铝合金焊接方法总结（合集5篇）

第一篇：铝合金焊接方法总结

铝合金的焊接技术

铝及其合金因具有良好的耐蚀性、导电性、导热性以及高的比强度而广泛应用于工业领域，铝合金的产量仅次于钢铁的。近年来，随着铝合金在汽车制造、造船、国防和航空、容器制造、体育器材业等制造领域的广泛应用，铝合金焊接技术也在突飞猛进地发展。

一、铝合金的焊接性

纯铝的熔点是660℃．焊接用的铝合金熔点大约在560℃。铝合金焊接有以下难点：

（1）铝合金焊接接头软化严重，对于有热处理强化性能的铝合金，焊接接头经历了较大的热循环．热影响区强度退化较为明显．其抗拉强度大约只有母材的60％～70％，这是热处理强化铝合金焊接接头一个比较典型的焊接缺陷。

（2）合金表面易产生熔点很高的氧化膜23，其熔点为2060℃，焊接时难熔的氧化膜会妨碍填充金属和母材的熔合，导致氧化物的夹渣；

（3）铝及铝合金焊接凝固时，熔池里的气体因来不及逸出而较易形成气孔；

（4）熔化状态的铝及铝合金在结晶凝固后，体积大约要缩减6％。由此所产生的收缩应力可能会导致工件变形和焊接裂纹产生；

（5）线膨胀系数大，易产生焊接变形；

（6）铝及铝合金焊接过程中，熔池金属没有颜色的变化，容易造成焊穿或塌陷；

（7）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的2倍～4倍。

二、铝合金的传统焊接技术

铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的焊接方法。目前，生产中常用TIG焊、MIG焊来焊接铝合金材料。

1、钨极惰性气体保护电弧焊（TIG）

TIG始于本世纪30年代，是最早的气体保护电弧焊方法，它是为了适应活泼金属(铝、锰、钛等)的焊接而产生的。TIG是以高熔点的钨和焊件分别作为两个电极，在两电极之间用惰性气体(氩、氦或氩氮混合气体)隔绝空气作为保护的一种电弧焊方法。

其优点是：焊接过程稳定，焊后无需清渣，焊接接头保护效果好，易于实现全方位和自动焊接。其缺点是：焊前清理要求高．主要是清除焊接接头表面的污物及氧化膜；钨极承载电流能力较低，焊接熔深有限，生产效率低，适宜薄板焊接；惰性气体较贵，生产成本高。

2、熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）。

为了克服TIG焊的熔深有限缺点，人们开始采用MIG焊。MIG是以连续送进的焊丝和焊件分别作为两个极性不同的电极。在电极间高温电弧热作用和惰性气体的保护下，将焊丝熔化、过渡并填充焊缝的一种电弧焊方法。

其优点是：焊接过程以焊丝作为电极。采用高密度电流，焊接熔深大，熔敷速度快，生产效率高，可焊大厚度板材。

三、铝合金先进焊接技术

MIG、TIG能够得到良好的焊接接头，但是，这两种方法却有熔透能力差、焊接变形大、生产效率低等缺点。近年来，很多科技工作者开始探讨铝合金焊接的新方法，如激光焊、双光束激光焊、激光-电弧复合焊以及搅拌焊摩擦等，下面主要介绍这四种焊接方法的主要特点。

1、铝合金的激光焊

随着大功率、高性能激光加工设备的不断开发，铝合金激光焊接技术发展很快，与传统的TIG、MIG焊相比，激光焊接铝合金具有以下优点；（1）能量密度高，热输入量小，焊接变形小，能得到熔化区和热影响区窄而熔深大的焊缝；（2）冷却速度快，能得到组织微细的焊缝，故焊接接头性能良好；

（3）焊接速度快、功能多、适应性强、可靠性高，且不需要真空装置，所以在焊接精度、效率、自动化等方面具有无可比拟的优势。

激光有很高的能量密度，焊接铝合金可以有效防止传统焊接工艺

产生的缺陷，强度系数提高很大。但激光器功率一般都比较小，对铝合金厚板的焊接困难，同时铝合金表面对激光束的吸收率很低，要达到深熔焊时存在阀值问题，所以工艺上有一定难度。

