表6.6-1~表6.6-3所列为铝合金的化学成分、物理性能及力学性能。表6.6-4所列为化学元素对变形铝合金性能的影响。表6.6-5为部分铝合金新旧牌号对照示例。表6.6-6和表6.6-7所列为铝合金焊接材料的性能特点、用途及选用示例。铝合金焊丝的化学成分见第4章表4.2-17。
表6.6-8所列为部分铝及铝合金的相对焊接性。图6.6-1和图6.6-2所示为氢在铝中的溶解度和GMAW焊缝气孔倾向。图6.6-3~图6.6-6所示为铝合金的焊接热裂纹倾向。
表6.6-1 铝合金类别和化学成分
(续)
表6.6-2 铝合金的物理性能
表6.6-3 常用铝合金的力学性能示例
表6.6-4 化学元素对变形铝合金性能的影响
表6.6-5 铝合金的新旧牌号对照示例
表6.6-6 部分铝合金焊丝的型号、性能特点及用途示例
表6.6-7 针对特殊要求选择填充焊丝的示例
表6.6-8 部分铝及铝合金的相对焊接性
图6.6-1 氢在铝中的溶解度
图6.6-2GMAW焊缝气孔倾向与焊接参数的关系
注:板材Al-2.5%Mg,焊丝Al-3.5%Mg。
图6.6-3 铝合金的焊接裂纹敏感性
a)Al-Cu b)Al-Si c)Al-Mg d)Al-Mg2Si
图6.6-4 铝中加入不同合金元素对焊接热裂纹的影响
图6.6-5 Al-Mg合金焊缝凝固裂纹与Mg的关系(T形角接接头)
1—连续焊道 2—断续焊道
图6.6-6 焊丝成分对不同母材焊缝热裂倾向的影响
1—3A21 2—Al-2.5%Mg 3—Al-3.5%Mg 4—Al-5.2%Mg
图6.6-7~图6.6-12、表6.6-9~表6.6-11所示为铝合金不同焊接方法的接头的各种力学性能。
图6.6-7 Al-Cu-Mg(2A12)合金焊接热影响区的强度变化(手工GTAW)
图6.6-8 Al-4.5Zn-1.2Mg合金焊接热影响区的硬度变化
Tm—峰值温度
注:焊前自然时效,GMAW,时效时间:
1—3h 2—96h 3—720h 4—2160h
表6.6-9 不同焊接方法的A6005-T5铝合金接头拉伸性能
图6.6-9 FSW和MIG焊接接头的硬度分布
图6.6-10 A6063-T5铝合金FSW接头硬度的变化
图6.6-11 搅拌摩擦焊接头强度与板厚的关系
注:6N01-T6铝合金,冷水中搅拌摩擦焊。
图6.6-12 A5083铝合金搅拌摩擦焊接头的冲击性能
表6.6-10 铝合金搅拌摩擦焊接头的拉伸试验结果
(续)
注:PM—断裂在母材,WM—断裂在焊缝,HAZ—断裂在热影响区,HAZ/PM—断裂在热影响区和母材交界处。
表6.6-11 冷却方式和时效处理对接头拉伸性能的影响
表6.6-12所列为铝合金常用焊接方法的特点及适用范围,表6.6-13所列为去除铝表面氧化膜的化学处理方法。表6.6-14所列为铝合金化学清洗溶液及处理方法示例。图6.6-13所示为保护铝合金坡口用的乙烯树脂薄膜胶带。
表6.6-12 铝合金常用焊接方法的特点及适用范围
表6.6-13 去除铝表面氧化膜的化学处理方法(www.xing528.com)
表6.6-14 铝合金化学清洗溶液及处理方法示例
图6.6-13 保护铝合金坡口用的乙烯树脂薄膜胶带
表6.6-15~表6.6-26、图6.6-14~图6.6-26所示为铝合金各种焊接参数及接头力学性能。
表6.6-16 自动钨极氩弧焊(GTAW)的焊接参数示例
表6.6-17 铝合金交流脉冲钨极氩弧焊的焊接参数示例
表6.6-18 铝镁合金半自动脉冲熔化极氩弧焊的焊接参数
注:()内为旧牌号。
表6.6-19 铝合金自动GMAW的焊接参数
表6.6-20 铝镁合金和硬铝自动GMAW的焊接参数
注:1.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10°~15°。
表6.6-21 铝合金大电流熔化极氩弧焊的焊接参数
①Ar+He(体积分数):内喷嘴Ar50%+He50%,外喷嘴Ar100%。
图6.6-14 铝板对接接头GTAW的焊接参数
a)平焊 b)立焊、横焊、仰焊
图6.6-15 铝板对接接头半自动GMAW的焊接参数
a)平焊 b)立焊、横焊、仰焊
图6.6-16 平焊位置铝板对接接头大电流GMAW的焊接参数
图6.6-17 铝管对接接头GTAW的焊接参数
a)水平旋转焊 b)水平和垂直固定焊
表6.6-22 防锈铝GMAW焊接接头的力学性能示例
表6.6-23 平焊位置铝合金PC-GMAW(喷射过渡)的焊接参数
表6.6-24 全位置铝合金手工PC-GMAW的焊接参数
表6.6-25 铝合金PC-GMAW自动焊的焊接参数
表6.6-26 几种铝合金搅拌摩擦焊常用的焊接速度
图6.6-18 各种铝材搅拌摩擦焊的临界焊接速度计算值
图6.6-19 5005铝合金搅拌摩擦焊的最佳参数
图6.6-20 几种铝合金搅拌摩擦焊的最佳焊接参数
图6.6-21 铝合金FSW焊接速度对最高温度的影响
图6.6-22 FSW和GMAW焊接热输入的比较
注:试件为厚度4mm的6N01铝合金。
图6.6-23 FSW焊接速度对热输入的影响
图6.6-24 焊接速度对搅拌针和轴肩热输入量的影响
图6.6-25 6N01-T5铝合金各种焊接方法的疲劳强度
图6.6-26 6N01S-T5铝合金甲板结构的疲劳强度
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