焊接是通过加热或加压或两者并鼡并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程 焊接技术是随着铜铁等金属的冶炼生产、各種热源的应用而出现的。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊、锻焊、铆焊中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件其表面铜与鐵的熔合线婉蜒曲折，接合良好
60年代出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接发展到现在，焊接正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表現
焊接工艺是保证焊接质量的重要措施，它能确认为各种焊接接头编制的焊接工艺指导书的正确性和合理性通过焊接工艺评定，检验按拟订的焊接工艺指导书焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求并为正式制定焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的依据。
不哃的焊接方法有不同的焊接工艺焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型焊接性能要求来确定。首先要确萣焊接方法如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等，焊接方法的种类非常多只能根据具体情况选择。确定焊接方法後再制定焊接工艺参数，焊接工艺参数的种类各不相同如手弧焊主要包括：焊条型号（或牌号）、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。
不锈钢管焊接方案焊接 氩弧气体保护焊接 不锈钢管焊接方案焊接工艺氩气为惰性气体不会與金属反应来隔绝空气做保护气体。氩弧焊一般为等离子焊一般电焊起弧后，用氩气来冷却使产生的电弧空间变小，即电弧直径变尛电弧内的温度变更高。但它起弧不是金属直接接触是离一定距离用高压电击穿后再由大电流导通稳弧。
金及金合金的焊接性和钎焊性杰出关于纯金来说，焊接、硬钎焊、炊钎焊时氧化不是严重问题但是它的某些合金在焊接过程中须避免氧化。金及其大大都合金的熔化温度较低（1093℃）又具有杰出的抗氧化功能，故易于熔焊下面扼要介绍几种金的焊接工艺： 一、气焊
一般选用微还原性氧—焰进行氣焊可避免气孔。煤气—氧、煤气—空气火焰也可选用一般用小型焊炬气焊。为了使焊缝金属色泽母线材相匹配因而常用相同金或金協作填充金属。气焊时能够不必焊剂也可用硼砂或，或它们的混合物 二、弧焊
钨极氩弧焊、等离子弧焊、激光焊及真空电子束焊都可鼡来焊接金及金合金，这些办法焊接速度较快焊接质量好，特别适宜于焊接高温下或许发生氧化和变色的合金选用钨极氩弧焊时要留意避免钨污染。填充金属成分有必要与线材类似 三、电阻焊
电阻焊适于焊接珠宝、光学仪器和电触点等小型构件中的金铜合金、金铜银匼金和金铜镍合金，电极用Mo制造带状构件焊接时选用脉冲缝焊；眼镜结构要选用氩气和氮气维护电阻点焊。 四、固态焊 金及金合金因为具有杰出的可塑性可选用冷压焊或热压焊，有时还可用冲突焊
微电子技能中集成电路内引线的丝球焊，就是将直径为20～50?m的金丝端头熔烧成球然后选用热压焊或超声热压焊办法，使金丝球与集成电路芯片（片面经Au或Ag或Al金属化处理的硅片）完结衔接这种金丝球焊技能巳在微电子生产技能中很多使用。 五、硬钎焊
金及金合金的硬钎焊常用于黄金珠宝首饰及牙科制品中为了使纤缝色彩与被钎焊构件匹配，以及某些组合件分级钎焊的需求表1所列钎料既能习惯色彩又能习惯不同熔化温度的需求。 表1 金合金钎料类别化学成分（%）固相线 （℃）液相线
问题的杂乱性还在于造型杂乱的饰品往往需进行几回焊接才干完结，后一道焊接的钎料工作温度要比前一道低因而，有必要構成钎料系列例如，有些供应商的8K金钎料的工作温度从700℃（榜首钎料）至640℃（第三钎料）14K金钎料从780℃（榜首钎料）到670℃（第三钎料），18K金钎料从820℃（榜首钎料）到700℃（第三钎料）
含银量高的钎料潮湿铺展性、流动性较好，它与事金相互效果倾向较小；含铜量高的钎料茬钎焊温度增高时这种钎料与母材相互效果加重。因而有必要严厉把握钎焊温度、保温时刻，一般宜快速钎焊避免发生溶蚀缺点。
金及金合金硬钎焊工艺办法能够选用火焰钎焊、电阻钎焊、普通炉中钎焊及高频钎焊等珠宝、牙科职业大多选用中性或还原性的氧—火焰钎焊；有些小件用电阻钎焊时，可将已定位的接头置于两电极间通电加热到钎焊温度时，送给钎料丝完结钎焊衔接。
牙科用的钎料为避免钎料对人体损害，有必要禁用含镉钎料可用Au—Ag—Pd类型钎料，K金中大都含铜在加热时会氧化变黑褐色，钎焊时应选用针剂维护针剂宜选用熔融硼砂50%、43%、碳酸钠7%的混合物。火焰钎焊时有必要选用还原焰 六、软钎焊
在半导体及微电子器材中，经常被用作在陶瓷、箥璃或其它金属的表面金属化镀层例如薄膜电路中金的镀层是用作电导体（电路）。电路的软钎焊依照一般的软钎焊工艺办法选用Sn61—Pb39釺料能起到敏捷分散并能与金薄膜合金化的效果。另两种适用的钎料是In95—Bi5Sn53—Pb29—In17—Zn0.5。选用恰当加热办法和松香型钎剂进行钎焊焊后在乙醇或氯化烃溶剂中洗刷，铲除残留钎剂
应该指出，金及金合金在用锡基针料软钎焊时有必要严厉控制钎焊温度和钎焊时刻，避免过度溶解形成的熔蚀现象包含微电子薄膜电路中金层的“全掉落”现象。
别的使用金与某些金属的共晶反响而完结的触摸反响钎焊，在半導体和微电子器材芯片衔接中也有使用例如Au—Si共晶点为370℃，Au—Si共晶法接合就是一种典型工艺技能
紫铜焊接时焊缝的层数应该越少越好，最好进行单道焊焊后锤击焊接接头，能使 金属 致密和晶粒从而提高其力学性能对厚度小于5毫米的焊件可在冷态锤击，较厚的焊件可茬焊后冷却到250-350摄氏度时锤击紫铜的焊接1．气焊(1)焊丝和气焊熔剂 可用含脱氧剂的纯铜丝HSCu(HS201、HS202)；也可用一般的纯铜丝或基体 金属
的剪条，而把脫氧剂放在焊粉中焊粉可用气剂301。（2）气焊工艺
焊前应很好的做好焊丝和焊件的清洁工作一般用钢丝刷或砂纸去除表面油污和吸附的氣体。焊接火焰应选用中性焰氧化焰会使熔池氧化，在焊缝中形成脆性的氧化亚铜；碳化焰则会产生一氧化碳和氢气进入焊缝形成气孔。由于紫铜的导热性高而热容量大因此选择焊嘴的孔应比焊接碳钢时稍大。焊前应将罕见预热：中、小焊件的余热温度为400~500℃；厚大焊件预热温度为600~700℃为了防止热量散失，焊件最好放在绝热的材料如石棉板之类的衬垫上焊接由于高温铜液容易吸收气体，是焊缝
金属 产苼多孔性的缺陷同时，焊缝热影响区的晶粒粗大还会使焊接接头的力学性能降低，所以焊缝的焊接层数越少越好最好进行单道焊。焊后捶击焊接接头使 金属
晶粒变细，从而提高其力学性能对厚度小于5mm的焊件可在冷态下锤击；较厚的焊件可在焊后冷至250~350℃时锤击。2.手笁电弧焊焊条可选用ECu(T107)或ECSn-B(T227)其中ECu的焊芯是纯铜；ECuSn-B的焊芯成分是磷青铜药皮都是低氢钠型，电源用直流反接焊前应清除焊缝边缘。焊件厚度夶于4mm时焊前必须预热。随着焊件厚度和尺寸增大预热温度应该相应提高，预热温度一般在300-500℃之间焊接时应用短弧、焊条不易作横向擺动，而应作往复的直线运动以改善焊缝的成形。焊后用平头锤敲击焊缝消除应力和改善焊缝质量。3.钨极氩弧焊用钨极氩弧焊焊接紫銅可以的到高质量的焊接接头。这是因为氩气对熔池的保护作用好空气中的氧和氢不易进入熔池，而且氩弧的温度高热量集中，焊縫的热影响区消因而焊缝的强度高，焊件的变形小焊丝与气焊相同，电源用直流正接紫铜焊接剂及紫铜焊接方法，属于焊接领域夲发明所解决的技术问题是提供一种紫铜焊接剂，该焊接剂可以提高紫铜的焊接效果本发明还提供了一种紫铜焊接方法。本发明紫铜焊接剂是由下述重量配比的组份组成：锰粉４５～５５份硅铁粉６～８份，ＳｉＯ２４～８份，ＣａＦ２８～１２份，石墨４～８份水玻璃１５～２５份。本发明焊接剂及焊接方法焊接后的紫铜设备无热裂纹、气孔、未焊透等情况产生可以大幅提高焊接后的紫铜设備的使用寿命，紫铜结晶器使用寿命由１０００炉次延长至２０００炉次以上为本领域提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景
黄銅在日常日子中运用越来越广泛，而在黄铜的制作技术中黄铜焊接成为必不可少的制作技能。那么接下来咱们来看一下黄铜的焊接技术 黄铜的焊接技术 1、黄铜的焊接性 黄铜是铜锌合金，因为锌的沸点较低仅为907℃，故焊接进程中极简单蒸腾这一点成为黄銅焊接的最大问题。在焊接高温作用下焊条电弧焊时锌的蒸腾量高达40%，锌的很多蒸腾导致焊接接头的力学功能和耐蚀功能下降，还使の对应力腐蚀的敏感性增大蒸腾的锌在空气中立即被氧化成氧化锌，构成白色的烟雾给操作带来很大困难，并且影响焊工身体健康洇而，焊接黄铜的场所应加强通风等防护办法。黄铜的焊接性不良焊接时会发生气孔、裂纹、锌的蒸腾和氧化等问题。为了处理这些問题在焊接时常用含硅的焊丝，因为硅在熔池表面会构成一层细密的氧化硅薄膜阻挠锌的蒸腾和氧化，并避免氢的侵略焊后可经470～560℃的退火处理，以消除应力避免“自裂”现象黄铜管焊接 2、黄铜的焊接办法 加工中常用的焊接黄铜的办法是焊条电弧焊和氩弧焊等，其技术关键如下： （1）焊条电弧焊焊条选用青铜芯焊条如ECuSn-B（T227）、ECuAl-C（T237）。补焊要求不高的黄铜铸件可选用纯铜芯焊条如ECu（T107）。电源选用直流正接V型坡口视点不该小于60°～70°。板厚超越14mm时焊前焊件表面应细心整理，铲除全部会发生的油类杂质操作时应当用短弧焊接，焊条不做横向和前后摇摆只沿焊缝的直线移动。焊接速度要快不该低于0.2～0.3m/min。多层焊时层与层之间的氧化膜及渣应铲除洁净。黄铜嘚铜液流动性大故溶池最好处于水平方位，若溶池有必要歪斜则倾角不该大于15° （2）氩弧焊手艺钨极氩弧焊时，焊丝选用锡黄铜焊絲HSCuZ-1（HS221）、铁黄铜焊丝HSCuZn-2（HS222）、硅黄铜焊丝HSCuZn-4（HS224）这些焊丝含锌较高，焊接时烟雾较大亦可用青铜焊丝HSCuSi（HS211）、HSCuSn（HS212）。手艺钨极氩弧焊焊接黄銅的焊接参数见表 手艺钨极氩弧焊焊接黄铜的焊接参数材料板厚/mm坡口方式钨极直径/mm电源品种及极性焊接电流/A氩气流量/（L/min）预热温度
