1、畢業設計5083鋁合金船舶焊接工藝探討系別專業焊接技術及自動化班級焊接3112班姓名學號20132014學年第一學期【摘要】鋁及鋁合金材料密度低，強度高，熱電導率高，耐腐蝕能力強，具有良好的物理特性和力學性能，因而廣泛應用于工業產品的焊接結構上。鋁合金在部件中的應用情況、發展趨向及其在組焊中存在很多問題。對鋁合金及其異種金屆焊接接頭進行了焊接性試驗研究結果表明，其焊接接頭有滿意的力學性能、抗裂性及抗應力腐蝕性能，適合用于制造輕軌車輛、軍用船、航空航天等領域的廣泛應用。關鍵詞：鋁合金船舶構件焊接工藝焊接缺陷、檢測、人q刖日船舶焊接技術是現代造船模式中的關鍵技術之一。先進的船舶高效焊接技術，在提高

2、船舶建造效率，降低船舶建造成本，提高船舶建造質量等方面具有重要的作用，也是企業提高經濟效益的有效途徑。先進的船舶高效焊接技術涉及到船舶制造中的工藝設計、計算機數控下料、小合攏、中合攏、大合攏、平面分段、曲面分段、平直立體分段、管線法蘭焊接、型材部件裝焊等工序和工位的焊接工程。同時也會牽動與之相關的焊接產業鏈，如焊接材料、焊接設備和專用工裝、焊接輔器具、金屆的加工、焊接接頭設計、焊接接頭性能與質量控制、焊接標準與規范等。焊接技術也隨著造船技術不斷進步，焊接技術的實力決定了一個地區的造船能力。世界船舶焊接技術沿著高效、自動、智能化發展。縱觀國內外造船企業的造船模式，主要流程基本相同，為零件T部件T

3、分段T總段T船臺（塢）搭載。于此相對應，所采用的焊接技術也大同小異。在部件、分段、總段等中間產品的生產制造階段采用自動化程度很高的大型生產焊接裝置，在船臺搭載時采用單機自動化裝置。經過50多年的發展，中國已成為世界造船大國。目前，我國造船焊接工藝已發展到40多種典型焊接技術除了在散貨船、油船、集裝箱船等主力船型上應用之外，還在液化天然氣船（LNG、液化石油氣船（LPG、海洋浮式生產儲油船（FPSO、超大型油船（VLCC、軍用船等高技術、高附加值船舶上獲得廣泛應用。目錄第一章5083鋁合金焊接工藝一、5083鋁合金材料的分類及牌號，,，31、5083鋁合金材料的分析,42、5083鋁合應用,43

4、、5083鋁合金的焊接性,5二、5083鋁合金焊接工藝分析，,，61、5083鋁合金焊接工藝的一般特點,6三、5083鋁合金焊接方法選擇，,，61、TIG焊接方法,72、MIG焊接法（DCRP,7四、焊接工藝參數的確定,7五、焊接材料,81、焊絲,，82、保護氣體,83、鴇極,，8六、5083的焊接接頭口形式及其選擇,91、焊接坡口的設計,92、焊接坡口的加工,9七、5083鋁合金的活準備工作,91、焊前活理,112、墊板,，113、焊前預熱,114、焊后處理,12八、技術要點,13九、5083鋁合金焊接操作,14?引瓠14,?焊接14,?熄弧，,，15十、車烏極氯弧焊工藝,16H一、熔化極氯

5、弧焊工藝,171、熔化極氧弧焊原理及特點,172、熔化極氧弧焊工藝,173、熔化極脈沖氯弧焊工藝參數,18十二、先進焊接方法，,，181、激光焊工藝,18word文檔可自由復制編輯2、攪拌摩擦焊，,，19第二章5083鋁合金焊接缺陷一、焊縫中的氣孔,201、形成氣孔的特點,202、氧化膜中水分的影響（已限制弧柱水分的響）,223、防止焊縫氣孔的途徑,22二、焊接熱裂紋,231、化合金焊接熱裂紋的特點,232、防止焊接熱裂紋的途徑,233、變質劑的影響,244、焊接工藝參數的影響,24三、焊接接頭的“等強性”,24一）非時效強化鋁合金的軟化問題,26二）時效強化化合金的軟化問題,261. 采取措

