低残余应力。 (a)初始初始应应力分布力分布(b)试试件截面件截面(c)经过经过6.2106次循次循环环后的内后的内应应力分布力分布(d)经经不同循不同循环环次数作用后内次数作用后内应应力峰力峰值值的的变变化化图图2-76振振动动循循环环次数与消除次数与消除应应力的效果力的效果太原科技大学材料科学与工程学院振动振动传感器传感器橡胶垫橡胶垫构件构件激振器激振器振动振动主机主机偏心块偏心块振动时效工艺振动时效工艺图图 振动时效处理工艺振动时效处理工艺太原科技大学材料科学与工程学院加热方法加热方法火焰矫正法火焰矫正法高温回火高温回火 整体高温回火整体高温回火 局部高温回火局部高温回火太原科技大学材料科学与工程学院图图2-77火焰矫正法的应用火焰矫正法的应用(1)火焰矫正法调节焊接变形火焰矫正法调节焊接变形 利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。 太原科技大学材料科学与工程学院火焰矫正三要素：火焰矫正三要素：位置、形状、温度。位置、形状、温度。火焰加热火焰加热位置位置选择：选择： 使火焰加热区使火焰加热区新产生的残余变形新产生的残余变形与与已经产生的残已经产生的残余余 变形变形相互抵消相互抵消！火焰加热火焰加热形状形状选择：选择： 火焰加热形状有：火焰加热形状有：点状、带状、三角形等。点状、带状、三角形等。 应用时要应用时要恰当选择恰当选择！火焰加热火焰加热温度温度选择：选择： 火焰加热火焰加热温度温度一般选择为：一般选择为：550650太原科技大学材料科学与工程学院适用于波浪变形图 点状加热太原科技大学材料科学与工程学院a)b)c)图 线状加热a)直通加热 b)链状加热 c)带状加热适用于角变形太原科技大学材料科学与工程学院十字状加热十字状加热矫正严重残余变形矫正严重残余变形松叶状加热松叶状加热矫正残余变形效果明显矫正残余变形效果明显矫正变形均匀矫正变形均匀太原科技大学材料科学与工程学院图 工字梁弯曲变形的火焰矫正弯曲变形适用于太原科技大学材料科学与工程学院人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。太原理工大学材料科学与工程学院