2、铝合金的激光-电弧复合焊

虽然激光焊接铝合金有许多优势，但仍存在较大的局限性，如设备成本高、接头间隙允许度小、工件准备工序严等。为了更有效地焊接铝合金，人们发展了激光-电弧复合焊工艺。激光-电弧复合主要是激光与TIG电弧、MIG电弧及等离子体复合。铝合金激光-电弧复合焊很好地解决了激光焊接的功率、铝合金表面对激光束的吸收率以及深熔焊的阀等问题。

用激光和电弧复合焊接方法来焊接铝合金时，激光与电弧的相互影响，可以克服单用激光或电弧焊方法自身的不足，产生良好的复合效应。能显著提高焊接效率，这主要基于两种效应：一是高的能量密度导致了高的焊接速度；二是两种热源同时作用在一个相同区域的叠加效应。

3、铝合金的双束激光焊

激光单独焊接铝合金时会产生由于钥孔塌陷而产生的气孔。对此，人们又研究了双束激光焊，发现双束激光焊有相对较宽的焊宽和较低的焊缝深宽比，能提高钥孔的稳定性，可以明显地降低气孔敏感性。其原因在于双束激光焊接时第一束激光产生熔池，并对附近区域进行预热，累积的热量使第二束激光照射该处时，可以熔化更多的母材，从而形成较宽的焊缝。此外，由于第二束激光能可以把第一束激光形成的钥孔后壁气化，避免了钥孔的塌陷，所以形成气孔的几率就要小一些。

4、铝合金的搅拌摩擦焊（FSW）

虽然铝合金的熔化焊所得焊缝为铸态组织，且焊接接头在热循环作用下，会造成接头力学性能下降。于是人们提出了搅拌摩擦焊这一工艺。它利用高速旋转的搅拌头和轴肩与金属摩擦生热使金属处于塑性状态，随着搅拌头向前移动，金属向搅拌头后方流动、填充、形成致密焊缝，是一种固相焊接方法。

铝合金搅拌摩擦焊的优点：

（1）焊接接头质量好。FSW属固相焊，焊接接头不易产生熔焊时凝固过程中出现的裂纹、气孔等缺陷；焊接温度低于铝合金熔点，所以能得到与母材组织相近的接头且工件变形小；焊后没有色泽变化。

（2）成本低。不需填充材料和保护气体；对装配精度要求不高，焊前准备工序简单；厚板焊接不需开坡口；接合机构简单、易于管理、节能。

（3）不产生飞溅或难闻的烟气，也不发生紫外线或红外线等有害光线。

其缺点是：因焊接时需要施加较大的顶锻压力和向前驱动力，工装设备较为复杂；焊接缺陷需要固相焊接方法补焊。 第二篇：6063铝合金焊接方法

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6063-6061铝合金焊接采用两种焊接方式： 1.氩弧焊（交流）焊接； 2.气保焊焊接。 焊接方法：

焊接铝及铝合金方法很多，但是铝及铝合金对各种焊接效果不同，各种焊接方法有其各自的应用场合及优势存在。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作便捷。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊（TIG或MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）。

焊接特点：

（1）铝极易氧化，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，

生成夹渣、未熔合、未焊透等不良因素。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 上海承久金属制品有限公司

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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。

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第三篇：铝合金焊接缺陷

上海承久金属制品有限公司关于铝合金焊接缺陷分析 1.铝合金焊接缺陷的种类？

铝及其铝合金MIG焊时，罕见的焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两大类 外部缺陷位于焊缝外表面，罕见的有表面气孔、裂纹、咬边、未焊透和烧穿等；

内部缺陷位于焊缝的内部，需要用破坏性试验或无损探伤等方法才干发现，如内部气孔、裂纹、夹渣及未熔合等。

2．铝合金MIG焊焊接缺陷发生的原因

1气孔 焊接时熔池中的气孔在凝固时未能逸出而留下来所形成的空穴称为气孔。

MIG焊接过程中，气孔是不可防止的只能尽量减少它存在培训的过程中，仰角焊、立向上焊气孔傾向尤为明显，根据DIN30042规范规定，单个气孔的直径最大不能超过0.25（为板厚）密集气 孔的单个直径最大不超过0.25+0.01（为板厚）氢是铝及铝合金熔化焊产生气孔的主要原因。氮不溶于液态铝，铝又不含碳，因此铝合金中不会发生氮气孔和一氧化碳气孔；氧和铝有很大的亲和力，总是以氧化铝的形式存在所以也不会发生氧气孔；氢在高温时大量的溶于液态铝，但几乎不溶于固态铝，所以在凝固点溶于液体中的氢几乎全部析出，形成气泡。但铝和铝合金的比重轻，气泡在熔池中的上升的速度较慢，加上铝的导热能力强凝固，有利于气泡的浮出，故铝和铝合金易产生气孔，氢气孔在焊缝内部一般呈白亮光洁状。氢的来源比较多，主要来自弧柱气氛中的水、焊丝以及母材所吸附水分对焊缝气孔的发生经常占有突出的地位。一：防止措施

