5A03焊接性分析.docVIP

《金属材料焊接性》课程设计说明书 题 目： 铝合金5A03的焊接性分析 材 料： 5A03 班级学号： 姓 名： 王玮 专 业： 焊接技术及其自动化 金属材料焊接性课程设计任务书 学生： 王玮 班级 指导教师：李增荣 题 目： 铝合金5A03的焊接性分析 材 料： 5A03 要求： 1、分析材料的化学成分，机械力学性能； 2、利用碳当量法计算并分析材料的焊接性； 3、根据材料的特性分析材料焊接时出现的各种缺陷； 4、提出解决措施并推荐适当的焊接方法； 5、制定字数在5000字左右的说明书。 目录 绪论 铝合金5A03的化学成分及物理性能 2.1．铝合金5A03的化学成分—Mg系合金，使用范围广泛，特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。耐腐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。5A03的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能，抗腐蚀性和焊接性以及中等强度，用于制造飞机油箱，油管，以及交通车辆，船舶的钣金件，仪表，街灯支架与铆钉，电器外壳等。它是应用最广泛的防锈铝。 第三章 铝合金应用中的问题 3．1铝合金在热加工时的问 Weldability”得来的，它的深刻含义把焊接、结构材料本身的性能以及材料的发展结合在一起。从20世纪40年代初从“焊接”中派生出“焊接性”概念以来，“焊接性”的含义一直在不断发展着，人们曾给它下了很多定义，这是由于理解角度的不同、分析目的不同和由于焊接技术本身不断发展而引起。 分析和研究焊接性的目的，在于查明一定材料在制定焊接工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向。因此，必须对整体焊接过程中的材料和焊接接头区的成分、组织和性能，包括工艺参数的影响和焊后接头的使用性能等，进行系统地研究。 4.2 5A03焊接性的分析 ? ⑴强的氧化能力 铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点(约660℃)，而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。  ⑵较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。  ⑶热裂纹倾向大 线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。  ⑷容易形成气孔 形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。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氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。  ⑸接头不等强度 铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。  ⑹焊穿 铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。 4.2.1焊接中产生的问题及解决方案 　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，致密不脱落。冷