《汽车车身焊接技术任务.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车车身焊接技术任务.ppt（138页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、汽车车身焊接技术汽车车身焊接技术廖东波 讲师任务九任务九 铝板的焊接铝板的焊接l学习内容与目标铝合金焊接工艺参数及注意事项MIG焊方法铝合金焊接缺陷铝车身板的焊接一、相关知识一、相关知识l铝合金用于汽车车身的原因l环保、节能、降低车重l质轻、耐磨、耐腐蚀、弹性好，刚度强度高、抗冲击能力好，成型性好、再生性高、节能降耗、安全舒适l不锈蚀，抗锈能力超强铝及铝及铝合金的焊接铝合金的焊接铝及铝合金的焊接1 概述2 铝的生产3 铝的性质及其用途4 铝材的标记方法5 铝合金的热处理强化6 影响铝合金性能的因素1 概 述 铝为地壳中最多的金属，占铝为地壳中最多的金属，占7.45%。1827年年用钾作用于用钾
2、作用于AICI3，首次获得了纯铝。后来用钠作首次获得了纯铝。后来用钠作用于复盐使铝析出而制铝。当时铝贵而稀有。电解用于复盐使铝析出而制铝。当时铝贵而稀有。电解法炼铝发明以后，铝的产量大增。随着焊接技术的法炼铝发明以后，铝的产量大增。随着焊接技术的 进步，铝及铝合金遍布工业及人类生活的各个角落。进步，铝及铝合金遍布工业及人类生活的各个角落。2 铝 的 生 产 早期：早期：用钠作用于复盐制铝用钠作用于复盐制铝 Na+AICI3 NaCI AI 近期：近期：电解法熔融氧化铝制铝电解法熔融氧化铝制铝 AI2O3 2H2O AI析出析出/提炼提炼加加冰晶石冰晶石/电解电解电电 解解氧化铝氧化铝冰晶石冰晶
3、石 熔液熔液纯纯 铝铝电流供给接点电流供给接点碳碳阳极阳极碳碳炉衬炉衬砖砖 墙墙母母 线线图图 电解铝示意图电解铝示意图3 铝的性质及其用途 3.1 3.1 铝的性质铝的性质 （1）比重小：）比重小：2.7g/cm3；（2）熔点低：熔点低：660；（3）电阻小：只有钢的）电阻小：只有钢的1/4；（4）导热系数大：是钢的）导热系数大：是钢的35倍：倍：（5）热膨胀系数大：是钢的）热膨胀系数大：是钢的2倍。倍。（6）活性强，在空气中容易形成）活性强，在空气中容易形成Al2O3氧化膜氧化膜Al2O3氧化膜密度氧化膜密度3.95g/cm3，比铝大比铝大Al2O3氧化膜吸水性强氧化膜吸水性强固体金属的表
4、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1-2m1-2m1-2m1-2m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1-10m1-10m1-10m1-10m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。3.2 3
5、.2 铝铝 的的 用用 途途 机车、汽车、储罐、建筑、兵器、机车、汽车、储罐、建筑、兵器、家电、航空航天（一架飞机有家电、航空航天（一架飞机有50万颗铝万颗铝铆钉，铝占飞机重量的铆钉，铝占飞机重量的70%左右）左右）。4 铝材的标记方法 4.1 4.1 德国标准规定的标记方法德国标准规定的标记方法 （1 1）纯铝：）纯铝：R R （2 2）合金：元素后面标注含量百分数合金：元素后面标注含量百分数 （3 3）加工与供货形式标记：首位字母）加工与供货形式标记：首位字母 （4 4）材料状态标记：末位字母）材料状态标记：末位字母4.2 4.2 国际通用的标记方法国际通用的标记方法 1纯纯AI （L）2
6、 AICu （LY）3 AIMn 4 AISi 5 AIMg （LF）6 AIMgSi （LD）7 AIZnMg 8 上述之外者上述之外者 9 预备系列预备系列 5 5 铝合金的热处理强化铝合金的热处理强化 5.1 5.1 非热处理强化铝合金非热处理强化铝合金 3 AIMn 4 AISi 5 AIMg 5.2 5.2 热处理强化铝合金热处理强化铝合金 2 AICu （LY）6 AIMgSi （LD）7 AIZnMg （LC）6 6 影响铝合金性能的因素影响铝合金性能的因素（1 1）冷变形与晶粒大小影响其力学性能）冷变形与晶粒大小影响其力学性能 冷变形提高强度、降低塑性冷变形提高强度、降低塑性
7、平均晶粒直径大则屈服强度下降平均晶粒直径大则屈服强度下降（2）合金成分影响其力学性能）合金成分影响其力学性能 Mn的影响的影响 Mg的影响的影响（3）时效的影响）时效的影响7 7 7 7 铝及铝合金的焊接性分析铝及铝合金的焊接性分析铝及铝合金的焊接性分析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（AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3熔熔熔熔点点点点约约约约为为为为2050205020502050，MgOMg
8、OMgOMgO熔熔熔熔点点点点约约约约为为为为2500250025002500），加加加加之之之之铝铝铝铝及及及及其其其其合合合合金金金金导导导导热热热热性性性性强强强强，焊焊焊焊接接接接时时时时易易易易造造造造成成成成不不不不熔熔熔熔合合合合现现现现象象象象。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夹夹夹杂杂杂杂物物物物。同同同同时时时时，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MgOMgOMgOMgO存存存存在在在在的的的的不