1厂房环境湿度>70% 及空气的对流

空气中的湿度影响弧柱气氛。MIG焊接时，焊是以细小熔滴形式通过弧柱而落入熔池的由于弧柱温度最高，熔滴比外表积很大，故有利于熔滴金属吸收氢，发生气

孔的倾向也更大些。弧柱中的氢之所以能够形成气，与它铝合金中的溶解度变化有。如前段所说，凝固点时氢的溶解度从0.69突降到0.036ml/100g相差约20倍（钢

中只相差不到2倍）这是氢容易使焊缝产生气孔的重要原因之一。控制了弧柱气氛中的水分后，母材和焊丝所带的氧化膜所吸附的水分成为生成焊缝气孔的主要原因

另外，维护气体流量缺乏或过量也会引起气孔的呈现。维护气体流量缺乏不能排除弧柱气氛中的空气，空气中的水分将分解成氢进入熔池中发生氢气孔；反之维护气体流量过

大又会将空气卷入弧柱区和熔池，同样会使焊缝气孔趋势增。提前送气和焊后延时送气的时间设置对焊接接头气孔的发生也有很大关系。2.母材的清洁

母材外表通常会有少量油脂、灰尘等杂。通过经焊前母材清理和未经清理的焊缝对，清理过的焊缝气孔明显少于未经清理的焊缝气孔。因此如果焊前没有仔细清理母材表面，发生气孔的倾向将加大。二夹渣：

焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣会降低焊接接头的塑性韧性，还会引起应力集中，根据DIN30042规范规定，夹渣是绝对不允许存在通过培训，得出这样一个结论，夹渣大多出现在厚板多层焊，比方T10BWPCT10BWPF位置试板焊接，夹渣是其主要的缺陷。发生夹渣的原因主要是焊接之前没有对前一道焊缝进行仔细的清理，焊层或焊道中仍存在熔渣或氧化物，焊接时用高的行走速度的时候，熔池金属和熔渣得到热量缺乏，熔池冷却速度过快，使得熔渣来不及上浮就已经凝固，焊缝中形成夹渣。另外焊丝过长和焊嘴角度过大致使维护气体效果降低也会引起夹渣。 第四篇：铝合金激光焊接技术

一、铝合金激光焊接的发展

铝合金密度低，但强度比较高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

不过，铝合金本身的特性使得其相关的焊接技术面临着一些亟待解决的问题：表面难溶的氧化膜、接头软化、易产生气孔、容易热变形以及热导率过大等。以往的生产实践中，铝合金的焊接常用钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊。虽然这两种焊接方式能量密度较大，焊接铝合金时能获得良好的接头，但仍然存在熔透能力差、焊接变形大、生产效率低等缺点。用这些传统的、应用于黑色金属的焊接方法焊接铝合金，并不能达到工业上高效、无缺陷、性能佳的要求，于是人们开始寻求新的焊接方法，20世纪中后期激光技术逐渐开始应用于工业。欧洲空中客车公司生产的A340飞机机身，就采用激光焊接技术取代原有的铆接工艺，使机身的重量减轻18 %左右，制造成本降低了近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术的开发和应用。这些成功的事例大大促使对激光焊接铝合金的研究，激光技术已经成为了未来铝合金焊接技术的主要发展方向，因为激光焊接具有其独特的优点：

