6063铝合金焊接方法与技巧

上海承久金属制品有限公司

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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

汽车与铝合金及其焊接技术的研究

江苏理工学院

摘要：铝及其合金在汽车工业的应用中具有轻量化、节能减排、改善环境、提高汽车乎稳性和安全性等特点。铝及其合金熔化焊存在焊缝易产生气孔，焊接接头易软化等缺陷。讨论了激光焊、激光一电弧复合焊、双光束激光焊、搅拌摩擦焊在汽车用铝及其合金焊接的应用和特点。

关键词：铝合金；汽车；激光焊；复合焊；搅拌摩擦焊

1 前言

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，实现汽车轻量化的方法主要有修改结构设计、缩小汽车规格和采用新型材料。其中采用轻型的结构材料是最有潜力的一种方法。其中采用铝合金材料代替钢材在汽车上的应用是重要措施之一。研究表明，采用铝合金材料适当减轻汽车的质量可以把油耗降低37％，悬挂装置的负荷降低18％，振动强度降低5％，大约60％的汽车用铝合金都是利用回收材料制成，并且汽车上的铝合金90％都可以回收再利用。美国资深汽车工程师曾预测：未来，轿车上的每一个零件都有可能用铝合金来生产，10～15年后会有越来越多的铝合金用于汽车，而且铝合金制品完全可能比塑料还轻。目前国内外汽车制造业已经开始大量使用铝金如图1所示。

图1铝合金在汽车上的使用量

由于铝

汽车与铝合金及其焊接技术的研究

江苏理工学院

摘要：铝及其合金在汽车工业的应用中具有轻量化、节能减排、改善环境、提高汽车乎稳性和安全性等特点。铝及其合金熔化焊存在焊缝易产生气孔，焊接接头易软化等缺陷。讨论了激光焊、激光一电弧复合焊、双光束激光焊、搅拌摩擦焊在汽车用铝及其合金焊接的应用和特点。

关键词：铝合金；汽车；激光焊；复合焊；搅拌摩擦焊

1 前言

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，实现汽车轻量化的方法主要有修改结构设计、缩小汽车规格和采用新型材料。其中采用轻型的结构材料是最有潜力的一种方法。其中采用铝合金材料代替钢材在汽车上的应用是重要措施之一。研究表明，采用铝合金材料适当减轻汽车的质量可以把油耗降低37％，悬挂装置的负荷降低18％，振动强度降低5％，大约60％的汽车用铝合金都是利用回收材料制成，并且汽车上的铝合金90％都可以回收再利用。美国资深汽车工程师曾预测：未来，轿车上的每一个零件都有可能用铝合金来生产，10～15年后会有越来越多的铝合金用于汽车，而且铝合金制品完全可能比塑料还轻。目前国内外汽车制造业已经开始大量使用铝金如图1所示。

图1铝合金在汽车上的使用量

由于铝

关于用氩弧焊焊接铝合金的操作方法

1要选用交流氩弧焊机，它有阴极破碎功能。

2选用合适的电流

3注意观察熔池温度，母材未融化焊丝就会滚来滚去。

4焊丝要直接加入熔池中

5焊丝端要一直在氩气的保护中

焊接铝合金要注意印记破碎作用即钨极氩弧焊采用直流反接时，焊件是阴极。氩的正离子流向焊件，撞击金属溶池表面，将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎并去除，使焊接顺利进行。这种现象称为“阴极破碎”。因为铝的导热性比较高，容易塌陷，而且氧化膜的熔点比母材高的多。但是这样热量低故一般用交流氩弧焊。

焊接常遇到哪些铝合金？怎样焊接？

铝及铝合全的焊接特点：

1．铝和氧的亲和力很大，因此在铝及铝合金表面总有一层难熔的氧化铝薄膜（熔点2050℃)。在焊接过程中容易造成夹渣，而且氧化膜还吸附了较多的水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。

2．铝的导热系数和比热比铁大一倍多，这就要求在焊接时，使用大功率或能量集中的焊接热源，有时还要预热。另外铝的线膨胀系数比铁将近大一倍，因此铝件的焊接变形大，如工艺措施不当，还容易产生裂纹。

