6063铝合金焊接性能

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

铝合金的牌号、性能及用途 1、变形铝合金

⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法

根据国家标准GB/T 16474-1996规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号。未命名为国际四位数字体系牌号的变形铝及铝合金，应采用四位字符牌号命名。两种编号方法如表8-1所示。

表8-1 变形铝及铝合金的编号方法（GB/T 16474-1996）

位数 第一位 第二位 最后两位 为阿拉伯数字，表示铝及铝合金的组别。1表示铝含量不小于99.00%纯铝；2~9表示铝合金，组别按下列主要合金元素划分：2—Cu；3—Mn；4—Si；5—Mg；6—Mg+Si；7—Zn；8—其他元素；9—备用组 为阿拉伯数字，表示合金元素为阿拉伯数字，表示为英文大写字母，表示原为英文大写字母，表示原或杂质极限含量控制情况。0改型情况。0表示为原始纯铝的改型情况。A表始合金的改型情况。A表表示其杂质极限含量无特殊始合金；2~9表示为改示为原始纯铝；B~Y（C、I、示为原始合金；B~Y（C、I、控制；2~9表示对一项或一项型合金 L、N、O、P、Q、Z除外）L、N、O、P、Q、Z除外）以上的单个杂质或合金元素表示为原始纯铝的改型，表示为原始合金的改型，极限含量有特殊控制 其元

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

YL21铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能研究

张 磊 李从卿 佟建华 郭 晓 娟 康

北京航空制造研究所 14 20

举

摘 要： 采用搅拌摩擦焊对2m厚的L1Y2铝合金薄板进行了对接试验，对焊接接头力学性能和各个区域 的微

观组织进行了分析。结果表明：搅拌摩擦焊焊核区组织为细小均匀的等轴晶，焊核区偏向于前进侧一 边有白色弯曲条带物质出现;热机影响区晶粒沿流线方向被拉长，前进侧比后退侧变化明显；热影响区晶 粒明显变大，晶粒大小约为5u0m～10mu。通过拉伸强度、弯曲强度和显微硬度的测试，发现焊缝后退侧 容易发生断裂，弯曲时易出现裂纹，同时是焊缝后退侧是显微硬度最低部位所在。 关键词：搅拌摩擦焊；L1Y2铝合金；显微组织；力学性能

LYl2铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能研究

CB2651—89、GB2653—89制取焊缝拉伸、弯曲试样，分别在zwIcKl00KN电子万能材料试验机、 zlooKN电子万能试验机上进行拉伸、弯曲试验以测试接头的力学性能；根据GB／T4340．I—1999相 关标准，采用HxD—l000维氏显微硬度仪在载荷2009，保持时间15s的测试条件下对母材及焊缝不 同区域处的显微硬度进行测试分析。

2试验结果及讨论

2．1焊缝接

科学实践

高性能铝合金精炼剂的探讨

乔建伟

（郑州华信学院机电工程学院）

摘要：对于铝合金来说，由于Al的化学活性很强，在熔炼过程中容易产

气体等缺陷，它们在熔体凝固后会分布在合金内部，对材料性能产生生夹杂、

很大影响。因此，要提高铸造铝及其合金的性能，必须充分除去熔体中的氧化夹杂和气体，避免铸件中缺陷的产生。

关键词：铝合金精炼剂氧化物夹杂1氧化物夹杂的类型

熔融金属液在精炼处理以及运输过程中，氧化皮、金属间化合物、炉膛碎片等异质物容易被带入到金属液中，形成非金属夹杂，这些非金属夹杂主要是氧化物夹杂。根据其在熔化和浇铸过程中形成时期的不同，可以分为一次氧化物夹杂和二次氧化物夹杂。

一次氧化物夹杂主要是指铝液浇注前形成的所有氧化物夹杂。一次氧化物夹杂按其形状可分两类:一类是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物，这类夹杂物，使合金组织不连续，降低工件的气密性能，成为腐蚀的根源，明显降低铝合金的强度和塑性，也往往成为零件的裂纹源，第二类氧化物夹杂是指细小的、弥散的夹杂物，即使经过仔细净化也不能全除去，它使金属液粘度增大，降低凝固时铝液的补缩能力，易造成铸件的缩松。

二次氧化物夹杂，又称为内生夹杂物，主要是在浇注过程中形成的。内生夹杂物一般来说分布比较均匀，颗粒也比较小。