6、施，,，26四、焊接接頭的耐蝕性，,，27第三章5083鋁合金焊接檢測及返修,281、外觀檢驗,282、致密性檢驗,283、無損探傷檢驗,29,291、焊接缺陷的確定,302、焊接缺陷返修方案的制定,303、焊接缺陷的活除,304、補焊,，30,301、焊縫外觀尺寸檢驗,302、焊接缺陷檢驗及處理措施,31第四章船舶結構和焊接工藝1、焊接程序及坡口方向圖,332、船體焊縫布置,343、焊接工藝要求,344、船體焊接順序的原則,35參考文獻,37第一章5083鋁合金焊接工藝、5083鋁合金材料的分類及牌號1、5083鋁合金材料的分析(1) 5083鋁合金規格介紹5083鋁合金鋁板標準GB/T38

7、80.2-2006。5083板材規格：0.3mm-350mW度)5083棒材規格：3.0mm-500mmt徑)5083線材規格：0.1mm-20mm&徑)5083鋁合金為非時效強化鋁合金，屆丁Al-Mg系(LF26、5000系列)主要為Mg的固溶強化作用大于Mn,耐蝕性良好，Mgf,強度f,脆性6相(MgAl3)f,耐蝕性J(2) 5083鋁合化學成分，見下表1兒條AlSiCuMgZnMnTiCrFe成分余量0.400.104.04.90.250.401.00.150.050.250.4005083鋁合的分類，見下表2牌號狀態厚度t(mm)規定非比例延伸強度Rp0.2(N/mm2)抗拉強度Rn

8、(N/mm2)最低斷后伸長率A(%)50mm5d5083O3t1252753501614H1113t1252753501614H1123t1252751210H1163t215法3051010H3213t5021529530538512105083-H111,5表示為Al-Mg系，H111加工硬化狀態：最終退火后乂進行了適量加工硬化主要用丁折彎件用的板材。2、5083鋁合應用(1) 5083鋁板是是高鎂合金，在不可熱處理合金中強度良好，耐蝕性、可切削性良好。陽極化處理后表面美觀。電弧焊性能良好。5083合金中的主要合金元素為鎂，具有良好的抗蝕性與可焊接性能，以及中等強度。優良的抗腐蝕性能使50

9、83合金廣泛用丁海事用途如船舶，以及汽車、飛機焊接件、地鐵輕軌，需嚴格防火的壓力容器(如液體罐車、冷藏車、冷藏集裝箱)、制冷裝置、電視塔、鉆探設備、交通運輸設備、導彈零件、裝甲等。5083屆丁Al-Mg系合金，使用范圍廣泛，特別是建筑業離不開此合金，是最有前途的合金。耐蝕性好，焊接性優良，冷加工性較好，并具有中等強度。5083的主要合金元素為鎂,具有良好的成形加工性能、抗蝕性、焊接性，中等強度，用于制造飛機油箱、油管、以及交通車輛、船舶的飯金件，儀表、街燈支架與釧釘、五金制品、電器外殼等。(3) AL-Mg系合金，是應用最廣的一種防銹鋁，這種合金的強度高，特別是具有抗疲勞強度：塑性與耐腐蝕性高

10、，不能熱處理強化，在半冷作硬化時塑性尚好，冷作硬化時塑性低，耐腐蝕好，焊接性良好，可切削性能不良，可拋光。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液體或氣體介質中工作的低載荷零件，如油箱，汽油或潤滑油導管，各種液體容器和其他用深拉制作的小負荷零件：線材用來做釧釘3、5083鋁合金的焊接性鋁在空氣中及焊接時極易氧化，生成的氧化鋁(A12O3)熔點局、非常穩定，不易去除。阻礙母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夾渣、未熔合、未焊透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊縫產生氣孔。焊接前應采用化學或機械方法進行嚴格表面活理，活除其表面氧化膜。在焊接過程加強保護，防止其