3．铝及铝合金由固态转变为液态时，没有显著的颜色变化。因此，当焊接时要求掌握好加热温度，以防焊接时会引起金属的塌陷或下漏。

当采用气焊、碳弧焊或氩弧焊焊接纯铝、铝锰、铝镁及

6063铝合金型材表面腐蚀的分析

6063铝合金型材表面处理过程中，有时会发现在型材表面有不同程度的、无规则排列的点状暗灰色腐蚀点，这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其形状完全不一样，而且，在生产过程中是间断出现的。有些人认为其原因为操作者没有执行正确的表面处理工艺；槽液存在一些有害杂质离子；材质不好、夹杂太多。对此，我们分析如下。

1腐蚀点产生的原因分析

我们根据多年的生产经验和对铝合金型材生产中各工艺参数的考察，以及对操作者执行工艺情况的跟踪调查，认为产生该类型暗灰色腐蚀点的主要原因有下述几个方面：

(1)有时因为某些原因在熔铸过程中镁、硅的添加比例不各适，使ω(Mg)/ω(Si)在1.0～1.3范围内，比最佳比值1.73小很多(一般控制在1.3～1.5范围内)。这样，虽然镁、硅成分含量在规定(ω(Mg)=0.45%～0.9%，ω(Si)=0.2%～0.6%)范围内。但有部分富余硅存在，这部分富余硅除有少量硅以游离态存在外，在铝合金中同时会形成三元化合物。当ω(Si)<ω(Fe)时，形成较多的α(Al12Fe3Si)相，它是一种脆性化合物、当ω(Si)＞ω(Fe)时，则形成较多的β(Al9Fe2Si12)相，这是一种更脆的针状化合物，它的有害作用比α相更大，往往使合金容易沿它断裂。这些在合金中形成的不溶性的杂质相或游离态杂质相往往聚集在晶界上，同时削弱晶界的强度和韧性，成为耐蚀性最差的薄弱环节，腐蚀首先从该处产生。

(2)在熔炼过程中，虽然镁、硅的添加比例在标准规定的范围内，但有时由于搅拌不均匀和不充分，造成熔体中的硅分布不均匀，局部存在着富集区和贫乏区。因为硅在铝中的溶解度很小，共晶温度

6063铝合金型材表面腐蚀的分析

6063铝合金型材表面处理过程中，有时会发现在型材表面有不同程度的、无规则排列的点状暗灰色腐蚀点，这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其形状完全不一样，而且，在生产过程中是间断出现的。有些人认为其原因为操作者没有执行正确的表面处理工艺；槽液存在一些有害杂质离子；材质不好、夹杂太多。对此，我们分析如下。

1腐蚀点产生的原因分析

我们根据多年的生产经验和对铝合金型材生产中各工艺参数的考察，以及对操作者执行工艺情况的跟踪调查，认为产生该类型暗灰色腐蚀点的主要原因有下述几个方面：

(1)有时因为某些原因在熔铸过程中镁、硅的添加比例不各适，使ω(Mg)/ω(Si)在1.0～1.3范围内，比最佳比值1.73小很多(一般控制在1.3～1.5范围内)。这样，虽然镁、硅成分含量在规定(ω(Mg)=0.45%～0.9%，ω(Si)=0.2%～0.6%)范围内。但有部分富余硅存在，这部分富余硅除有少量硅以游离态存在外，在铝合金中同时会形成三元化合物。当ω(Si)<ω(Fe)时，形成较多的α(Al12Fe3Si)相，它是一种脆性化合物、当ω(Si)＞ω(Fe)时，则形成较多的β(Al9Fe2Si12)相，这是一种更脆的针状化合物，它的有害作用比α相更大，往往使合金容易沿它断裂。这些在合金中形成的不溶性的杂质相或游离态杂质相往往聚集在晶界上，同时削弱晶界的强度和韧性，成为耐蚀性最差的薄弱环节，腐蚀首先从该处产生。

(2)在熔炼过程中，虽然镁、硅的添加比例在标准规定的范围内，但有时由于搅拌不均匀和不充分，造成熔体中的硅分布不均匀，局部存在着富集区和贫乏区。因为硅在铝中的溶解度很小，共晶温度