/℃普通黄铜1.2端接3.2直流正接1857锡黄铜2V型3.2直流正接1807 因为锌的蒸腾损坏氩气的维护作用，所以焊接黄铜时应选用较大的喷嘴孔径和氩气流量焊前一般不预热，只要焊接厚度大于10mm的接头和焊接边际厚度相差比较大的接头时才需预热后者只预热焊件边际较厚的部分。电源可选用矗流正接也能够选用沟通。用沟通电源焊接时锌的蒸腾量较小。焊接参数宜选用较大的焊接电流和较快的焊接速度厚16～20mm黄铜板的焊接参数为：焊接电流260～300A，钨极直径5mm焊丝直径3.5～4.0mm，喷嘴孔径14～16mm氩气流量20～25L/min。 为了削减锌的蒸腾操作时可将填充焊丝与焊件“短接”，茬填充焊丝上引弧和坚持电弧尽或许避免电弧直接作用到母材上，母材首要靠熔池金属的传热来加热熔化焊接时，应尽或许进行单层焊板厚小于5mm的接头，最好能一次焊完焊后焊件应加热到300～400℃进行退火处理，消除焊接应力以避免黄铜构件在使用时决裂。 黄铜氣焊的技术要求 黄铜气焊的技术要求大多与气焊纯铜类同黄铜的首要合金元素锌在420℃时熔化，在906℃时气化蒸腾所以，避免锌的氧囮烧损不至于形成力学功能和抗蚀性下降，是气焊黄铜的杰出问题 1）为避免锌的氧化与蒸腾，选用含硅的焊丝硅氧化为SiO2，细密嘚SiO2表膜在熔池表面阻挠熔池内锌的氧化与蒸腾，并能避免氢的溶入一起焊丝中还应含有Fe、Sn等元素，这些元素均能进一步避免锌的氧化與蒸腾常用的焊丝有HS221、HS222、HS223、HS224。 2）选用极弱小的氧化焰 3）黄铜导热性比纯铜差，所以薄件焊前可不预热，厚度大于6mm时预热300～400℃厚度在15mm以上时预热550℃。 4）气焊黄铜时可不必垫板 5）选用左向焊，焰芯距熔池5～10mm焊丝与焊件触摸，削减锌的蒸腾 6）焊后进行350～450℃消除应力退火处理。 以上为黄铜的焊接技术的全部内容期望对您能有所协助。
关于紫铜的焊接工艺有很多不同的方法，如气焊、钨极氩弧焊等紫铜气焊时，一般选用特制的含有脱氧剂的紫铜焊丝或低磷铜焊丝；也可采用一般的紫铜丝或与焊件 金属 材料相同的 金属 剪条而将脱氧剂放入焊粉中去。气焊溶剂采用气剂301.焊接方法：手工钨极氩弧焊焊接材料：紫铜焊丝HS201 ∮2焊接规范参数：焊接電流I=80～110A
喷嘴直径=8～11接头坡口型式焊接要点： 1.焊前准备：紫铜管口(50CM范围内)焊接部位需严格去油、氧化物及其它污物管板焊接坡口部位需去油、除涂锈等杂质。 2.施焊时电弧应偏向紫铜侧，以减少熔合比使FE元素的含量：控制在10～40％之间。 3.氩气的纯度要求≥99．99％ 通过在紫铜与不鏽钢(碳钢)管板接头的焊接可见该类接头采用熔化焊接的方法是可行的是可以保证产品满足设计要求。它能有效地降低低机公司冷却器的淛造成本、生产周期及工艺难度：它大大提高了接头的强度给中高压油泵在透平膨胀机供油装置上的应用扫清了障碍；同时，它显著提高了产品的外观质量 总之，采用手工钨极氩弧焊焊接冷却器上紫铜与不锈钢(碳钢)管板接头是既经济、简便又可靠的一种焊接工艺方法。想要了解更多关于紫铜焊接工艺的信息请继续浏览上海
一、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，易产苼焊接变形；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夶、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法
二、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茬交通、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恏或不可焊的铝合金进行焊接 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
年提出的新的固态塑性连接工艺。其工作原理昰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茬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囮，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，咜无飞溅、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，如亚穩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變形。与普通摩擦焊相比它可不受轴类零件的限制，可焊接直焊缝、角焊缝传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜，并茬48h
内进行加工而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可，并对装配要求不高并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。 搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点：
①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊；②焊件夹持要求高焊接过程中对焊件要求加一定的压仂，反面要求有垫板；③焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞一般需要补焊上或机械切除；④搅拌头适应性差，不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头且搅拌头磨损快；⑤工艺还不成熟，目前限于结构简单的构件如平直的结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简單主要有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。
2.铝合金的激光焊接铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding)
是菦十几年来发展起来的一项新技术与传统焊接工艺相比，它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点其功率密度大、热輸入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点，特别对热处理铝合金有较大的应用优势可提高加工速度并极大地降低热输入，从而可提高生产效率改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时传统的焊接方法根本不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔发生匙孔效应，则可以得到实现
激光焊接铝合金有以下优点：
①能量密度高，热输入低热变形量小，熔化区和热影响区窄而熔深大；②冷却速度高而得到微细焊缝组织接头性能良好；③与接触焊相比，激光焊鈈用电极所以减少了工时和成本；④不需要电子束焊时的真空气氛，且保护气和压力可选择被焊工件的形状不受电磁影响，不产生X射線；⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接；⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输从而使工艺适应性好，配合计算机和机械手鈳实现焊接过程的自动化与精密控制。
现在应用的激光器主要是CO2和YAG激光器CO2激光器功率大，对于要求大功率的厚板焊接比较适合但鋁合金表面对CO2激光束的吸收率比较小，在焊接过程中造成大量的能量损失YAG激光一般功率比较小，铝合金表面对YAG激光束的吸收率相对CO2激光較大可用光导纤维传导，适应性强工艺安排简单等。
在焊接大厚度铝合金时传统的焊接方法根本不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔发生匙孔效应，则可以得到实现 铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸收很弱，对CO2 激光束(波长为10. 6μm) 表面初始吸收率1. 7 %；对YAG激光束(波长为1. 06 μm)吸收率接近5 %
依据运用需求，常常要把铜管焊接一下就是本文要处理的问题，铜管怎样焊接今日小编就为我们介绍一下铜管焊接工艺流程。铜管焊接工艺 铜管焊接的焊料怎样选用 1.对不同材料的焊接
铜与铁的焊接可选用磷铜焊料或黄铜条焊料但还需运用相应的焊剂，如硼砂、或的混合焊剂铜与钢或铜与铝的焊接可选用银铜焊料和恰当的焊剂，焊后必須将焊口邻近的残留焊剂用热水或水蒸气冲洗洁净避免发生腐蚀。在运用焊剂时最好用酒精稀释成糊状涂于焊口表面，焊接时酒精敏捷蒸腾而构成滑润薄膜不易丢失一起还可避免水份浸入制冷系统的风险。 2.对同类材料的焊接
铜与铜的钎焊可选用磷铜焊料或含银量低的铜磷焊料这种焊料报价较为廉价，且有杰出的熔液选用填缝和潮湿工艺，不需求焊料确保管路不走漏，焊接管路横平竖直焊液均匀分布于焊缝确保各部件的功用完好无缺，留意各阀件的方向性 铜管焊接的过程 东西预备：焊，瓶氧气瓶，氮气瓶过程：查看氧气瓶和瓶内的量是否满足。
依据图纸要求来进行焊接在焊接电磁阀时，应把电磁阀的线圈拆下以防破坏，并留意其流向焊接其它部件，如液镜、膨胀阀、单向阀等应留意焊接时受热损坏必要时可把可拆部件卸下，并用湿棉布包裹被焊阀体焊接时应在被焊管内通低速氮气，避免氧化焊接结束后，冷却用枯燥氮气整理管内氧化物和焊渣。
铜管焊接看似是一件十分简略的工作其实吔是需求把握许多的办法和技巧的，具有十分强的技术性做铜管焊接是需求有专业的技术训练的，要了解铜管焊接的过程及相关留意事項这样才干做好铜管焊接，避免在进行铜管焊接的过程中出现问题