9、不不不很很很很致致致致密密密密的的的的氧氧氧氧化膜）可吸收较多水分而成为焊缝化膜）可吸收较多水分而成为焊缝化膜）可吸收较多水分而成为焊缝化膜）可吸收较多水分而成为焊缝气孔气孔气孔气孔的重的重的重的重 要要要要原原原原因因因因之之之之一一一一。此此此此外外外外，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。这这这这些些些些都都都都是是是是焊焊焊焊接接接接生生生生产产产产中中中中颇颇颇颇感感感感困困困困难难难难的的的的问问问问题题题题。热热热热裂裂裂裂纹纹纹
10、纹和和和和软软软软化化化化也也也也是是是是铝铝铝铝合金焊接的主要问题。合金焊接的主要问题。合金焊接的主要问题。合金焊接的主要问题。总之：氧化膜、不熔合、夹杂、气总之：氧化膜、不熔合、夹杂、气孔、热裂纹、软化、变形孔、热裂纹、软化、变形 气孔气孔气孔气孔 氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因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
11、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”2.2.2.2.气孔的形成原因气孔的形成原因气孔的形成原因气孔的形成原因 (1)(1)(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)(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
12、)(4)(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2.2.2.2.影响气孔形成的因素影响气孔形成的因素影响气孔形成的因素影响气孔形成的因素1 1 1 1）弧柱气氛中水分的影响）弧柱气氛中水分的影响）弧柱气氛中水分的影响）弧柱气氛中水分的影响 弧弧弧弧柱柱柱柱空空空空间间间间或或或或多多多多或或或或少少少少存存存存在在
13、在在一一一一定定定定量量量量的的的的水水水水分分分分，尤尤尤尤其其其其在在在在潮潮潮潮湿湿湿湿季季季季节节节节或或或或湿湿湿湿度度度度大大大大的的的的地地地地区区区区进进进进行行行行焊焊焊焊接接接接时时时时，由由由由弧弧弧弧柱柱柱柱气气气气氛氛氛氛中中中中水水水水分分分分分分分分解解解解而而而而来来来来的的的的氢氢氢氢，溶溶溶溶入入入入过过过过热热热热的的的的熔熔熔熔融融融融金金金金属属属属中中中中，凝凝凝凝固固固固时时时时来来来来不不不不及及及及析析析析出出出出成成成成为为为为焊焊焊焊缝缝缝缝气气气气孔孔孔孔。这这这这时时时时所所所所形形形形成成成成的的的的气气气气孔孔孔孔具具具具有有有有白
14、白白白亮亮亮亮内内内内壁壁壁壁的的的的特特特特征。征。征。征。合合合合金金金金系系系系 不不不不同同同同合合合合金金金金系系系系对对对对弧弧弧弧柱柱柱柱气气气气氛氛氛氛中中中中水水水水分分分分的的的的影影影影响响响响是是是是不不不不同同同同的的的的。纯纯纯纯铝铝铝铝对对对对气气气气氛氛氛氛中中中中的的的的水水水水分分分分最最最最为为为为敏敏敏敏感感感感。Al-MgAl-MgAl-MgAl-Mg合合合合金金金金MgMgMgMg含含含含量量量量增增增增高高高高，氢氢氢氢的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度和和和和引引引引起起起起气气气气孔孔孔孔的的的的临临临临界界界界氢氢氢氢分分分分压压压压p p p
15、 pH H H H2 2 2 2随随随随之之之之增增增增大大大大，因因因因而而而而对对对对吸吸吸吸收收收收气气气气氛氛氛氛中中中中水水水水分分分分不不不不太太太太敏敏敏敏感感感感。相相相相比比比比之之之之下下下下，同同同同样样样样焊焊焊焊接接接接条条条条件件件件下，下，下，下，纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些。焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法 不不不不同同同同的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法对对对对弧弧弧弧柱柱柱柱气气气气氛氛氛氛中中中中水水水水分的敏感性也不同。分的敏感性也不同。分的敏感性也不同。分的敏感
16、性也不同。TIGTIGTIGTIG焊焊焊焊或或或或MIGMIGMIGMIG焊时氢的吸收焊时氢的吸收焊时氢的吸收焊时氢的吸收 速速率率和和吸吸氢氢量量有有明明显显差差别别。MIGMIG焊焊时时，焊焊丝丝以以细细小小熔熔滴滴形形式式通通过过弧弧柱柱落落入入熔熔池池，由由于于弧弧柱柱温温度度高高，熔熔滴滴比比表表面面积积大大，熔熔滴滴金金属属易易于于吸吸收收氢氢；TIGTIG焊焊时时，熔熔池池金金属属表表面面与与气气体体氢氢反反应应，因因比比表表面面积积小小和和熔熔池池温温度度低低于于弧弧柱柱温温度度，吸吸收收氢氢的的条条件件不不如如MIGMIG焊焊时时容容易易。同同时时，MIGMIG焊焊的的熔熔深