11、氧化。鴇極氯弧焊時，選用交流電源，通過“陰極活理”作用，去除氧化膜。氣焊時，采用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時，可加大焊接熱量，例如，家弧熱量大，利用家氣或氯家混合氣體保護，或者采用大規范的熔化極氣體保護焊，在直流正接情況下，可不需要“陰極活理”。(1) 鋁及鋁合金的熱導率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過程中，大量的熱量能被迅速傳導到基體金屆內部，因而焊接鋁及鋁合金時，能量除消耗于熔化金屆熔池外，還要有更多的熱量無謂消耗于金屆其他部位，這種無用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著，為了獲得高質量的焊接接頭，應當盡量采用能量集中、功率大的能源，有時也

12、可采用預熱等工藝措施。鋁及鋁合金的線膨脹系數約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時的體積收縮率較大，焊件的變形和應力較大，因此，需采取預防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時容易產生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內應力。生產中可采用調整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產生。在耐蝕性允許的情況下，可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁硅合金中含硅0.5%時熱裂傾向較大，隨著硅含量增加，合金結晶溫度范圍變小，流動性顯著提高，收縮率下降，熱裂傾向也相應減小。根據生產經驗，當含硅5%6%時可不產生熱裂，因而采用SAlSiB(硅含量4.5%6%)焊絲會有更好的抗裂性。(2) 鋁對光、熱的反射能力較

13、強，固、液轉態時，沒有明顯的色澤變化，焊接操作時判斷難。高溫鋁強度很低，支撐熔池困難，容易焊穿。(3) 鋁及鋁合金在液態能溶解大量的氫，固態幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過程中，氫來不及溢出，極易形成氫氣孔。弧柱氣余中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊縫中氫氣的重要來源。因此，對氫的來源要嚴格控制，以防止氣孔的形成。(4) 合金元素易蒸發、燒損，使焊縫性能下降。(5) 母材基體金屆如為變形強化或固溶時效強化時，焊接熱會使熱影響區的強度下降。(6) 鋁為面心立方晶格，沒有同素異構體，加熱與冷卻過程中沒有相變，焊縫晶粒易粗word文檔可自由復制編輯大，不能通過相變來細化晶

14、粒。二、5083鋁合金焊接工藝分析1、5083鋁合金焊接工藝的一般特點從物理性能方面的特點考慮鋁及其合金導熱性好、熱容量和線脹系數大、熔點低、高溫強度低，焊接困難；焊接時無顏色變化，難以確定焊接的坡口是否熔化，焊接操作難；MgZn、Mn易蒸發，影響接頭性能。 焊接熱源必須集中，以保證熔合良好； 要采用墊板和夾具，以保證裝配質量，防止變形；從化學性質上考慮難熔氧化物易于形成夾雜物，而且還因為吸收水分造成焊縫氣孔的產生。 焊接之前嚴格活理焊絲和母材表面的氧化膜； 加強保護，利用“陰極霧化”活理作用；(cleaningaction) 氣焊或其他熔化焊接方法，需用釬劑(氯化物等)，具有腐蝕性，焊后應該

15、立即徹底活除殘渣。(1) 接頭形式及坡口準備工作 手工焊接：厚度低于34mnrt,自動焊接：6mmZ內不開坡口；厚度低于3mm勺接頭，可以卷邊焊接。 主要考慮能夠充分而有效的去除氧化膜。三、5083鋁合金焊接方法選擇幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金，但是鋁及鋁合金對各種焊接方法的適應性不同，各種焊接方法有其各自的應用場合。氣焊和焊條電弧焊方法，設備簡單、操作方便。氣焊可用于對焊接質量要求不高的鋁薄板及鑄件的補焊。焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補焊。惰性氣體保護焊(TIG或MIQ)方法是應用最廣泛的鋁及鋁合金焊接方法。鋁及鋁合金薄板可采用鴇極交流氯弧焊或鴇極脈沖氯弧焊。鋁及鋁合金厚板可采用