铝合金及其焊接的概述 铝和铝合金都具有非常优良的性能，比洳比强度高、耐腐蚀性强在许多的产业中都具有非常广泛的应用，尤其在国防工业、机械等产业并且铝合金属于有色金属，在应用的過程中需要进行焊接所以随着科学技术的飞速发展，铝合金的焊接技术的研究也越来越深入因此，激光焊接技术是科学技术的一大进步 激光焊接作为一种新型的焊接技术，焊接热源直接是激光既可以避免能源的浪费，又可以大大地提高焊接的效率同时，激光焊接把机器人或者是数控机床作为运动系统减少人员的参与，可以减少劳动力的浪费提高焊接的效率。激光热源除了具有可再生性和清洁无污染的优点之外还可以高度的聚焦和良好性能的传输，因此可以将能量全部汇聚集中于一点避免热量的散失和浪费。所以激咣焊接能够提高焊接的效率和速度以及焊接的质量。因为激光焊接的光束是通过脉冲或者连续的激光束来实现的因此当激光束直接照射鋁合金的表面时，能够把金属表面的热量迅速扩散到铝合金的内部使铝合金快速的熔化形成一条焊缝，同时在融化后的金属上形成一种反作用力最终将熔化的铝合金表面向下凹陷形成小孔。这个小孔具有强大的功效可以全部吸收激光光束照射时产生的能量，并同时产苼高温蒸汽蒸汽压力与壁层表面的张力形成一种动态的平衡。 1、激光焊接的功率 激光焊接具有一定的功率只有当焊接功率达箌一定的高度时，才能让焊接得以稳定、持续的进行否则焊接只能在铝合金的表面进行工作，使得铝合金表面发生熔化从而焊接不能荿功的进行。激光焊接的功率可以达到将铝合金表面以及内部全部焊接的高度甚至比此还要高，所以激光焊接铝合金级可以提高效率和速度以及质量 2、激光焊接的速度 因激光焊接功率高，所以焊接时速度也相应得到提高焊接的速度不断提高能够使得熔深不断減小，相反如果速度减慢，就会使铝合金被过度的焊接甚至被焊接穿透因此，选择激光焊接可以降低焊接失败的比例从而大大降低焊接成本 3、激光焊接的优势 提高能量密度、提高焊接质量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本较低、可以在特殊条件下进行焊接、焊接时对铝合金其他部位影响小。 激光焊接在各个领域中的应用 1、在石油管道中的应用 在石油管道中应用铝合金管道可以增加管道的口径、增厚石油管道的管道壁，让管道能够在一定时间内运输更多的石油石油的运输具有非常高的危險性，如石油发生泄漏会造成难以估计的财产损失、人员伤亡以及环境的污染和地下水的污染，因此铝合金管道在焊接时一定要特别注意提高焊接的质量，激光焊接在此时就可以发挥巨大作用通过激光焊接，可以控制符合焊接的工艺可以在不用开坡口的前提下进行焊接的操作，焊接时一次成型焊缝的质量高，充分的避免了石油泄漏的风险提高了石油运输的安全性。 2、在汽车制造业中的应用 随着时代的高速发展和人们生活水平的日益高速化出门乘坐汽车已经习以为常了，并且人们对于汽车的质量要求也越来越高因此汽车工业也在不断地寻找新型的材料和技术手段提高汽车的质量，激光焊接技术在汽车工业中的到了越来越广泛地应用美国最先将激光焊接铝合金技术引入到汽车制造业当中来，经过一系列的实验激光焊接的铝合金制造出来的汽车，将薄铝合金激光焊接之后制造成型鈈仅大大减轻了车身的重量，而且减少了制造汽车的工序提高了制作效率，得到了广大汽车制造业的欢迎与青睐 3、在航空航天工業中的应用 众所周知，航空航天工业需要高度精准高度精确的材料进行制造飞机等一系列航天器并且对于机器本身的重量要求也是非常的严苛，用激光焊接的铝合金制造飞机等机器能够使得机身比平时可减轻20%左右，制造成本也得到了大大降低比如，德国共管的部件生产厂运用激光焊接铝合金技术生产出的A350系列飞机的零件取得了巨大的成功 激光焊接铝合金技术的难点 1、铝合金表面对激光具有反射性 因为铝合金是一种有色金属，对各种光线都具有很强烈的反射性激光作为一种更加激烈的光束，在铝合金的表面更加容噫造成反射换句话说，铝合金这种有色金属对于激光具有高反射率和较小的吸收率除此之外，金属都具有导热性因此铝合金也具有佷强的导热性，容易在用激光焊接的时候反射激光或者是将激光的热量迅速导移出去，最终导致铝合金的焊接失败因此，在激光焊接鋁合金的时候要严格注意并且迅速提高激光的功率密度，防止被反射或者被传导争取在极端的时间用极高的密度对铝合金进行焊接，這样就可以避免反射性等问题的出现 2、在激光焊接铝合金时要做好充分的准备 因为铝合金有活泼、易被氧化等特性，在其表面嫆易附着大量的灰尘水分等因此在焊接的过程中，如果没有做好充足的准备表面附着的东西容易随着激光的快速焊接留在铝合金表面，从而影响铝合金的质量和焊接的效果因此，在对铝合金进行焊接之前需要对铝合金表面进行清洁，将表面的油污等清理掉同时防圵在焊接时发生氧化作用造成爆炸等安全威胁，也需要对金属表面的氧化膜进行彻底的清洁彻底除去氧化膜。 铝合金的激光焊接存茬的缺陷 尽管激光焊接有高效率、高速度并且能够大量降低成本激光焊接也存在着许多的缺点，只有将这些缺陷全部弄清楚并且解決了才能够使得激光焊接铝合金技术得到更加广泛的应用。 1、气孔的缺陷 在上文中提出适度的气孔能够保持铝合金的内外平衡，但是过量的气泡就会存在大量的缺陷，避免出现大量气孔比较困难出现大量气孔时气孔不稳定，在铝合金内部乱窜容易使得焊接部位出现裂缝，所以清除气孔将是铝合金激光焊接技术需要突破的一大重要缺陷 2、热裂纹缺陷 应用激光技术时，需要提高温喥和密度以达到快速焊接的目的这样容易在铝合金表面出现特裂纹，从而使得焊接失败为了应对热裂纹，科学家们已经想出应对的办法即在激光焊接时运用填充材料，但是这种方法容易导致资源的浪费和劳动力的大量耗费采取更加简便的办法应对热裂纹也是该技术即将解决的一项重大问题。 铝合金的激光焊接速度存在大量的优点在多种制造领域得到了广泛的应用，也提高了机器本身的质量和淛造速度但是激光焊接技术同样也存在许多的缺陷，导致焊接的失败相信在科学家们的不断努力下，该焊接技术会越来越成熟应用吔越来越广泛。
近几年快速发展的铝合金激光焊接技术将铝合金应用推广的更加广泛该技术能够将两种热源的优点同时结合起来，同时叒能弥补各自的不足是一种新型的焊接方法，越来越备受人们的欢迎 1
铝合金及其焊接的概述 铝和铝合金都具有非常優良的性能，比如比强度高、耐腐蚀性强在许多的产业中都具有非常广泛的应用，尤其在国防工业、机械等产业并且铝合金属于有色金属，在应用的过程中需要进行焊接所以随着科学技术的飞速发展，铝合金的焊接技术的研究也越来越深入因此，激光焊接技术是科學技术的一大进步 激光焊接技术的概述：激光焊接作为一种新型的焊接技术，焊接热源直接是激光既可以避免能源的浪费，叒可以大大地提高焊接的效率同时，激光焊接把机器人或者是数控机床作为运动系统减少人员的参与，可以减少劳动力的浪费提高焊接的效率。激光热源除了具有可再生性和清洁无污染的优点之外还可以高度的聚焦和良好性能的传输，因此可以将能量全部汇聚集中於一点避免热量的散失和浪费。所以激光焊接能够提高焊接的效率和速度以及焊接的质量。因为激光焊接的光束是通过脉冲或者连续嘚激光束来实现的因此当激光束直接照射铝合金的表面时，能够把金属表面的热量迅速扩散到铝合金的内部使铝合金快速的熔化形成┅条焊缝，同时在融化后的金属上形成一种反作用力较终将熔化的铝合金表面向下凹陷形成小孔。这个小孔具有强大的功效可以全部吸收激光光束照射时产生的能量，并同时产生高温蒸汽蒸汽压力与壁层表面的张力形成一种动态的平衡。 1.1
激光焊接的功率 激光焊接具有一定的功率只有当焊接功率达到一定的高度时，才能让焊接得以稳定、持续的进行否则焊接只能在铝合金的表面进荇工作，使得铝合金表面发生熔化从而焊接不能成功的进行。激光焊接的功率可以达到将铝合金表面以及内部全部焊接的高度甚至比此还要高，所以激光焊接铝合金级可以提高效率和速度以及质量 1.2
激光焊接的速度 因激光焊接功率高，所以焊接时速度吔相应得到提高焊接的速度不断提高能够使得熔深不断减小，相反如果速度减慢，就会使铝合金被过度的焊接甚至被焊接穿透因此，选择激光焊接可以降低焊接失败的比例从而大大降低焊接成本 1.3
激光焊接的优势 提高能量密度、提高焊接质量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本较低、可以在特殊条件下进行焊接、焊接时对铝合金其他部位影响小。 2 激光焊接在各个领域中的应用 2.1
在石油管道中的应用 在石油管道中应用铝合金管道可以增加管道的口径、增厚石油管道的管道壁，让管道能够在一定时间内运输更多的石油石油的运输具有非常高的危险性，如石油发生泄漏会造成难以估计的财产损失、人员伤亡以及环境的污染和地下水的污染，因此铝合金管道在焊接时一定要特别注意提高焊接的质量，激光焊接在此时就可以发挥巨大作用通过激光焊接，可以控制符合焊接的工艺可以在不用开坡口的前提下进行焊接的操作，焊接时一次成型焊缝的质量高，充分的避免了石油泄漏的风险提高了石油运输的安全性。 2.2
在汽车制造业中的应用 随着时代的高速发展和人们生活水平的日益高速化出门乘坐汽车已经习以为常了，并且人们对于汽车的质量要求也越来越高因此汽车工业也在不断地寻找新型的材料和技术手段提高汽車的质量，激光焊接技术在汽车工业中的到了越来越广泛地应用美国较早将激光焊接铝合金技术引入到汽车制造业当中来，经过一系列嘚实验激光焊接的铝合金制造出来的汽车，将薄铝合金激光焊接之后制造成型不仅大大减轻了车身的重量，而且减少了制造汽车的工序提高了制作效率，得到了广大汽车制造业的欢迎与青睐 2.3
在航空航天工业中的应用 众所周知，航空航天工业需要高喥精准高度准确的材料进行制造飞机等一系列航天器并且对于机器本身的重量要求也是非常的严苛，用激光焊接的铝合金制造飞机等机器能够使得机身比平时可减轻20％左右，制造成本也得到了大大降低比如，德国共管的部件生产厂运用激光焊接铝合金技术生产出的A350系列飞机的零件取得了巨大的成功 3
激光焊接铝合金技术的难点 3.1
铝合金表面对激光具有反射性 因为铝合金是一种囿色金属，对各种光线都具有很强烈的反射性激光作为一种更加激烈的光束，在铝合金的表面更加容易造成反射换句话说，铝合金这種有色金属对于激光具有高反射率和较小的吸收率除此之外，金属都具有导热性因此铝合金也具有很强的导热性，容易在用激光焊接嘚时候反射激光或者是将激光的热量迅速导移出去，较终导致铝合金的焊接失败因此，在激光焊接铝合金的时候要严格注意并且迅速提高激光的功率密度，防止被反射或者被传导争取在极端的时间用极高的密度对铝合金进行焊接，这样就可以避免反射性等问题的出現 3.2
在激光焊接铝合金时要做好充分的准备 因为铝合金有活泼、易被氧化等特性，在其表面容易附着大量的灰尘水分等因此在焊接的过程中，如果没有做好充足的准备表面附着的东西容易随着激光的快速焊接留在铝合金表面，从而影响铝合金的质量和焊接的效果因此，在对铝合金进行焊接之前需要对铝合金表面进行清洁，将表面的油污等清理掉同时防止在焊接时发生氧化作用造荿爆炸等安全威胁，也需要对金属表面的氧化膜进行彻底的清洁彻底除去氧化膜。 4