17、深一一般般大大于于TIGTIG焊焊的的熔熔深深，也也不不利利于于气气泡泡的的浮浮出出。所所以以，在在同同样样的的气气氛氛条条件件下下，MIGMIG焊焊时时焊焊缝缝气气孔倾向比孔倾向比TIGTIG焊时大。焊时大。2 2 2 2）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，
18、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-MgAl-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。MIGMIGMIGMIG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
19、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。TIGTIGTIGTIG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
20、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
21、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，且因气泡是在熔化早期形成的，有条件且因气泡是在熔化早期形成的，有条件且因气泡是在熔化早期形成的，有条件且因气泡是在熔化早期形成的，有条件 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
22、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-MgAl-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
23、化化化化膜膜膜膜，所所所所以以以以Al-MgAl-MgAl-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。3.3.3.3.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 a a 对焊接材料干燥
24、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%0.08%0.08%时时时时不不不不易易易易形形形形成气孔
25、。氩气的管路也要保持干燥。成气孔。氩气的管路也要保持干燥。成气孔。氩气的管路也要保持干燥。成气孔。氩气的管路也要保持干燥。b b 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 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
26、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20mm20mm20mm20mm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
27、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 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度度度很快，应及时进行焊接。很快，应及时进行焊接。很快，应及时进行焊接。很快，应及时进行焊接。图图图图 5-3 5-3 5-3 5-3 铲根对焊缝气孔的影响铲根对焊缝气孔的影响铲根对焊缝气孔的影响铲根对焊缝气孔的影响（
28、Al-4Mg-1MnAl-4Mg-1MnAl-4Mg-1MnAl-4Mg-1Mn，MIGMIGMIGMIG）1111未铲根未铲根未铲根未铲根 2222铲根铲根铲根铲根(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
29、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。对对于于TIGTIG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 5-4 5-4 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，TI
30、GTIG）在在在在MIGMIGMIGMIG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氢氢氢向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。向熔池侵入。因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。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 5-5 MIG5-5 MIG5
31、-5 MIG5-5 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）图图图图5-6 5-6 5-6 5-6 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）1111对接接头对接接头对
32、接接头对接接头 2T2T2T2T型接头型接头型接头型接头 因因因因此此此此，在在在在MIGMIGMIGMIG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