(1)能量密度高，热输入量小，焊接变形小，能得到窄的熔化区和热影响区以及熔深大的焊缝。

(2)冷却速度快，焊缝组织微细，故焊接接头性能良好。

(3)焊接能量可精确控制，可靠性高，针对不同的要求有较高的适应性。(4)可进行微型焊接或实现远距离传输，不需要真空装置，利于大批量自动化生产。

二、激光焊接铝合金的难点及解决措施 1.铝合金表面的高反射性和高导热性

这一特点可以用铝合金的微观结构来解释。由于铝合金中存在密度很大的自由电子，自由电子受到激光（强烈的电磁波）强迫震动而

产生次级电磁波，造成强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

吸收率。同时，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，国内外学者都作了大量研究，试验结果表明，进行适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、空气炉中氧化等均可以降低光束反射，有效地增大铝合金对光束能量的吸收。另外，从焊接结构设计方面考虑，在铝合金表面人工制孔或采用光收集器形式接头，开V形坡口或采用拼焊(拼接间隙相当于人工制孔)方法，都可以增加铝合金对激光的吸收，获得较大的熔深。另外，还可以利用合理设计焊接缝隙来增加铝合金表面对激光能量的吸收(如图1)。从图上可以直观的反应出，将焊缝和激光束的位置关系由图1(a)改为图1(b)或图1(c)，使激光束与缝壁有一定角度后，激光束能够在缝隙内多次反射，形成一个人工小孔，增加了焊件对激光能量的吸收。

图1 改变焊缝几何形状 2.小孔的诱导和维持

小孔的诱导和维持是铝合金激光焊接中的特有困难，这是由铝合金材料特性和激光光学特性造成的。激光焊接的过程中，小孔可看成是铝合金的黑体，能大大提高材料对激光的吸收率，为母材获得更多的能量耦合，这有利于提高焊接接头的质量。但由于铝合金的高反射性和高导热性，要诱导小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。而铝元素以及铝合金中的Mg、Zn、Li沸点低、易蒸发且蒸汽压大，虽然这有助于小孔的形成，但等离子体的冷却作用（等离子体对能量的屏蔽和吸收，减少了激光对母材的能量输入）使得等离子体本身“过热”，却阻碍了小孔维持连续存在。

由于能量密度阈值的高低本质上受其合金成分的控制，因此可以通过控制工艺参数，选择确定激光功率保证合适的热输入量，有助于获得稳定的焊接过程。另外，能量密度阈值一定程度上还受到保护气体种类的影响。研究表明，激光焊接铝合金时使用N2气时可较容易地

诱导出小孔,而使用He气则不能诱导出小孔。这是因为N2和Al之间可发生放热反应，生成的Al-N-O 三元化合物提高了对激光吸收率。

三、激光焊接铝合金容易产生的缺陷及消除方法 1.气孔

铝合金激光焊接的主要缺陷之一是气孔，焊缝气孔的形成机理比较复杂，一般认为存在两类气孔:氢气孔和由于小孔的破灭而产生的气孔。氢气孔是由于氢（主要来自表层的湿气与微量水）在熔池金属中的可溶性引起的，激光焊接冷却速度极快，导致氢的溶解度急剧下降形成氢气孔。由于小孔塌陷而形成的孔洞，主要是由于小孔表面张力大于蒸气压力，不能维持稳定而塌陷，液态金属来不及填充就造成孔洞。另外，低熔点、高蒸气压合金元素蒸发导致气孔，表面氧化膜在焊接过程中溶解到熔池中也会形成气孔。

从氢气孔的形成原理可知，表层物质是氢元素的主要来源，因此选择正确的焊前表面预处理可以有效地减少氢气孔的产生。对于由小孔塌陷引发的气孔，则要求选择适当的保护气体并合理控制流量流速，在条件允许下采用高功率、高速度、大离焦量(负值)的焊接方式，可以进一步消除气孔的产生。

2.热裂纹

铝合金的焊接裂纹都是热裂纹，与冷却时间（或焊接速度）密切有关，主要有结晶裂纹和液化裂纹。铝合金激光焊接产生的结晶裂纹是由于焊缝金属结晶时在晶界处形成低熔点共晶化合物导致的，焊缝金属氧化生成的Al2O3和AlN也会成为微裂纹的扩展源。液化裂纹是熔化的铝合金在凝固过程中局部塑性变形量超过其本身所能承受的变形量的结果。

目前常用的消除热裂纹的方法是使用填充材料，即填丝，这能有效地防止焊接热裂纹，提高接头强度。此外，调整激光能量的输入方式，合理选择脉冲点焊时的脉冲波形，焊缝熔化凝固重复进行，以降低熔池凝固时的凝固速度，这种在凝固过程中增加热循环的控制方法同样可以减少结晶裂纹。