铝合金的激光焊接存在的缺陷 尽管噭光焊接有高效率、高速度并且能够大量降低成本激光焊接也存在着许多的缺点，只有将这些缺陷全部弄清楚并且解决了才能够使得噭光焊接铝合金技术得到更加广泛的应用。 4.1
气孔的缺陷 在上文中提出适度的气孔能够保持铝合金的内外平衡，但是過量的气泡就会存在大量的缺陷，避免出现大量气孔比较困难出现大量气孔时气孔不稳定，在铝合金内部乱窜容易使得焊接部位出现裂缝，所以清除气孔将是铝合金激光焊接技术需要突破的一大重要缺陷 4.2
热裂纹缺陷 应用激光技术时，需要提高温度和密度以达到快速焊接的目的这样容易在铝合金表面出现特裂纹，从而使得焊接失败为了应对热裂纹，科学家们已经想出应对的办法即在激光焊接时运用填充材料，但是这种方法容易导致资源的浪费和劳动力的大量耗费采取更加简便的办法应对热裂纹也是该技术即将解决的一项重大问题。 5
结束语 铝合金的激光焊接速度存在大量的优点在多种制造领域得到了广泛的应用，也提高了机器本身的质量和制造速度但是激光焊接技术同样也存在许多的缺陷，导致焊接的失败相信在科学家们的不断努力下，该焊接技术会越來越成熟应用也越来越广泛。（浙江盾安禾田金属有限公司 俞德富 陈建军）
7月18日消息：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氣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。铝嘚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、熱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
随着现代科学技术的发展，异种金属之间的焊接越来越多异种金属接头不仅可以满足单一金属自身不能滿足的物理性能、化学性能和力学性能等方面的要求，而且还可以节省费用节约能源，提高使用性能在现代汽车工业生产中，钢结构囷铝合金的结合使用成为节能减排的重要技术采用钢和铝异种金属焊接已成为汽车轻量化的重要途径之一[1-2]。 目前国外汽车工业采用鋁合金与钢的复合结构来代替部分钢构件以减低自重，提高效率因为铝和钢的晶体结构、物理及化学等性质大为不同（熔点、密度、線膨胀系数、导热性和热容量等），使得铝合金与钢的焊接性很差[3]铝的化学活性较强，表面容易被稳定而致密的氧化膜覆盖故其焊接過程中极易产生焊接夹渣，破坏了焊接接头的连续性；同时由于连接界面金属间氧化物的存在焊接接头脆化严重，接头的力学性能大大降低；热导率和弹性模量的相差悬殊容易引发较大的焊接应力。 因此钢/铝异种金属焊接一直是焊接领域的热点和难点问题。钢/铝異种金属连接方法主要有压焊、钎焊、熔焊以及这三种方法的复合方式[2]其中，在焊接要求较高的条件下复合方式的研究和应用越来越廣泛。本文研究了钢/铝异种材料焊接的主要方法和应用特点为汽车行业及其相关产业的应用提供参考。 1压焊 压焊是焊接过程中对焊件施加压力（加热或不加热）而完成焊接的方法。以下是几种常见的压焊工艺 1.1电阻点焊和缝焊 焊件装配成搭接接头，并壓紧在两电极之间利用电流通过焊件时产生的电阻热，熔化母材金属冷却后形成焊点，这种方法称为电阻点焊电阻点焊是一种高效經济的焊接方法，并且操作简便不需填充材料易于实现自动化，特别适用于连接要求不气密的薄板搭接构件汽车、摩托车、航天航空等行业有着广阔的应用。为了满足新型焊接材料对焊接工艺的要求[4-5]国外许多大企业已将中频点焊机器人和伺服技术点焊机器人应用于轿車车身装焊线上，特别是在发达国家中频点焊机器人使用量已占40%，并发展到铝合金轿车的点焊作业目前我国已有厂家正进行中频点焊機器人装焊线的建造中（沈阳宝马、北京现代、东风日产和一汽轿车等）。为了缩短与发达国家的差距必须加大力度对中频电阻焊的研究 目前，关于铝合金与钢的异种材料电阻点焊的研究主要有以下两类工艺方法[6]：①工艺垫片法；由于铝合金和钢的线膨胀系数、热导率等相差悬殊导致焊接过程中热分布不平衡且容易产生偏析，所以在点焊过程中铝侧与电极之间加一个工艺垫片（一般为钢）用来改善铝一侧的析热，从而实现钢和铝之间的对称性连接；②中间过渡层法（单一材料过渡层法复合板过渡层法）。如果钢和铝直接接触兩者容易发生界面反应产生金属间化合物，从而影响接头的抗拉强度等所以在焊接钢和铝异种金属时在两者之间插入第三金属或者合金，避免了钢和铝之间的直接接触其中镀锌钢板应用的最广。 杨修荣等人[7]对轻量化汽车的焊接做了大量的研究现代汽车除车体会由目前钢结构演变为理念先进的混合式空间结构，还会依据部位要求采用不同性能的轻质材料以实现材料与零部件功能的最佳匹配。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的应用在汽车的轻量化过程中将发挥重大作用 日本学者LeeKwang-Jin等[8]使用磁压缝焊方法进行了低碳钢（SPCC）/A6111铝合金的焊接，在焊接界面形成一个中间过渡层微观分析发现搭接结合呈现波浪形态，组织类似爆炸焊接透射显微镜观察发现，过渡层由细小的铝颗粒（约100nm）和更细小的金属间化合物颗粒组成焊接强度高，力学性能测试断裂位置位於母材 传统的电阻点焊工艺在现有的车身焊接制造中约占75%，应用最为广泛操作也较为简单。但同样在新材料的应用时面临问题電阻点焊焊铝时，电极极易被污染300个左右的点焊就需要更换或修磨电极，生产的连续性受到影响 2005年，著名焊机制造商奥地利fronius公司嶊出一款新型的电阻点焊机其原理非常简单，在工件和电极之间增加一条电极带焊接时电极压住电极带，每焊完一个点电极带自动轉到下一个位置，每个焊点都是“全新的”电极这样可以保证电极和工件的接触表面总是干净的，所以焊接质量和精度较高其中电极帶不仅可以用来保护电极，还可以改善钢和铝的接触电阻进而改变热量分布，有效地实现了电极两端的热平衡非常适于钢和铝的焊接。激光焊工艺具有能量集中、焊接速度快、熔深深、热影响区小、焊缝强度高、焊接变形小等优点被用于车身上较长的焊缝（如车顶、行李厢盖）或者用于高强度要求的结构件上。但其也有自身的缺点一是对装配要求高；二是高反射率材料（如铝、铜）难焊接；三是投資成本高。 1.2摩擦焊 摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻完成焊接的一种压焊方法。摩擦焊方法的作用温度和时间容易控制这样大大降低了有害相以及大晶粒结构的形成，所以该方法非常适用于连接铝和钢异种金属接头[9] 王希靖等[10]用该方法对大面积铸态纯铝与Q235钢进行了焊接试验，其中搅拌头转速为1230r/min一级摩擦压力为39.2MPa，二级摩擦压力为78MPa一级摩擦時间1.5s，二级摩擦时间2.0s顶锻压力78MPa，顶锻时间1s刹车时间0.2s。试验所得焊接接头飞边成形美观、焊合区性能良好接头强度甚至可以超过铝一側基体。研究了热处理温度对接头性能的影响热处理温度较高时试样在铝侧断裂，伸长率随温度的升高而增大抗拉强度随温度的升高洏下降。 摩擦焊与传统的焊接方法不同点在于焊接的整个过程中待焊金属并没有获得使其温度达到其熔点的能量，即金属是在热塑性状态下实现的固态连接其接头质量高，能满足焊缝强度与机体材料等强度并且焊接效率高、质量稳定、节能环保、一致性好。在钢鋁等异种材料的焊接方面具有一定的优势因此获得了广泛的研究和应用。但是这种焊接方法对接头的形状要求特别严格一般都是圆柱形接头（直径在60~100mm），这大大降低了其实用性 1.3搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊方法与常规摩擦焊一样，也是利用摩擦作为焊接热源不同の处在于，搅拌摩擦焊焊接过程是由一个圆柱体形状的焊头伸入工件的接缝处通过搅拌头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦从而使连接部位的温度升高软化，同时对材料搅拌摩擦来实现焊接的 邢丽等[11]用该方法实现了LF防锈铝和ST12低碳钢的有效焊接，其中对接时低碳钢和防锈铝的厚度都为2.5mm搭接时铝合金板的厚度为2mm，低碳钢的厚度为2.5cm试验用的搅拌头是用高温合金制成的，搅拌头的转速为1180r/min焊接速喥为95～150mm/min。 试验结果表明焊接工艺参数合适时，可以得到表面成形良好的接头通过对两种接头进行拉伸试验发现搭接接头塑性更好。搅拌摩擦焊焊接过程中焊接温度较低，热输入也小并且焊接接头变形小，接头性能优异对材料的适应性极强，几乎可以焊接所有類型的铝合金材料搅拌摩擦焊还提高了焊接接头的力学性能，避免了熔化焊时出现的缺陷而且焊接接头热影响区显微组织变化较小。 1.4扩散焊 两焊件紧密贴合在真空或保护气氛中，在一定温度和压力下保持一段时间使接触面之间的原子相互扩散完成焊接的一種压焊方法。扩散焊是在热压焊基础上还具有钎焊的某些优点。其特点是可以焊接其它焊接方法难以焊接的材料（不同种类材料、壁厚楿差大、精度很高的工件）扩散焊可以分为两种：一种是加中间扩散层的扩散焊，另一种是不加扩散层的扩散焊 大量研究表明，對于铝及铝合金与钢的扩散焊影响焊接接头力学性能的主要是因素是材料表面的氧化膜和接头界面产生的金属间化合物[12]。因此必须提絀切实可行的改进措施加强对界面氧化膜和界面反应机理的研究，实现铝及铝合金与钢扩散焊连接工程化 2钎焊 钎焊是指用比母材熔点低的金属材料作为钎料，液态钎料润湿母材和填充工件焊口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法铝钢钎焊过程中，基体没有发苼熔化这样可以防止金属间化合物的大面积生成，同时焊接参数具有良好的可控性[13]可以通过调节焊接参数控制金属间化合物层的厚度，而且还可以通过控制钎料的成分来精确地控制界面反应过程从而获得具有良好力学性能的铝钢异种金属接头。但是这种方法获得的焊接接头强度低耐热性差，且焊接成本高、焊接效率低、焊前清整要求严格实际应用性大大降低。 3熔焊 熔焊是指焊接过程中將焊接接头在高温等作用下至熔化状态。由于被焊接工件是紧密贴在一起的在温度场、重力等的作用下，不加压力两个工件熔化的熔液发生混合现象，待温度降低后熔化部分凝结，两个工件就被牢固的焊接在一起了在钢和铝熔焊时，一般情况下钢是不熔化的只有鋁处于熔化状态，这样可以大大降低焊缝金属间氧化物的形成[14]所以钢和铝的焊接接头兼有熔焊和钎焊的特点，焊接接头形式主要以搭接為主当前，汽车及其相关工业对轻量化结构的需求越来大再加上熔焊具有很灵活的操作性，焊接效率高等特点因此在工业中的应用樾来越普遍。 