16、鴇極家弧焊、氯家混合車烏極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊應用越來越廣泛(氧氣或氯/家混合氣)薄件仍可以采用氣焊(需焊劑)，大厚度鋁件則采用電渣焊接有效。氧弧焊接：薄板多用TIG焊接；大于3m成用MIG焊接。TIG與MIG的對比，見下表3TIG與枷G在鋁舍金焊接時的特征電源TJG特性MIG特性直旅正播電槌導許電請市有明撾霧ft作用噴射過有期橫舞化樺用有口應攜烈節*沖弟交溟(AC)介于DCSP與DCRP之間膂于DCSPDCRPi間1 、TIG焊接方法一般采用交流電源。研究用丁大厚度鋁合金焊接的直流正接TIG焊(熔深大、成型好，氣孔傾向小)

17、采用雙層氣體保護。2 、MIG焊接法(DCRPMIG焊接通常使用直流電源焊接，電極(焊絲)連接到電源的正極，工件連接到電源的負極。 Ih一般大丁臨界電流值，獲得穩定的噴射過渡電弧過程；板厚小丁3mm必須采用很細的焊絲，送絲難，一般不用MIG焊接；熔化極脈沖氧弧焊焊接薄板，1.62.0mmt勾件熱作用小，適丁焊接熱處理強化鋁合金。 Ih大丁300400A焊縫表面易丁產生“皺皮”(Purkering)采用雙層氣體保護焊接可以解決。四、焊接工藝參數的確定主要根據接頭的尺寸、形狀和焊縫成型的要求，也必須考慮對氣孔、裂紋和HAZ軟化的影響。Ih與Vh必須緊密的配合。1、TIG焊接：4鈣極一定，,VHf,

18、氣體流量與焊接速度應該相應的調整，功率一定，焊接速度與焊接厚度有關。2、MIG焊接：Vh可以大范圍變動，0.151.5mm/min;-V送絲可以更大范圍變動，1.110mm/min;-IH必須適當，關鍵是確定臨界電流；層間溫度f,。接頭I,al,微裂紋傾向f規律：Ic=75ds+20Ih一定，V送絲=V熔化V送絲ff，粘絲現象(sticking)V送絲JJ,電弧拉長，燒噴嘴。V送絲，UHIh匹配關系：五、焊接材料1、焊絲鋁及鋁合金焊絲的選用除考慮良好的焊接工藝性能外，按容器要求應使對接接頭的抗拉強度、塑性（通過彎曲試驗）達到規定要求，對含鎂量超過3%的鋁鎂合金應滿足沖擊韌性的要求，對有耐蝕要求

19、的容器，焊接接頭的耐蝕性還應達到或接近母材的水平*。因而焊絲的選用主要按照下列原則：?純鋁焊絲的純度一般不低丁母材；?鋁合金焊絲的化學成分一般與母材相應或相近；?鋁合金焊絲中的耐蝕元素（鎂、鋌、硅等）的含量一般不低丁母材；?異種鋁材焊接時應按耐蝕較高、強度高的母材選擇焊絲；?不要求耐蝕性的高強度鋁合金（熱處理強化鋁合金）可采用異種成分的焊絲，如抗裂性好的鋁硅合金焊絲SAlSi1等（注意強度可能低丁母材）。2、保護氣體保護氣體為氧氣、家氣或其混合氣。交流加高頻TIG焊時，采用大丁99.9%純氧氣，直流正極性焊接宜用家氣。MIG焊時，板厚75mm時推薦采用添加50%75%家氣的氧氣。氧氣應符合GE