3.Mg、Zn等元素的烧损

使用激光焊接铝合金时，焊缝的加热和凝固速度都非常快，这使

得Mg，Zn 等低熔点强化元素发生烧损，导致焊缝硬度和强度下降。Mg 的沸点为1 380 K，比Al 的2 727 K低，Mg首先蒸发烧损。烧损现象使得焊缝成型时的晶粒大小严重不均匀，从金属学角度讲，大晶粒的存在破坏合金元素的强化作用，导致焊缝的强度明显比母材低。

防止合金元素的烧损主要从控制合金成分入手，在保证铝合金质量和接头要求的前提下，降低Mg的含量，添加Mn、Si等元素。

四、铝合金激光焊接的工艺参数

铝激光焊接的工艺参数主要有: 功率密度、焊接速度、焦点位置、保护气体种类及流量等，它们直接决定着焊缝成形。

1.功率密度

激光的功率密度是决定焊缝熔深的最主要因素。当其他工艺参数保持不变时，随着功率密度的增大，焊缝深宽比增大。因为功率密度增大时，蒸汽压力能克服熔化成液态金属的表面张力和静压力而形成小孔，小孔有助于吸收光束能量——“小孔效应”。但是如果功率密度过大，使金属强烈汽化，严重烧损合金，焊缝成型组织的晶粒过大，焊缝的硬度和强度均下降。并且，大量的光致等离子体的冷却和屏蔽作用，使得熔深反而下降。

2.焊接速度

在其他工艺参数不变的情况下，熔深随焊速的增加而减小，焊接效率随焊速的增加而提高。但是速度过快，到达焊缝处的线能量密度较低，会使熔深达不到焊接要求；速度过慢，则线能量密度过高，母材过度熔化和烧损，降低接头性能，甚至引发热裂纹。因此，对一特定厚度的铝合金工件，选择确定激光功率密度之后，存在着既能维持合适的焊缝深宽比又不会使工件过热的最佳焊速，这可以从以往的生产实践中总结经验或者查阅相关文献获得。

3.焦点位置

研究表明，铝合金激光焊接的焦点位置与熔深的关系如图2所示。我们可以看出，熔深随焦点位置的变化有一个跳跃性变化过程：当焦点处于偏离工件表面较大(2 mm)时，工件表面光斑尺寸较大，因此光束能量密度较低，属于以热传

导为主的熔化焊，熔深较浅； 而当焦点靠近工件表面某一位置(2 mm)时，工件表面入射光束能量密度值增大到临界值，产生小孔效应，因此熔深发生跳跃性增加。经试验得到，当焦点位置在工件表面上方1 mm 处时焊缝熔深最大。

图2 焦点位置对焊缝熔深的影响 4.保护气

和电子束焊接相比，激光焊接不需要真空环境，但焊接铝合金需采用保护气体，其目的是抑制光致等离子体，并排除空气使焊缝免受污染。光致等离子体的形成不仅来自被离子化的金属母材蒸汽，而且和保护气体本身性质也有很大的关系。通过增加电子与离子和中性原子三体碰撞来增加电子的复合速率，以降低等离子体中的电子密度。中性原子越轻，碰撞频率越高，复合速率越高；另一方面，保护气体本身的电离能应该高，不致因气体本身的电离而增加电子密度。铝合金激光焊接传统上采用的保护气体主要有三种：Ar、N2、He。理论上He最轻且电离能最高，但是在较低功率、较高焊速下，由于等离子体很弱，不同保护气体差别很小。研究表明，在相同条件下，使用N2容易诱导小孔，主要是N2和Al 之间可发生放热反应，生成的Al－N－O 三元化合物对激光的吸收率要高一些，纯N2 会在焊缝中产生AlN 脆性相，同时易形成气孔。而采用惰性气体保护时，由于质轻而逸出，气孔形成机率小，因此采用混合气体保护效果较好。现在也有采用Ar－O2，N2－O2等气体进行铝合金激光焊接的研究越来越多。

五、先进的铝合金激光焊接技术 1.铝合金的激光-电弧复合焊 现在激光焊接铝合金还处于发展阶段，设备成本高、接头间隙允许度小、工件准备工序要求严等制约了纯激光焊接铝合金的应用。目前，激光-电弧复合焊在德国和日本等发达国家研究比较多，激光-电弧复合主要是激光与TIG电弧、MIG电弧及等离子体复合，分别如图3、4所示。这种工艺在汽车制造业中已有一定的应用，如德国大众汽车公司的Phaeton前门上就有48处激光-M IG焊道，而且还可以用来焊接车体及轮轴。铝合金激光-电弧复合焊很好地解决了激光焊接的功率、铝合金表面对激光束的吸收率以及深熔焊的阈值等问题。这是