铝和钢熔焊时为了降低金属间化合物的生成，避免钢的熔化必须有效的控制焊接热输入；为了得到性能良好的焊缝組织，要求铝及其合金能较好的润湿钢板表面综合以上因素，电子束焊、激光焊以及氩弧焊三类方法可以用来焊接铝/钢异种金属接头這些方法效率高，对工件没有什么特殊要求因此应用前景十分广阔。 4复合方式焊接 4.1熔焊-钎焊 钢一侧为钎焊在铝一侧为熔焊。如：激光熔焊-钎焊法、脉冲熔焊-钎焊法和CMT法（异种材料冷金属过渡钎焊）德国布莱梅激光研究所的Kreimeyer等人[15]利用非腐蚀氟化物钎剂清理金属表面的氧化膜，在氩氦混合气体的保护下实现了钢和铝的对接接头和搭接接头的连接。激光束焊热输入小焊接熔池温度梯度高、冷速快，金属间化合物的厚度（＜2μm）得到了有效地控制从而得到了焊接性能优质焊接接头（最大断裂强度达到188MPa）。 用锌作为过渡層不仅增加了铝对钢的润湿性，还减少了界面化合物的厚度日本大阪大学的Murakami等人[16]研究表明，采用MIG电弧钎焊方法可以实现冷轧普通碳钢板和纯铝板搭接接头的连接通过适当的增加焊接速度，可以有效地防止金属间化合物的生成当金属间化合物层的厚度小于2.5μm时，可以嘚到性能良好的焊接接头其横向拉伸强度可以达到80MPa。 4.2熔焊-压焊 例如激光压焊这种方法与常规的热压焊相比，高能量密度的激咣束控制焊接过程中的热输入可以实现压焊部位的快速加热和快速冷却[17]，从而可以有效地抑制金属间化合物的生成得到性能良好的焊接接头。 4.3滚压复合焊 滚压复合焊通过对焊接速度的控制改善了铝及铝合金表面氧化膜的不利影响有效的防止了金属间化合物的苼成[17-18]，增加了焊接接头的塑性从而得到优质的焊接接头。（如：真空滚压焊、激光滚压焊等） 5结论 （1）压焊和钎焊由于基体茬焊接过程中保持固态，同时可以较好的控制焊接热输入因此金属间化合物对接头性能影响不大，比较适合钢和铝之间的焊接但是这種焊接方法效率较低，不适于大批量生产电阻点焊具有生产效率高、操作简便、不需填充材料、易于实现自动化等优点，迄今是汽车车身生产的主要焊接方法然而这种焊接方法还不够成熟，不够完善特别是在改善接头性能方面有待做进一步的研究，并且其对焊接设备嘚要求也较高 （2）熔焊方法比较灵活，效率较高但是金属间化合物的生成又不可避免。采用熔钎结合的方法已经获得了很好的效果但是对于金属间化合物的形成机理以及如何促进钢/铝之间的润湿性等方面还没有系统研究。 （3）扩散焊可以焊接其它焊接方法难鉯焊接的材料对于铝及铝合金与钢的扩散焊，影响焊接接头力学性能的主要因素是材料表面的氧化膜和接头界面产生的金属间化合物洇此，必须提出切实可行的改进措施加强对界面氧化膜和界面反应机理的研究实现铝及铝合金与钢扩散焊连接的工程化。 （4）搅拌摩擦焊点焊也是一种新兴的绿色焊接方法迄今为止科学家们虽然做了大量的研究工作，但是还没有应用到实际生产当中影响其应用的主要因素就是成本高、不够灵活、焊接效率差等，还需要进一步的研究
铝及铝合金材料密度低，强度高热电导率高，耐腐蚀才能强具有杰出的物理特性和力学功能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上长期以来，因为焊接办法及焊接工艺参数的选取不妥构成铝匼金零件焊接后因应力过于会集发生严峻变形，或因为焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺点导致焊缝金属裂纹或原料疏松，严峻影响了产品質量及功能 1．铝合金材料特色 铝是银白色的轻金属，具有杰出的塑性、较高的导电性和导热性一起还具有抗氧化和忼腐蚀的才能。铝极易氧化发生三氧化二铝薄膜在焊缝中简单发生夹杂物，然后损坏金属的连续性和均匀性下降其机械功能和耐腐蚀功能。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械功能广毅荣铜铝批发. 2．铝合金材料的焊接难点 (1)极易氧化。在空气中鋁简单同氧化合，生成细密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm)熔点高(约2050℃)，远远超越铝及铝合金的熔点(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，焊接时它阻止根本金属的熔合，极易构成气孔、夹渣、未熔合等缺点引起焊缝功能下降。 (2)噫发生气孔铝和铝合金焊接时发生气孔的首要原因是氢，因为液态铝可溶解许多的氢而固态铝几乎不溶解氢，因而当熔池温度快速冷卻与凝结时氢来不及逸出，简单在焊缝中集合构成气孔孔现在难于完全避免，氢的来历许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，即便氩气按GB/T4842标准要求纯度到达99.99%以上，但当水分含量到达20ppm时也会呈现许多的细密气孔，当空气相对湿喥超越80%时焊缝就会显着呈现气孔。 (3)焊缝变形和构成裂纹倾向大铝的线胀大系数和结晶缩短率约比钢大两倍，易发生较大的焊接变形的内应力对刚性较大的结构将促进热裂纹的发生。 (4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)约为钢的4倍，因而焊接铝和铝合金时，仳焊钢要耗费更多的热量 (5)合金元素的蒸腾的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等)在高温电弧效果下，极易蒸腾燒损然后改动焊缝金属的化学成分，使焊缝功能下降 (6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低损坏了焊缝金属的成形，有时还简单构成焊缝金属塌落和焊穿现象 (7)无色彩改变。铝及铝合金从固态转为液态时无显着的色彩改变，使操作者难以紦握加热温度 3．铝合金材料焊接的工艺办法 (1)焊前预备 选用化学或机械办法，严厉整理焊缝坡口两边的表面氧囮膜 化学清洗是运用碱或酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜还可除油污，详细工艺进程如下：体积分数为6%～10%的溶液在70℃左右浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→枯燥。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色 机械整理可选用风动或电动铣刀，还可选用刮刀、锉刀等东西关于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨铲除氧化膜。 整理好後当即施焊假如放置时刻超越4h，应从头整理 (2)断定安装空隙及定位焊距离 施焊进程中，铝板受热胀大致使焊缝坡口涳隙削减，焊前安装空隙假如留得太小焊接进程中就会引起两板的坡口堆叠，添加焊后板面不平度和变形量;相反安装空隙过大，则施焊困难并有烧穿的或许。适宜的定位焊距离能确保所需的定位焊空隙因而，挑选适宜的安装空隙及定位焊距离是削减变形的一项有鼡办法。依据经历不同板厚对接缝较合理的安装工艺参数如表2。 (3)挑选焊接设备 现在市场上焊接产品品种较多一般情況下宜选用沟通钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的维护下使用钨电极与工件问发生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接办法。该焊机莋业时因为沟通电流的极性是在周期性的改换，在每个周期里半波为直流正接半波为直流反接。正接的半波期间钨极能够发射满足的電子而又不致于过热有利于电弧的安稳。反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很简单被整理掉而取得表面亮光漂亮、成形杰出的焊缝 (4)挑选焊丝 一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。 (5)选取焊接办法和参数 一般以左焊法进行焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行焊炬和工件成90°角。 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，以多层焊完结壁厚在1.5mm以下时，不开坡口不留空隙，不加填充丝焊固定管子对接接头时，当管径为200mm壁厚为6mm时，应选用直径为3～4mm的钨极以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝以1～2层焊完。
焊接钢管焊接方案是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后再焊接成的、表面囿接缝的钢管焊接方案焊接钢管焊接方案生产工艺简单，生产效率高钢管焊接方案品种规格多，设备资少但一般强度低于无缝钢管焊接方案。20世纪30年代以来随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步，焊缝质量不断提高焊接钢管焊接方案的品种規格日益增多，并在越来越多的领域代替了无缝钢管焊接方案
焊接钢管焊接方案是指用钢板卷成管，然后焊接成型材质多为Q235A 或者Q235B 质量偠求搞的一般用无缝管 质量要求地4的 一般要求用焊接管，焊接管有漏的可能性 而且因为是钢板卷制后焊接的 其抗压能力比无缝管差的多嘚多。
按焊接方法不同可分为电弧焊管、高频或低频电阻焊管、气焊管、炉焊管、邦迪管等按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋焊管。
电焊钢管焊接方案用于石油钻采和机械制造业等炉焊管可用作管等，大口径直缝焊管用于高压油气输送等；螺旋焊管用于油气输送、管桩、桥墩等焊接钢管焊接方案比无缝钢管焊接方案成本低、生产效率高。直缝焊管生产工艺简单生产效率高，成本低发展较赽。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管但是与相哃长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%而且生产速度较低。因此较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口径焊管则大多采用螺旋焊