铝及铝合金的焊接

铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料， 在 航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。 随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结 构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。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。

有色金属 non-ferrous metal，狭义的有色金属又称为非铁金属， 是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合 金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于 50%） ，加入一种 或几种其他元素而构成的合金。随着科学技术的发展，有色金属的应 用日趋广泛。虽然有色金属只占金属总量的 5%左右，但有色金属在 工程应用中的重要作用确实钢铁或其他材料无法代替的。 有色金属具 有特殊的性能，比常规钢铁材料的焊接更复杂，这给焊接工作带来很 大的困难。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、 航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来 科学技术以及工业经济的飞速发展， 对铝合金焊接结构件的需求日益 增多，使

Chapter8 铝合金与铜合金

1.重点

①掌握铝合金的分类及其强化方式。

②了解各类铝合金的命名、强化途径、主要性能和应用。 ②掌握黄铜、青铜和白铜的基本概念，黄铜的主要应用。

2.分类：通常将铁、铬、锰及其合金称为黑色金属；除此以外的所有其它金属统称为有色金属。

①轻金属:如铝、镁、铍、锂等。 ②重金属:如铜 、锌、铅、镍等。

③贵金属: 如金、银和铂等金属。④稀有金属: 如钨、钒、钼、铌、钛和锆等金属。⑤放射性金属: 如镭、铀和钍等金属。 8.1 铝及铝合金的分类 一、工业纯铝

铝具有面心立方点阵，无同素异构转变。铝具有优良的导电、导热性，其导电性仅次于银和铜，居第三位。 铝在大气中具有优良的抗蚀性。 二、铝合金的分类 1、铸造铝合金

2、变形铝合金 （塑韧性好） ⑴不可热处理强化铝合金

具备好的抗蚀性，故称为防锈铝。 ⑵可热处理强化铝合金

这类铝合金包括硬铝、超硬铝和锻铝。 三、铝合金的强化方式 （思考Mg） 1、固溶强化

纯铝通过加入合金元素形成铝基固溶体，起固溶强化作用，使其强度提高。 2、时效强化

⑴由于合金元素在铝中有较大固溶度，且随着温度的降低而固溶度急剧减小。故铝合金经加热到某一温度淬火后，可以得到过饱和的

铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？如果用电焊、氩焊等设备来修补,由于放热量大,容易产生热变形等副作用,无法满足补焊要求。冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小,不会造成基材退火变形,不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高,补材与基体同时熔化后的再凝固,结合牢固,可进行磨、铣、锉等加工,

铝合金使用范围：


一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。

二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。

三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料，车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。

四、包装用铝材　　 全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。

五、印刷用铝材主要用于制作PS版，铝基PS版是印刷业的一种新型材料，用于自动化制版和印刷。六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够

第四组

3-2 铝合金5083焊接工艺编制

目0102 03

录

分析铝合金5083的物理、力学性能和 化学成分；

分析铝合金5083的焊接性；

铝合金5083焊接工艺要点；

物理性能5083物理性能，主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率 高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工 业中应用也较为广泛。在我国5000系列铝板属于较为成 熟的铝板系列之一。

力学性能抗拉强度 σb (MPa):≥270 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥110 伸长率 δ10 (%):≥20 伸长率 δ5 (%):≥12注 ：管材室温纵向力学性能 试样尺寸：所有壁厚

化学成分铝 Al :余量 硅 Si :≤0.40 铜 Cu :≤0.10 镁 Mg:4.0~4.9 锌 Zn:≤0.25 锰 Mn:0.40~1.0 钛 Ti :≤0.15 铬 Cr:0.05~0.25 铁 Fe: 0.000~ 0.400

2、分析铝合金5083的焊接性(1)5083铝合金属于AL-Mg系列合金，根据5083铝合金 的化学成分分析可知：5083铝合金含Mg和Mn元素较高 ，其抗脆性、抗蚀性、可焊性较好。由于Mn元素的含量 较多，可以提高铝合金的力学性能，又不使合金抗腐蚀下 降，同时提高了