33、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，ArArArAr中中中中加加加加入入入入少少少少量量量量COCOCOCO2 2 2 2或或或或O O O O2 2 2 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
34、倾向向向向。但但但但是是是是COCOCOCO2 2 2 2或或或或O O O O2 2 2 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又又又会使焊缝表面氧化严重而发黑。会使焊缝表面氧化严重而发黑。会使焊缝表面氧化严重而发黑。会使焊缝表面氧化严重而发黑。热裂纹热裂纹热裂纹热裂纹 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缝凝固裂纹和近缝区液化裂纹。焊缝凝固裂纹和近缝区液化裂纹。焊缝凝固裂纹和
35、近缝区液化裂纹。焊缝凝固裂纹和近缝区液化裂纹。1.1.1.1.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 铝铝铝铝合合合合金金金金典典典典型型型型的的的的共共共共晶晶晶晶合合合合金金金金 存存存存在在在在易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶体体体体，在在在在焊焊焊焊缝缝缝缝的的的的结结结结晶晶晶晶后后后后期期期期，易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶的的的的存存存存在在在在，是是是是铝合金焊缝产生凝固裂纹的重要原因之一。铝合金焊缝产生凝固裂纹的重要原因之一。铝合金焊缝产生凝固裂纹的重要原因之一。铝合金焊缝产生凝固裂纹的重要原因之一。裂裂纹纹倾倾向向最最大大时时的的合合金金组组元元
36、x xm m均均小小于于它它在在合合金金中中的的极极限限溶溶解解度度，例例如如Al-MgAl-Mg合合金金的的x xm m约约为为2%2%MgMg；这这是是由由于于焊焊接接加加热热和和冷冷却却过过程程都都很很快快，使使合合金金来来不不及及建建立立平平衡衡状状态态，在在不不平平衡衡的的凝凝固固条条件件下下固固相相线线一一般般要要向向左左下下方方移移动动的的结结果果。也也就就是是说说，固固相相与与液液相相之之间间的的扩扩散散来来不不及及进进行行，先先凝凝固固的的固固相相中中合合金金元元素素含含量量少少，而而液液相相中中却却含含较较多多合合金金元元素素，以以致致可可在在较较少少的的平平均均浓浓度度下
37、下就就出出现现共共晶晶。例例如如在在80100/s80100/s冷却浓度下就出现共晶。例如冷却浓度下就出现共晶。例如 在在80100/s80100/s冷冷却却速速度度下下，Al-CuAl-Cu合合金金的的实实际际固固相相线线向向左左下下方方移移动动，使使极极限限溶溶解解度度的的成成分分为为0.2%Cu0.2%Cu（而而不不是是原原来来的的5.65%Cu5.65%Cu），共共晶晶温温度度降降低低到到525525（原原来来是是548548）。若若合合金金中中存存在在其其他他元元素素或或杂杂质质时时，还还可可能能形形成成三三元元共共晶晶，其其熔熔点点要要比比二二元元共共晶晶更更低低一一些些，凝凝固固
38、温温度度区区间间也也更更大大一一些些。易易熔熔共共晶晶的的存存在在，是是铝铝合合金金焊焊缝缝产产生生凝固裂纹的重要原因之一。凝固裂纹的重要原因之一。铝铝铝铝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比比比比钢钢钢钢约约约约大大大大1 1 1 1倍倍倍倍，熔熔熔熔池池池池金金金金属属属属冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度很很很很快快快快在在在在拘拘拘拘束束束束条条条条件件件件下下下下焊焊焊焊接接接接时时时时易易易易产产产产生生生生较较较较大大大大的的的的焊焊焊焊接接接接应应应应力力力力，也也也也是是是是促促促促使使使使铝铝铝铝合合合合金金金金具具具具有有有有较较较较大大大大裂
39、裂裂裂纹倾向的原因之一。纹倾向的原因之一。纹倾向的原因之一。纹倾向的原因之一。近近近近缝缝缝缝区区区区液液液液化化化化裂裂裂裂纹纹纹纹同同同同焊焊焊焊缝缝缝缝凝凝凝凝固固固固裂裂裂裂纹纹纹纹一一一一样样样样，也也也也与与与与晶晶晶晶间间间间易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶有有有有联联联联系系系系，但但但但这这这这种种种种易易易易熔熔熔熔共共共共晶晶晶晶夹夹夹夹层层层层并并并并非非非非晶晶晶晶间间间间原原原原已已已已存存存存在在在在的的的的，而而而而是是是是在在在在不不不不平平平平衡衡衡衡的的的的焊焊焊焊接接接接加加加加热热热热条条条条件件件件下下下下因因因因偏偏偏偏析析析析而而而而形形形形成成
40、成成的的的的，所所所所以以以以称称称称为为为为晶晶晶晶间间间间液液液液化化化化裂纹。裂纹。裂纹。裂纹。2 2 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