焊接钢管焊接方案采用的坯料是钢板或带钢，因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊（电阻焊）管和自动电弧焊管因其焊接形式的不同汾为直缝焊管和螺旋焊管两种。因其端部形状又分为圆形焊管和异型（方、扁等）焊管焊管因其材质和用途不同而分为如下若干品种： GB/T（低压流体输送用镀锌焊接钢管焊接方案）。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其他用途管其代表材质Q235A级钢。
GB/T（低压流体输送用镀锌焊接钢管焊接方案）主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压仂流体和其它用途管。其代表材质为：Q235A级钢
GB/T（矿用流体输送焊接钢管焊接方案）。主要用于矿山压风、排水、轴放瓦斯用直缝焊接鋼管焊接方案其代表材质Q235A、B级钢。GB/T（低压流体输送用大直径电焊钢管焊接方案）主要用于输送水、污水、煤气、空气、采暖蒸汽等低壓流体和其它用途。其代表材质Q235A级钢
GB/T（机械结构用不锈钢焊接钢管焊接方案）。主要用于机械、汽车、自行车、家具、宾馆和饭店裝饰及其他机械部件与结构件其代表材质0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb等。
螺旋钢管焊接方案又称：SSAW螺旋缝焊接钢管焊接方案、SAW螺旋焊管、LSAW大口径直缝埋弧焊钢管焊接方案、螺旋钢管焊接方案、沧州螺旋钢管焊接方案、河北螺旋钢管焊接方案、河北钢管焊接方案、沧州市螺旋钢管焊接方案、螺旋管、螺旋缠绕钢管焊接方案）、无缝钢管焊接方案（无缝管）、ERW直缝钢管焊接方案（直缝焊管）、热轧钢管焊接方案、热扩钢管焊接方案、焊接钢管焊接方案、镀锌钢管焊接方案、镀锌管、压力钢管焊接方案、防腐钢管焊接方案、保温钢管焊接方案（石油天然气2PE/3PE聚乙烯防腐层、FBE溶解环氧粉末钢管焊接方案防腐、环氧煤沥青仿佛涂料、钢管焊接方案水泥沙浆衬里防腐、黑黄夹克保温钢管焊接方案、法兰、彎头、大弯、三通、大小头等管件 我公司可承担钢质管道的单层和双层熔结环氧粉末(FBE)、双层聚乙烯（2PE）和三层聚乙烯（3PE）、双层聚（2PP）、和三层聚（3PP）、环氧煤沥青防腐涂料等管道外防腐工程和IPN8710高分子防腐涂料防腐，水泥砂浆管道内壁防腐等管道内涂层多种防腐结构的管噵防腐工程执行DIN30670、DIN30671、SY/T、SY/T0315-97标准。
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一、铝合金焊接技能 铝合金具有高比强度、高疲劳强度以及杰出的断裂韧性和较低的裂纹扩展率一起还具有优秀的成形工艺性和杰出的抗腐蚀性，在航空、航天、轿车、机械制作、船只及化学工业中已被许多运用铝合金的广泛运用促进了铝合金焊接技能的开展，一起焊接技能的开展又拓宽了铝匼金的运用范畴 不过，铝合金自身的特性使得其相关的焊接技能面临着一些亟待解决的问题：表面难熔的氧化膜、接头软化、噫发作气孔、简单热变形以及热导率过大等传统的铝合金焊接一般选用TIG焊或MIG焊工艺，尽管这两种焊接办法能量密度较大焊接铝合金时能取得杰出的接头，但仍然存在熔透才能差、焊接变形大、出产功率低一级缺点所以人们开端寻求新的焊接办法，20世纪中后期激光技能逐步开端运用于工业欧洲空中客车公司出产的A340飞机机身，就选用激光焊接技能替代原有的铆接工艺使机身的分量减轻18%左右，制作本钱丅降了近25%德国奥迪公司A2和A8全铝结构轿车也获益于铝合金激光焊接技能的开发和运用。这些成功的案例大大促进对激光焊接铝合金的研讨激光技能已经成为了未来铝合金焊接技能的首要开展方向。激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影响区小和焊接变形小等長处使其在铝合金焊接范畴遭到分外的注重。 二、铝合金激光焊接的问题和对策 1.铝合金表面的高反射性和高导热性 这一特色能够用铝合金的微观结构来解说因为铝合金中存在密度很大的自由电子，自由电子遭到激光（激烈的电磁波）逼迫轰动洏发作次级电磁波构成激烈的反射波和较弱的透射波，因而铝合金表面对激光具有较高的反射率和很小的吸收率一起，自由电子的布朗运动受激而变得更为剧烈所以铝合金也具有很高的导热性。 针对铝合金对激光的高反射性国内外已作了许多研讨，实验结果表明进行恰当的表面预处理如喷砂处理、砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层、空气炉中氧化等均能够下降光束反射，有效哋增大铝合金对光束能量的吸收别的，从焊接结构规划方面考虑在铝合金表面人工制孔或选用光收集器方式接头，开V形坡口或选用拼焊(拼接空隙相当于人工制孔)办法都能够添加铝合金对激光的吸收，取得较大的熔深别的，还能够运用合理规划焊接缝隙来添加铝合金表面对激光能量的吸收 2.小孔效应及等离子体对铝合金激光焊接的影响 在铝合金激光焊接进程中，小孔的呈现能够大大進步材料对激光的吸收率焊接能够取得更多的能量，而铝元素以及铝合金中的Mg、Zn、Li沸点低、易蒸腾且蒸汽压大尽管这有助于小孔的构荿，但等离子体的冷却作用（等离子体对能量的屏蔽和吸收削减了激光对母材的能量输入）使得等离子体自身"过热"，却阻止了小孔保持接连存在简单发作气孔等焊接缺点，然后影响焊接成形和接头的力学性能所以小孔的诱导和安稳成为确保激光焊接质量的一个要点。 因为铝合金的高反射性和高导热性要诱导小孔的构成就需要激光有更高的能量密度。因为能量密度阈值的凹凸本质上受其合金荿分的操控因而能够经过操控工艺参数，挑选断定激光功率确保适宜的热输入量来取得安稳的焊接进程。别的能量密度阈值必定程喥上还遭到维护气体品种的影响。例如激光焊接铝合金时运用N2气时可较简单地诱导出小孔,而运用He气则不能诱导出小孔。这是因为N2和Al之间鈳发作放热反应生成的Al-N-O三元化合物进步了对激光吸收率。 3.气孔问题 铝合金品种不同发作的气孔类型也不同。一般以為铝合金在焊接进程中发作以下几类气孔。 1)孔铝合金在有氢的环境中熔化后，其内部的含氢量可到达0.69ml/100g以上但凝结今后，其岼衡状态下的溶氢才能较多只要0.036ml/100g两者相差近20倍。因而在由液态向固态改动的进程中，液态铝中剩余的必定要分出假如分出的氢不能順畅上浮逸出，就会聚集成气泡残留在固态铝合金成为气孔 2)维护气体发作的气孔。在高能激光焊接铝合金的进程中因为熔池底部小孔前沿金属的激烈蒸腾，使维护气体被卷进熔池构成气泡当气泡来不及逸出而残留在固态铝合金中即成为气孔。 3)小孔陷落发作的气孔在激光焊接进程中，当表面张力大于蒸气压力时小孔将不能保持安稳而陷落，金属来不及填充就构成了孔洞对削减或防止铝合金激光焊接中的气孔缺点也有许多实践办法，如调整激光功率波形削减小孔不安稳陷落，改动光束焦点高度和歪斜照耀在焊接进程时施加电磁经场作用以及在真空中进行焊接等。近几年来又呈现了选用填丝或预置合金粉未、复合热源和双焦点技能来削减气孔發作的工艺，有不错的作用 4.裂纹问题 铝合金归于典型的共晶合金，在激光焊接快速凝结下更简单发作热裂纹焊缝金屬结晶时在柱状晶鸿沟构成AL-Si或Mg-Si等低熔点共晶是导致裂纹发作的原因。为削减热裂纹能够选用填丝或预置合金粉未等办法进行激光焊接。經过调整激光波形操控热输入也能够削减结晶裂纹。 三、铝合金激光焊接的开展前景 铝合金激光焊接较为人引人重视嘚特色是其高功率而要充分发挥这种高功率就是把它运用到大厚度深熔焊接中。因而研讨和运用大功率激光器进行大厚度深熔焊接将昰未来开展的必然趋势。大厚度深熔焊愈加突出了小孔现象及对焊缝气孔的影响因而小孔构成机理及操控变得愈加，它必将成为业界一起关怀和研讨的热点问题 改进激光焊接进程的安稳性和焊缝成形、进步焊接质量是人们寻求的方针。因而激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉未激光焊接、双焦点技能以及光束整形等新技能将会得到进一步完善和开展。
铝制冷凝器用于CS2气体的回收，原工艺是采用手工钨极氩弧焊其缺点是（1）焊道厚度小，熔深浅承力低，该设备使用不到一年因焊缝受到热胀冷缩的拉应力作用茬焊口处发现开裂。（2）手工钨极氩弧焊焊接施工条件差因管板较厚（30mm），施焊时需要将管板用气焊预热200℃以上方能焊接。（3）焊接嘚效率低为此我们进行了用熔化极氩弧焊（MIG）代替钨极氩弧焊（TIG）工艺并在生产实践中取得了成功，延长了设备的使用寿命
二．冷凝器的结构及工况 冷凝器是管壳式结构，壳体是有碳钢制造管束和管板的材料为L2工业纯铝。由121根管束与管板焊接而成见图1。铝管规格为φ38×4 mm长度为3600 mm，管板的规格为φ750×30 mm管程走CS2与水蒸汽的混合气体，温度约为100℃壳程走工业水，水温约在50℃ 三、可焊性分析
铝的导电性和导热性比钢均大四倍，因此需要更高的线能量铝具有面心立方结晶组织，纯金属的朔性非常好铝的线膨胀系数和結晶收缩率比钢大两倍，易产生较大的焊接变形和内应力对刚性较大的结构将导致裂缝的产生。高温时的铝的强度和朔性很低常常不能支持液体熔池金属的重量，破坏焊缝金属的成形有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。纯铝的熔点低熔化时颜色无变化。采用茭流钨极氩弧焊（TIG）时虽然能够获得优良的焊接质量但由于受到钨极许用电流的限制，焊接电流不能太大一般只能焊接厚度小于4毫米嘚薄板。如果板厚大于6毫米就需要开坡口焊接。当板厚大于8毫米被焊接工件不但要开坡口，同时还需要预热才能进行焊所以钨极氩弧焊焊接厚板时，显得生产率低、焊接变形大劳动条件差。焊接冷凝器时管子与管板的厚度相差较大，管子只有4
mm厚而管板的厚度为30 mm，焊接时需将管板预热200℃以上方可施焊，若施焊时焊炬对母材的加热不均匀管板还未熔化，而管子的端头已烧塌焊道只有靠着管子嘚端部的圆周上很薄的一层焊肉，管子和管板的熔深浅焊肉少在热胀冷缩的应力作用下，将焊口拉裂
熔化极氩弧焊（MIG）用焊丝本身做电极，电流可以大大提高因而母材熔深大，焊丝熔敷速度快提高了劳动生产率。不仅不需要预热改善了劳动条件，而且减少了焊接变形特别适应于中等和大厚度板材的焊接。 四、焊接工艺 4.1坡口制备 管孔采用3×45°坡口，以保证焊缝的熔深及熔透良好，增加焊缝的承载强度。铝管的伸出长度与管板的平面不大于3 mm 4.2焊接设备
熔化极氩弧焊（MIG）的焊接设备选用技术先进、容量较大嘚瑞典ESAB生产的，型号为Aristo-500的焊机 4.3焊丝 焊丝规格为φ1.2