20、T4842?995純氯的要求。氧氣瓶壓低丁0.5MP霜壓力不足，不能使用。MIG焊接常用氣體流量為1820L/min3、鴇極氯弧焊用的鴇極材料有純車烏、社車烏、鋪鴇、皓鴇四種。純鴇極的熔點和沸點高，不易熔化揮發，電極燒損及尖端的污染較少，但電子發射能力較差。在純鴇中加入1%2%氧化社的電極為社車烏極，電子發射能力強，允許的電流密度高，電弧燃燒較穩定，但社元素具有一定的放射性，使用時應采取適當的防護措施。在純鴇中加入1.8%2.2%的氧化鈾（雜質0.1%）的電極為鋪鴇極。鋪鴇極電子逸出功低，化學穩定性高，允許電流密度大，無放射性，是目前普遍采用的電極。皓鴇極可防止電極污染基體金屆，尖端易保持半球

21、形，適用丁交流焊接。六、5083的焊接接頭口形式及其選擇1、焊接坡口的設計構件焊接坡口應根據母材性能、結構形式、板材厚度、焊接方法、施工條件等因素進行設計。通常應考慮下列因素：(1) 、坡口的斷面積盡可能小，以減小焊縫金屆填充量；、有利丁減少殘余焊接變形何應力；、避免產生缺陷；、便丁坡口加工；、便丁焊工的操作。根據上述原則，焊接坡口的型式和尺寸可按CB/T3190選擇。2、焊接坡口的加工船體結構的焊接坡口可采用機械刨削或等離子切割等方法進行加工，加工后的坡口應平整，無裂紋、分層、夾渣等缺陷。坡口尺寸應符合圖樣或焊接工藝要求鋁及鋁合金焊接時，坡口一般采用機械方法加工，常見的坡口形式如下：表4鋁及

22、鋁合金被口形式和尺寸接法焊方項次厚度T(mm坡口名稱坡口形式坡口尺寸備注間隙(mm)鈍邊P(mm)坡口角度A(3)()工極弧手鴇氯焊112卷邊卷邊高度T+1不填加焊絲2v3I型坡口宓rLI單面焊35雙面焊半邊20帶墊板235060(b)單面焊坡口根部內側最好倒棱不開坡口T形接頭0.51.56080續表4坡口尺寸焊接方法項次厚度T(mm)坡口名稱坡口形式間隙(mm)鈍邊P(mm)坡口角度(3)廠)備注手工鴇極7610T形接頭單邊V型坡口1i瓦10.528T形接頭對稱K型坡口J?70225055熔化極氯920U型坡口Jij一JT03354050148X型坡口Ol7rJViII-0336708026

23、586070七、5083鋁合金的清準備工作1、焊前活理焊縫坡口區域必須在裝配或焊接前進行活理，具體要求如下：(1) 、活理的范圍包括拼接的端面及接縫兩側寬度為1520mm,(2) 、活理范圍內必須活除水、油污、鐵銹、氧化物、熔渣以及可能影響焊接質量的涂料。涂有底漆的鋼材如焊前未能將底漆活除應證明該底漆對焊接質量沒有不良影響，并經船級社認可；、構件的焊縫坡口應打磨至活理范圍內顯露出金屆光澤；(3) 、經活理后的接縫如未能及時焊接并因氣候或其它原因影響而積水、受潮、生銹時，焊接前應重新活理。鋁及鋁合金焊接時，焊前應嚴格活除工件焊口及焊絲表面的氧化膜和油污，活除質量直接影響焊接工藝與接頭質量，如焊縫

24、氣孔產生的傾向和力學性能等。常采用化學活洗和機械活理兩種方法。 化學活洗化學活洗效率高，質量穩定，適用丁活理焊絲及尺寸不大、成批生產的工件。可用浸洗法和擦洗法兩種。可用丙酮、汽油、煤油等有機溶劑表面去油，用40C70C的5%10%NaO帶液堿洗3min7min(純鋁時間稍長但不超過20min),流動活水沖洗，接著用室溫至60C的30%HNO豁液酸洗1min3min,流動活水沖洗，風干或低溫干燥。 機械活理在工件尺寸較大、生產周期較長、多層焊或化學活洗后乂沾污時，常采用機械活理。先用丙酮、汽油等有機溶劑擦試表面以除油，隨后直接用直徑為0.15mm0.2mm的銅絲刷或不銹鋼絲刷子刷，刷到露出金屆光