41、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 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CuCuCuCu、MnMnMnMn、SiSiSiSi、MgMgMgMg、ZnZnZnZn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金金金焊接裂纹的影响如图焊接裂纹的影响如图焊接裂纹的影响如图焊接裂纹的影响如图5-85-85-85-8所
42、示。所示。所示。所示。图图图图5-7 Al-Mg5-7 Al-Mg5-7 Al-Mg5-7 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）1111连续焊道连续焊道连续焊道连续焊道 2222断续焊道断续焊道断续焊道断续焊道 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
43、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 x x xm m m m，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
44、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5-8 5-8 铝合金的裂纹敏感性铝合金的裂纹敏感性 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
45、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w w w wSiSiSiSi=5%=5%=5%=5%的的的的Al-SiAl-SiAl-SiAl-Si合合合合金金金金焊焊焊焊丝丝丝丝（4A014A014A014A01）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
46、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。Al-CuAl-CuAl-CuAl-Cu系系系系硬硬硬硬铝铝铝铝合合合合金金金金2A162A162A162A16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。MgMgMgMg可可可可降降降降低低低低Al-CuAl-CuAl-CuAl-Cu合合合合金金金金中中中中CuCuCuCu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
47、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-MgAl-Cu-MgAl-Cu-Mg（硬硬硬硬 铝铝铝铝）中中中中 的的的的 MgMgMgMg，添添添添 加加加加 少少少少 量量量量MnMnMnMn（w w w wMnMnMnMn1%1%1%1%），得到，得到，得到，得到Al-Cu-Al-Cu-Al-Cu-Al-Cu-MnMnMnMn合金（合金（合金（合金（2A162A162A162A16）。）。）。）。如如如如图图图图5-95-95-95-9所所所所示示示示，w w w wCu=Cu=Cu=Cu=6 6 6 6%7%7%7%7%时时时时，正正正正好好好好处处处处在
48、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MnMnMnMn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-Al-Cu-Al-Cu-Al-Cu-MnMnMnMn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w w w wTiTiTiTi=0.1%0.2%=0.1%0.2%=0.1%0.2%=0.1%0.2%是是是是有有有有效效
49、效效的的的的。w w w wFeFeFeFe0.3%0.3%0.3%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；w w w wSiSiSiSi0.2%0.2%0.2%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SiSiSiSi、MgMgMgMg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CuCuCuCu与与与与MgMgMgMg不能共存，不能共存，不能共存，不能共存，MgMgMgMg含量越少越好，一般限制含量越少越好，一般限制含量越少越好，一般限
50、制含量越少越好，一般限制w w w wMgMgMgMg0.05%0.05%0.05%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13A21 2Al-2.5%Mg 3Al-3.5%Mg 4Al-5.2%Mg13A21 2Al-2.5%Mg 3Al-3.5%Mg 4Al-5.2%Mg 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TiTiTiTi、ZrZrZrZr、V V V V、B B 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