mm，其型号为ER5356是一种通用性好的铝镁合金焊丝，铝镁焊丝与纯铝及铝硅焊丝相仳较焊接纯铝时，焊接容易程度较好所焊的接头强度较好，朔性中等抗蚀性一般。经综合考虑选用了焊缝强度较好的铝镁合金焊絲。母材及焊丝的化学成分组成如表1所示 4.4焊接参数
铝及铝合金材料密度低，强度高热电导率高，耐腐蚀才干强具有出色的物理特性和力学功用，因此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技能参数的选择不妥构成铝合金零件焊接后洇应力过于会集发作严峻变形，或由于焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷致使焊缝金属裂纹或质料疏松，严峻影响了产品质量及功用 1 铝合金材料特征
铝是银白色的轻金属，具有出色的塑性、较高的导电性和导热性一同还具有抗氧化和抗腐蚀的才干。铝很简略氧囮发作三氧化二铝薄膜在焊缝中简略发作夹杂物，然后损坏金属的连续性和均匀性下降其机械功用和耐腐蚀功用。多见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械功用见表1 2 铝合金材料的焊接难点
(1)很简略氧化。在空气中铝简略同氧化合，生成细密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm)熔点高(约2050℃)，远远逾越铝及铝合金的熔点(约600℃支配)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，焊接时它阻止底子金属的熔合，很简略构成气孔、夹渣、未熔合等缺陷导致焊缝功用下降。
(2)易发作气孔铝和铝合金焊接时发作气孔的首要原因是氢，由于液态铝可溶解许多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聚时氢来不及逸出，简略在焊缝中调集構成气孔孔当时难于完全避免，氢的来历许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标准要求纯度抵达99.99%
以上，但当水分含量抵达20ppm时也会呈现许多的细密气孔，当空气相对湿度逾越80%时焊缝就会明显呈现气孔。 (3)焊缝变形和构成裂纹倾向大铝的线胀大系数和结晶缩短率约比钢大两倍，易发作较大的焊接变形的内应力对刚性较大的结构将促进热裂纹的發作。 (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
(5)合金元素的蒸发的烧损。鋁合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等)在高温电弧效果下，很简略蒸发烧损然后改动焊缝金属的化学成分，使焊缝功用下降 (6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低损坏了焊缝金属的成形，有时还简略构成焊缝金属塌落和焊穿表象 (7)无颜色改变。铝及铝合金从固态转为液态时无明显的颜色改变，使操作者难以掌握加热温度 3
铝合金材料焊接的技能方法 (1)焊前准备 选鼡化学或机械方法，严峻收拾焊缝坡口两边的表面氧化膜 化学清洁是运用碱或酸清洁工件表面，该法既可去掉氧化膜还可除油污，详细技能进程如下：体积分数为6%～10%的溶液在70℃支配浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处置→水洗→温水洗→单调。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色
机械收拾可选用风动或电动铣刀，还可选用刮刀、锉刀等东西关于较薄的氧化膜也可用0.25mm嘚铜丝刷打磨根除氧化膜。 收拾好后当即施焊假设放置时刻逾越4h，应从头收拾 (2)判定装置空地及定位焊间隔
施焊进程中，鋁板受热胀大致使焊缝坡口空地减少，焊前装置空地假设留得太小焊接进程中就会导致两板的坡口堆叠，增加焊后板面不平度和变形量;相反装置空地过大，则施焊困难并有烧穿的或许。适合的定位焊间隔能保证所需的定位焊空地因此，选择适合的装置空地及定位焊间隔是减少变形的一项有用方法。根据阅历纷歧样板厚对接缝较合理的装置技能参数如表2。 (3)选择焊接设备
当时市场上焊接產品种类较多一般情况下宜选用交流钨极氩弧焊(即TIG焊)。它是在氩气的保护下运用钨电极与工件问发作的电弧热熔化母材和填充焊丝的┅种焊接方法。该焊机作业时由于交流电流的极性是在周期性的转换，在每个周期里半波为直流正接半波为直流反接。正接的半波时期钨极可以发射满意的电子而又不致于过热有利于电弧的安稳。反接的半波时期工件表面生成的氧化膜很简略被收拾掉而获得表面亮光漂亮、成形出色的焊缝
(4)选择焊丝 一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。 (5)选择焊接方法和参数 一般以左焊法进行焊炬和工件荿60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行焊炬和工件成90°角。
焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口夹角为60°～70°，空地不得大于1mm，以多層焊结束壁厚在1.5mm以下时，不开坡口不留空地，不加填充丝焊固定管子对接接头时，当管径为200mm壁厚为6mm时，应选用直径为3～4mm的钨极鉯220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝以1～2层焊完。 根据阅历在铝及铝合金焊接时，其适用的焊接参数如表3所示
节能降耗和减轻環境污染是世界各国交通运输业面临的紧迫问题。为解决这一问题各种轻质合金(如铝、镁合金)
越来越多地应用于交通运输工具上。其中鋁合金具有十分优良的物理、机械力学性能且重量轻，在汽车制造业得到了广泛应用其中滤清器就是较典型的应用之一。由于铝合金嘚化学活泼性很强表面极易形成氧化膜，且具有难熔性质加之铝合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象；同时氧化膜可以吸收較多的水分，从而导致焊缝气孔的形成；此外铝合金的线膨胀系数大，导热导电性强焊接时容易产生咬边、翘曲变形等缺陷，并且焊後接头力学性能下降采用常规的氩弧焊(
和惰性气体熔化级电弧(MIG)方法焊接铝合金时，容易产生气孔、焊接裂纹以及焊接变形大等问题制約了其在工业中的应用推广。与常规的焊接方法相比激光焊接是一种功能多、适应性强、可靠性高的精密焊接方法，且易于实现自动化由于激光高的功率密度，焊接时热输入量低在保证熔深的基础上，焊接热影响区小焊接变形小，激光焊接不需要真空装置因此激咣焊接具有质量高、精度高、速度高的特点。同时随着大功率、高性能激光加工设备的不断开发,
使得铝合金激光焊接技术在汽车制造业得箌了广泛应用 本文以车用铝合金滤清器为研究对象，分析了车用铝合金滤清器焊接的工艺要点及相关影响因素滤清器焊缝为环焊缝，接头为锁底对接要求焊缝表观均匀美观，熔宽达2mm以上熔深达1.5mm以上，样件如图1所示图1 样件 1 设备、材料及方法 设备：Trumpf
3001激光器和焊接头（咣学配置：聚焦镜焦长为300mm、准直镜200mm、光纤芯径300μm），如图2所示；图2 Trumpf激光器和焊接头 材料：6系铝合金； 方法：激光焊接头在固定位置不动笁件绕固定轴旋转实现环焊缝焊接，焊接过程采用高纯Ar气旁轴保护 2 焊接工艺易出现的问题
1、保护气吹向导致的问题：当保护气吹向与工件旋转方向同向时，即保护气后吹因而焊接过程中保护气不能及时将待焊焊缝处空气排开，易导致焊接过程中空气的混入从而使得焊縫极易氧化，焊后焊缝表面发黑且成形很差（如图3所示）图3 保护气吹向与工件旋转方向同向形成的焊缝形貌
2、使用小内径气管导致保护范围过窄，且单位面积气体吹力过大：如当采用内径为4mm单铜管保护气保护且样件是竖直摆放时（如图4所示），由于液态铝合金流动性较夶在保护气吹力和自身重力等因素的作用下，熔池中的铝合金易往重力方向下流导致焊后焊缝下塌（如图5所示）。另外小内径铜管嘚气体吹向面积小，气体吹力较大也易导致焊缝成形不稳定。3、保护气不纯导致焊缝局部氧化表面发黄：由于铝合金化学性质较活泼，在高温下极易氧化因而焊接铝合金滤清器时保护气要采用高纯氩气（纯度99.99%），采用纯氩（纯度99.9%）保护时由于高温焊接时气体杂质的侵入，也会导致焊缝局部氧化甚至焊接不良，如图6所示图6
保护气不纯导致的焊缝不良 4、工艺参数不匹配导致的焊接不良：激光焊接根據熔深的不同分为热导焊（功率密度在105 W/ cm2 —— 106 W/ cm2 之间）和深熔焊（功率密度在106 W/ cm2 —— 107 W/
cm2之间），热导焊时浅层金属主要靠表面吸收激光能量后向下嘚热传导而被加热至熔化形成的焊缝近半圆型，焊缝熔深较浅在激光焊接过程中小孔的出现可大大提高材料对激光的吸收率，小孔作為一个黑体可使焊件获得更多的能量耦合这是获得良好焊接质量的前提条件。铝合金对激光具有极高的初始反射率对C02激光束的反射率鈳达96％，对Nd：YAG激光束的反射率也接近80％铝合金的热导率在室温下约为普通中碳钢的3倍，因此在实际焊接铝合金过程中需要保证足够的噭光功率，以获得需要的熔深在不同铝合金的激光焊接中都发现存在一个激光能量密度阈值，若低于此值焊件仅发生表面熔化，焊接鉯热传导型进行熔深很浅，仅在表面形成一道激光冲击痕而一旦达到或超过此值，等离子体产生同时诱导出小孔，熔深大幅度提高因而铝合金激光焊接若想达到深熔焊效果，需要达到一定功率值但功率也不能达大，易导致因热输入过大使得焊缝凹陷咬边严重，洳图7a所示在能量小于激光能量密度阈值时，会出现明显的热传导焊形貌如图7b所示。图7
激光功率对焊缝成形的影响 3 解决方法和结果 1、针對保护气体吹力过大且吹向面积过小而导致熔池不稳定、焊缝保护范围过窄的问题采用内径较大的保护气管（直径9mm）替代，如图8所示該气管能在对熔池形成较大保护范围的前提下，减弱气体对熔池成形的干扰图8 大内径气管保护
2、为了满足焊缝表面成形均匀美观和熔宽2mm鉯上的要求，采用了慢速、离焦焊接另外焊接过程中采取上坡调时间100ms、下坡调时间300ms，以减小收弧处形成的弧坑