25、澤為止。一般不宜用砂輪或普通砂紙打磨，以免砂粒留在金屆表面，焊接時進入熔池產生夾渣等缺陷。另外也可用刮刀、理刀等活理待焊表面。工件和焊絲經過活洗和活理后,在存放過程中會重新產生氧化膜,特別是在潮濕環境下，在被酸、堿等蒸氣污染的環境中，氧化膜成長得更快。因此，工件和焊絲活洗和活理后到焊接前的存放時間應盡量縮短，在氣候潮濕的情況下，一般應在活理后4h內施焊。活理后如存放時間過長(如超過24h)應當重新處理。2、墊板鋁及鋁合金在高溫時強度很低，液態鋁的流動性能好，在焊接時焊縫金屆容易產生下塌現象。為了保證焊透而乂不致塌陷，焊接時常采用墊板來托住熔池及附近金屆。墊板可采用石墨板、不銹鋼板、碳素鋼板、銅

26、板或銅棒等。墊板表面開一個圓弧形槽，以保證焊縫反面成型。也可以不加墊板單面焊雙面成型，但要求焊接操作熟練或采取對電弧施焊能量嚴格自動反饋控制等先進工藝措施。3、焊前預熱薄、小鋁件一般不用預熱，厚度10m計15mni寸可進行焊前預熱，根據不同類型的鋁合金預熱溫度可為100C200C,可用氧一乙煥焰、電爐或噴燈等加熱。預熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。4、焊后處理(1) 焊后活理焊后留在焊縫及附近的殘存焊劑和焊渣等會破壞鋁表面的鈍化膜，有時還會腐蝕鋁件，應活理十凈。形狀簡單、要求一般的工件可以用熱水沖刷或蒸氣吹刷等簡單方法活理。要求高而形狀復雜的鋁件，在熱水中用硬毛刷刷洗后，再在60C80C左

27、右、濃度為2%3%的銘酊水溶液或重銘酸鉀溶液中浸洗5min10min,并用硬毛刷洗刷，然后在熱水中沖刷洗滌，用烘箱烘十，或用熱空氣吹十，也可自然十燥。(2) 焊后熱處理鋁容器一般焊后不要求熱處理。如果所用鋁材在容器接觸的介質條件下確有明顯的應力腐蝕敏感性，需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應力，來使容器上的應力降低到產生應力腐蝕開裂的臨界應力以下，這時應由容器設計文件提出特別要求，才進行焊后消除應力熱處理。如需焊后退火熱處理，對于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A035A06等，推薦溫度為345C；對于2014、2024、3003、3004、5056、5083、545

28、6、6061、6063、2A12、2A243A21等，推薦溫度為415C；對于2017、2A11、6A02等，推薦溫度為360C,根據工件大小與要求，退火溫度可正八、技術要點1、定位焊?定位焊焊縫應有足夠的高度(一般部得超過正式焊縫高度)，其長度對一般強度鋼應不小于30mm強度鋼應不小于50mm其兩端形式應便于接弧。在滿足裝配要求下定位焊的數量應減少。?定位焊的質量要求與正式焊縫要求相同，定位焊使用得焊接材料與正式焊縫得焊接材料性能應一致。?在焊縫交義處，定位焊離開交義點的距離一般不小于10倍板厚。word文檔可自由復制編輯2、焊接環境下歹0情況下在露天場地進行焊接時，應對焊接作業區域采取適當