因为焊接铝合金时，激光与电弧的相互影响，可以克服单用激光或电弧焊方法自身的不足，产生良好的复合效应——两种热源同时作用在一个相同区域的叠加效应——高的能量密度导致了高的焊接速度，显著提高焊接效率。

图3 激光-TIG复合焊接铝合金原理图 图4 激光-MIG复合焊接铝合金原理图 2.铝合金的双光束激光焊接

单束激光焊接铝合金时，由于小孔的塌陷而容易产生气孔。李俐群[10]等学者研究表明，采用如图5所示的双光束焊接铝合金，焊缝成形美观、无飞溅或凹坑等缺陷，对焊接参数适应性更好；等离子体稳定性提高；气孔大大减少。这是因为采用双光束激光焊接时，第一束激光产生熔池，并对焊接区域附近进行预热积累热量。当第二束激光照射该处时，更多的母材能够熔化，从而使得形成焊缝更宽。同时，第二束激光能把第一束激光形成的小孔后壁气化，防止其塌陷，大大减小了形成气孔的几率。双光束激光焊接铝合金的技术已经在德用飞机EADS进气管的焊接上得到了应用。

图5 双光束激光焊接铝合金的原理图 3.铝合金激光填丝焊技术

在新兴的铝合金焊接技术中，搅拌摩擦焊需要针对被焊母材的形状和接口要求设计专用夹具，铝合金激光填丝技术则解决了对工件装夹、拼装要求严的问题，而且用较小功率激光器就能实现厚板窄焊道的多层焊。另外通过调节焊丝成分，改善焊缝区组织性能，对裂纹等缺陷更易控制，显著提高铝合金焊接稳定性与适应性。铝合金激光填丝焊示意图如图6所示。

图6 铝合金激光填丝焊示意图 六、铝合金激光焊接的前景展望

前面已经提到，日本和德国等发达国家已经开始将激光焊接铝合金应用于汽车制造业。由于铝合金具有高比强度、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、再生性好和简化结构等一系列优点，在汽车业中倍受青睐。大量的对比研究和反复实践证明，选用铝合金材料是实现汽车轻

量化的有效途径。减轻汽车重量以降低能耗、减少污染、提高燃油效率，这是解决汽车节能和环保问题的最有效的措施。而激光焊接技术效率高、热影响区小、能获得良好的接头质量。在铝合金颇受汽车业青睐的大环境下，激光焊接铝合金将会成为越来越成熟的工艺，并被推广至船舶制造行业和航空航天产业。其实，上文也已经提到过，欧洲的空中客车已经在使用激光焊接铝合金的技术部分取代传统的铆接技术。这种自动化程度极高、质量稳定的焊接方式甚至能够满足载人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。我们可以预见，铝合金激光焊接技术在近几年将成为航天焊接研究领域工作者热点之一。 第五篇：焊接工艺方法总结