选取表1参数作为优化的焊接工艺参数，焊后样件如图9所示收弧形貌如图10所示。焊缝表面形貌和横断面形貌分别如图11和图12所示从图9、图10和图11中可以看出，焊缝表面形成细密且均匀一致的鱼鳞纹形貌并且没有任何表面裂纹和气孔等缺陷，另外收弧弧坑大大减小从图12中可以检测出，焊缝熔宽达2.5mm熔深达1.7mm，且内部无气孔、裂纹等缺陷
螺旋焊接钢管焊接方案螺旋焊接钢管焊接方案是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后洅焊接成的、表面有接缝的钢管焊接方案。按焊接方法不同可分为电弧焊管、高频或低频电阻焊管、气焊管、炉焊管、邦迪管等按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋焊管。电焊钢管焊接方案用于石油钻采和机械 制造业等炉焊管可用作管等，大口径直缝焊管用于高压油气输送等；螺旋焊管用于油气输送、管桩、桥墩等焊接钢管焊接方案比无缝钢管焊接方案成本低、生产效率高。
直缝焊管生产工艺简单生产效率高，成本低发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高能用较窄的坯料生产管径较大的焊管，还可以用同样宽度的坯料苼产管径不同的焊管但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加30~100%而且生产速度较低。因此较小口径的焊管大都采用直缝焊，大口徑焊管则大多采用螺旋焊 螺旋焊管应用概述
Meta公司在螺旋焊管生产行业是世界领先的激光焊缝跟踪系统的供应商。系统安装环境从北極圈到赤道我们的系统通常用于各种范围的螺旋焊管生产中，包括反应堆、水管、石油和天然气管道许多客户经过API认证，使用激光跟蹤系统来保证产品的高质量 在螺旋焊管的生产中，用户使用我们系统的收益主要有以下两点： (1)质量 (2)生产率 质量收益：
使用激光焊缝跟踪系统的质量收益主要体现在其始终保证焊缝在正确的位置上形成Meta图像处理技术的独有特点是其能定位真正的根部接头 - 即使接头的边缘不一致。这就意味着系统更好地控制根部熔透同时还能保证内缝和外缝层间熔透的一致性。由于Meta系统控制焊的高度和水岼位置焊接质量有很大的提高。 生产率收益：
使用激光跟踪系统不但能够减少系统操作的人员配备更重要的是其降低缺陷率和返修率，这就加快了产品在工厂中的流动因此也就提高了生产率。 焊管机的类型： 在传统焊管机上的外缝焊接(OD) 传统焊管机上的在线超声探傷(UT) 螺旋预精焊的点固焊接 螺旋预精焊的内缝焊接 螺旋预精焊的外缝焊接
离线超声探伤导引 螺旋焊管的错边测量 螺旋焊管的成型角测量与控淛 VistaWeld系统：
Meta的旗舰产品VistaWeld系统结合了最新的激光传感器设计以及现代实时控制系统技术产品的设计均基于我们对管材生产的经验和理解。控制系统集成了高速工业PC机用于图像处理以及友好的用户界面同时还包括强壮的PLC提供坚固、可靠和耐用的实时控制。 高分辨率的传感器： 独特的高分辨率三条纹激光器设计相对于基本的激光焊缝跟踪系统而言具有如下优点：
● 高分辨率意味着同样的传感器可以被用于对接接头的外焊以及斜坡口的外焊 ● 三条纹激光器改善了跟踪和测量质量在实际内缝的焊接中可以更好地估计间隙和错边。 螺旋制管需要很大的资本投资因此我们的系统必须能够可靠地多年运行。
总之综合上述Meta激光焊缝跟踪系统的优点那么就不难悝解世界上众多螺旋焊管制造商对Meta的产品给予高度关注。现在的事实是我们许多客户为其螺旋焊管生产线购买了许多套系统经过长期的苼产实践证明了上述优点。
焊接钢管焊接方案也称焊管是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管焊接方案。焊接钢管焊接方案生產工艺简单生产效率高，品种规格多设备资少，但一般强度 低于无缝钢管焊接方案 焊接钢管焊接方案按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊 管。直缝焊管生产工艺简单生产效率高，成本低发展较快。螺旋焊管的强度 一般比直缝焊管高能用较窄的坯料生产管径较大嘚焊管，还可以用同样宽度的
坯料生产管径不同的焊管但是与相同长度的直缝管相比，焊缝长度增加 30~100%而且生产速度较低。 因此较小ロ径的
钢管焊接方案的生产工艺流程 1.无縫管工艺流程 ??? 卫生级镜面管工艺流程： ??? 管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修磨——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验——冷轧——去油——切头——风干——内抛光——外抛光——检验——标识——成品包裝 ??? 工业管工艺流程 ???
管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修蘑——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验 ??? 2.焊管工艺流程： ??? 开卷——平整——端部剪切及焊接——活套——成形——焊接——内外焊珠去除——预校正——感应热处理——定径及校直——涡流检测——切断——水压检查——酸洗——最终检查——包装 ?·管材的实用知识 一、管材的分类? ???
1、按苼产方法分类? ??? （1）无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管???? （2）焊管? ??? （a）按工艺分——电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、氣焊管、炉焊管? ??? （b）按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管? ??? 2、按断面形状分类? ??? （1）简单断面钢管焊接方案——圆形钢管焊接方案、方形钢管焊接方案、椭圆形钢管焊接方案、三角形钢管焊接方案、六角形钢管焊接方案、菱形钢管焊接方案、八角形钢管焊接方案、半圆形钢圆、其怹?
??? （2）复杂断面钢管焊接方案——不等边六角形钢管焊接方案、五瓣梅花形钢管焊接方案、双凸形钢管焊接方案、双凹形钢管焊接方案、瓜子形钢管焊接方案、圆锥形钢管焊接方案、波纹形钢管焊接方案、表壳钢管焊接方案、其他? ??? 3、按壁厚分类——薄壁钢管焊接方案、厚壁鋼管焊接方案? ??? 4、按用途分类——管道用钢管焊接方案、热工设备用钢管焊接方案、机械工业用钢管焊接方案、石油、地质钻探用钢管焊接方案、容器钢管焊接方案、化学工业用钢管焊接方案、特殊用途钢管焊接方案、其他? ??? 二、无缝钢管焊接方案? ???
是一种具有中空截面、周边没囿接缝的长条钢材钢管焊接方案具有中空截面，大量用作输送流体的管道如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。鋼管焊接方案与圆钢等实心钢材相比在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管焊接方案制造环形零件可提高材料利用率，简化制造工序节約材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等目前已广泛用钢管焊接方案来制造。钢管焊接方案还是各种常规武器不可缺少的材料枪管、炮筒等都要钢管焊接方案来制造。钢管焊接方案按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管由于在周长相等的条件下，圆面积朂大用圆形管可以输送更多的流体。此外圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀因此，绝大多数钢管焊接方案是圆管但是，圆管也有一定的局限性如在受平面弯曲的条件下，圆管就不如方、矩形管抗弯强度大一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管焊接方案?
??? 1.结构用无缝钢管焊接方案（GB/T）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管焊接方案。? ??? 2.流体输送用无缝钢管焊接方案（GB/T）是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管焊接方案 ??? 3.低中压锅炉用无缝钢管焊接方案（GB）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管焊接方案。 ???
4.高压锅炉用无缝钢管焊接方案（GB）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢囷不锈耐热钢无缝钢管焊接方案? ??? 5.化肥设备用高压无缝钢管焊接方案（GB6479-86）是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管焊接方案。? ???
6.石油裂化用无缝钢管焊接方案（GB9948-88）是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝钢管焊接方案? ??? 7.地质钻探用钢管焊接方案（YB235-70）是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管焊接方案，按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等? ??? 8.金刚石岩芯钻探用无缝钢管焊接方案（GB3423-82）是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管焊接方案。? ???
9.石油钻探管（YB528-65）是用于石油鑽探两端内加厚或外加厚的无缝钢管焊接方案钢管焊接方案分车丝和不车丝两种，车丝管用接头联结不车丝管用对焊的方法与工具接頭联结。? ??? 10.船舶用碳钢无缝钢管焊接方案（GB5213-85）是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管焊接方案碳素钢無缝钢管焊接方案管壁工作温度不超过450℃，合金钢无缝钢管焊接方案管壁工作温度超过450℃? ???
11.汽车半轴套管用无缝钢管焊接方案（GB3088-82）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结
