铝及铝合金的焊接解析.ppt

铝合金的焊接 b) 线膨胀系数大，是钢的1倍，在拘束条件下焊接，容易产生较大的焊接应力，增大裂纹倾向； c) 铝合金焊接过程中无相变，柱状晶粗大，容易偏析。 铝合金的焊接 （3）热裂纹的影响因素 1）焊缝合金系统的影响 控制适量的易熔共晶，缩小结晶温度区间。 少量的易熔共晶增大热裂倾向，增大主要合金元素x m，对热裂纹产生愈合作用。 焊接Al-Mg合金时采用Mg含量超过3.5~5%的焊丝； LF21 （Al-Mn）采用Mg含量超过8%的焊丝； 对热裂倾向大的LY合金采用含5%Si的Al-Si焊丝解决抗裂问题。 铝合金的焊接 2）变质剂的影响 Ti、Zr、V、B微量元素作为变质剂，在焊接过程中生成细小难熔质点，作为结晶时的非自发形核核心，细化晶粒，改善塑性，还能显著改善抗裂性能。 铝合金的焊接 3）焊接规范的影响 采用热能集中的焊接方法，有利于快速进行焊接，防止形成方向性强的粗大柱状晶，改善抗裂性。 采用小电流施焊，减小熔池过热； 增大焊速和提高电流都不利于抗裂。 因为提高焊速，促使焊接接头的应变速率，增大热裂倾向。 铝合金的焊接 5. 铝合金焊接中接头的等强性问题 （1）不可热处理合金（LF Al-Mg） 不可热处理铝合金的主要问题是晶粒粗化（焊接热影响区温度超过再结晶温度，一般为200~300?C，引起晶粒长大）而降低塑性，表现为接头强度低于母材。 铝合金的焊接 冷作硬化铝Al-4Mg-1Mn接头软化与焊接峰值温度的关系 铝合金的焊接 不可热处理铝合金焊接前后强度变化 铝合金的焊接 影响因素 1）热影响区温度峰值越高，软化越明显； 2）焊前冷作强化程度越高，焊后失强越明显，而且这种软化无法消除； 3）冷却速度对软化影响不大。 铝合金的焊接 2）热处理强化合金（LD、LY、LC） 热处理铝合金的软化问题主要是“过时效”软化。 严重程度取决于第二相的性质，也和热循环特性有一定关系。 铝合金的焊接 时效强化： 固溶度变化大的合金，加热至高温后急冷，都可形成过饱和固溶体SS，即固溶处理。然后常温或稍高温度加热，即可产生所谓的“时效”过程而强化。 铝合金的焊接 时效过程： 时效初期，SS中发生溶质原子偏聚形成局部富集GP区，随温度或时间延长，发展为一种共格过渡相?，，其成分与平衡非共格相?相同，但点阵不同而且未脱溶，随温度或时间延长， ?，转化为?而脱溶析出。 “过时效” ： 一般在GP区合金发生强化， 微细共格相?，开始出现时强度进一步提高，一旦发生?，向?转化，强化作用降低，转变结束时强化作用消失，成为“过时效”。 铝合金的焊接 焊接过程中，焊接温度超过过时效温度，产生过时效和脱溶，所以导致强度损失。 无论退火态还是时效态下焊接，焊后不经热处理，接头强度均低于母材，特别是在时效态下焊接超硬铝，焊后即使进行人工时效，接头强度系数（?接头 / ?母材）也没有超过60%。 铝合金的焊接 上海交通大学焊接工程研究所 Welding Engineering Institute of Shanghai Jiao Tong University 铝合金的焊接 Al-Cu-Mg硬铝的时效过程是很快的，而Al-Zn-Mg合金的时效过程是很慢的，说明前者比后者的第二相易于脱溶，所以在焊后强度损失大。 另外Al-Cu-Mg在焊后5~60天自然时效对强度改善不明显，而Al-Zn-Mg则在焊后4天自然时效，软化开始显著消失，30天后基本消失。 Al-Zn-Mg合金的这种自然时效消除焊接软化问题值得注意。 小件采用人工时效，大件采用自然时效。 铝合金的焊接 铝合金接头的导电性、耐蚀性下降 原因是铸造组织的形成和合金元素的污染。 * * 铝合金的焊接 铝及其合金的焊接 铝合金的焊接 1. 铝合金的分类 2. 铝合金的物理、化学性能 3. 铝合金焊接时的气孔 4. 铝合金焊接时的裂纹 5. 铝合金焊接时的等强性 铝合金的焊接 1. 铝合金的分类 铝合金的焊接 可热处理合金 该类合金是通过加工强化和固溶强化来获得所需要的强度，通常的固溶强化元素有Mg和Mn，主要在1xxx、3xxx、5xxx系列的合