焊接工艺方法总结  焊接电源极性类

1.微束等离子弧焊应采用具有垂直陡降外特性的电源。

2.焊机型号ZXG-200中的Z表示弧焊整流器，X表示下降特性，G表示硅整流器，200表示额定焊接电流。

3.手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊应该采用具有陡降形状的电源外特性。

4.手工氩弧焊焊接铝及铝合金时时常采用交流电源。  焊接检验

1.宏观断口分析，截取试样的加工方法有:铣、刨、锯。不能用气割。

2.钛与钛合金焊接产生的气孔主要是：氢气孔。 3.当气孔尺寸在0.5mm以下时，可以不计点数。 4.角焊缝的计算高度为焊接缝内接角形的高。

5.拉伸试样的抗拉强度应等于或高于产品图样的定值，试样才算合格。

6.气密性检验时，往往是在焊缝外表面涂肥皂水进行。

7.根据试验的要求，冲击试验试样的缺口可开在焊缝、热影响区、熔合线上。

8.消氢处理是在焊后立即将焊件加热到250-350摄氏度范围内，保温2-6小时后空冷。

9.焊接的无损检验通常包括：射线探伤、磁粉检验、渗透检验、超声波探伤和涡流探伤。

10.检查气孔、夹渣等立体缺陷最好的方法是射线探伤。  二氧化碳气体保护焊-CO2焊-二保焊

1.CO2气体保护焊最常用的焊丝是H08Mn2SiA。

2.CO2气体保护焊时焊丝伸出长度一般为焊丝直径的10倍，且不超过15mm。

3.CO2气体保护焊的生产率比手弧焊高2.5-4倍。 4.CO2气体保护焊加氧气的比例是20%-25% 5.CO2气体保护焊用的最多 的脱氧剂是硅、锰。

6.CO2气体保护焊焊接回路串联电感可以改善电弧燃烧不稳定，飞溅大的问题。

7.CO2气体保护焊用的二氧化碳气体纯度不得低于99.5% 8.CO2气体保护焊用的二氧化碳气体的含水量及含氮量不应超过0.1%

 各种材料的焊接工艺、手法及注意事项

1.为了减少珠光体耐热钢与低合金钢焊接冷裂纹；可采取：焊前严格控制氢的来源，焊前预热，焊后缓冷。有点说法是采用小线能量进行焊接是不正确的。

2.焊接不锈复合钢板应采用三种不同的焊条来焊同一条焊缝。 3.焊接奥氏体不锈钢和铝合金时，应特别注意不能采用小的焊接速度。

4.Q235-A钢与16Mn钢焊接时，应选用E50系列焊条。

5.使用酸性焊条焊接薄板时，为了防止烧穿，可采用直流反接法。 6.用焊条电弧焊焊接Q235钢时，可选用型号为E4303的焊条；埋弧焊时可选用低锰或无锰的焊丝配高锰高氟型焊剂；CO2气体保护焊时，可选用H08Mn2Si型焊丝。

7.焊接18MnMoNb钢材用的焊条是E7015-D2；焊接装配点固

前应局部预热到150~200°C

8.焊接16Mn钢用E5015焊条。 9.氩弧焊焊接珠光体耐热钢不需预热。

10.氩气与氧气混合焊接不锈钢时，氧气含量为1%~2%

11.采用超低碳焊丝焊接奥氏体不锈钢的目的是防止产生晶间腐蚀。 12.防止焊缝出现白口的具体措施是降低冷却速度和增加石墨化元素。

 焊工重要知识点汇总

1.搭接接头主要用于非受压部件与受压壳体的连接。 2.B类接头的工作应力是A类接头工作应力的1/2倍。

3.同一种材料，当进行单面焊时，其弯曲合格角度要比双面焊小。 4．焊缝的计算高度为焊接缝内接角形的高。

5．拉伸试样的抗拉强度应等于或高于产品图样的定值，试样才算合格。

6．散热法不适用于焊接淬硬性高的材料。

7．TS202是一种专门供水下焊接一般结构钢用的焊条，它能在海水和淡水中焊接，药皮有防水涂层。对低合金结构钢焊缝金属的性能最有害的脆化元素是：S、P、O、N、H等，这些元素必须严格控制。

8．口角度越大，则熔合比越小。 9．电弧电压主要影响焊缝的熔宽。

10.焊接烟尘中的主要成分是：金属氧化物、氟化物、有害气体。 11.用碱性焊条焊接时，焊接区周围的气体是氧化碳CO2和CO。 12.开坡口的目的是为了保证焊透。

13.钢的含碳量大于0.6%时属于比较难焊的焊接材料 14.不锈钢产生晶间腐蚀的危险温度是450~850°C  焊后处理

1.需要进行消除焊后残余应力的焊件，焊后应进行高温回火.2.焊件高温回火时产生的裂纹叫在热裂纹。

3.将钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。

4.为了消除合金铸锭及铸件在结晶过程中形成的枝晶偏析，应采用扩散退火。

5.工件出现硬度偏高这种退火缺陷时，补救办法是：调整加热温度和冷却参数，重新进行一次退火。

6.退火后硬度偏高，多数是因为冷却过快。

7.对于过共析钢消除要消除严重的网状二次渗碳体，以利于球化退火，则必须进行正火。

8.中温回火的温度是350°C—500°C 9.中温回火的组织是回火屈式体。

10.淬火钢回火温度超过300°C时，硬度降低。 11.化学热处理的基本过程是：分解、吸收和扩散。 12.后热是焊后立即将焊件加热到250~350°C

13.对于厚壁容器，加热和冷却的速度应控制在50~150°C每小时 14.常用的普低钢焊后热处理的温度一般在600~650°C 15.珠光体耐热钢焊后热处理的方式是高温回火。