29、的遮蔽和防護措施。?施工環境溫度低于0C時；?相對濕度大于90%;?雨雪天氣；?風速：氣體保護焊時大于2m/s，其它焊接方式大于10m/s。3、焊接設備焊接用的設備和裝置應妥善地加以布置，并保持良好的工作狀態和操作條件，安全可靠4、焊接材料的焊前處理焊接材料應按照工藝規程或制造廠推薦的要求烘十，焊絲應除油、除銹、除污，保護氣體應保證十燥。5、焊接工藝船體結構焊縫應按船級社認可的焊接工藝規程施焊。6、下列情況應對焊件采取預熱和（或）緩冷措施。?施工環境溫度低于0C時；?結構剛度大，構件板厚較大或焊段較短時；7、應根據船體結構特點、建造方法和施工條件等因素制定合理的焊接程序，以減少構件的焊接殘余應

30、力和變形。制定焊接程序的一般原則：?首先焊接不對其它焊縫形成剛性約束的焊縫；?每一道焊縫焊接時應保持其一端能自由收縮；?較長的焊縫應盡可能從焊縫中間向兩端施焊；?構架與板縫相交時先焊板縫，再焊構架間對接縫，最后焊接構架之間的交焊縫和構件與板的角焊縫；?分段，總段及船裝配中的焊接，應盡可能安排雙數焊工從中間向前后左右對稱進行焊接，以保證構件自由和均勻收縮。8、應合理選擇焊接規范參數，焊接電流、電弧電壓、焊接速度和保護氣體流量等應適宜于母材的厚度、坡口形式、焊接位置以及施工環境條件。9、船體結構焊縫施焊時，在下道焊縫之前應將前道焊渣活除十凈。10、有焊透要求的雙面焊縫，在焊接第二面焊縫之前應活除焊

31、根。活根后應顯露出正面打底焊的焊縫金屆，并具有適當的坡口形式，以便進行封底焊。對于自動焊，如經工藝認可試驗確認能保證焊透時，可免活根處理。11、引弧應在坡口內或引弧板上進行，進展在非焊接部位引弧。焊接末端收口應填滿弧坑。采取自動焊時在焊縫兩端接上引弧板和熄弧板。12、去除臨時焊縫、定位焊縫、焊縫缺陷和活理焊根時，不得損傷母材。13、焊件表面上如有電弧擦傷的弧坑。應打磨光滑，引弧較深時應打磨后焊補、磨平。九、5083鋁合金焊接操作鋁合金焊接因材料的特殊性，在整個焊前準備、焊接過程及焊后處理過程中有較多的注意事項及禁忌，操作人員必須注意這些事項，才能焊接出合格的焊縫。焊接過程中對超過8mnS板的接

32、頭使用氧一乙快焰預熱，預熱溫度80120C。使用溫度計對預熱溫度進行測量，切勿不使用儀器而僅評個人經驗判斷。?引弧焊槍開關按下后，焊絲開始按預設速度送絲，同時保護氣體開始流出。當焊絲接觸工件表面而短路，產生很大短路電流使焊絲尖端材料氣化引燃電弧。此時電弧還很微弱，若送絲速度很高則電弧很可能被焊絲擠壓而熄滅，這就需要二次引弧或三次引弧。現代的智能化焊機為了解決這種問題，可以編制特殊的引弧程序：在起弧的瞬間增大電流，使焊絲“過燒”，從而避免焊絲擠壓微弱的電弧而造成熄弧，待電弧穩定后引弧程序終止，電流回歸正常。?焊接引弧后，焊槍以一定姿態運行，焊槍與工件及焊接方向應保持一定的角度，但運行過程中可機動

33、地調整。焊槍指向焊接前進方向時稱為左焊法，焊槍指向反焊接方向時稱為右焊法，如下圖所示左垮弟若其他焊接條件相同，左焊法時熔深較小，焊道較寬較平，熔池被電弧力推向前方，操作者易觀察到焊接接頭位置，易掌握焊接的方向；右焊法可獲得較大的熔深，焊道窄而凸起，熔池被電弧力推向后方，電弧能直接作用丁母材上。鋁及鋁合金的焊接多采用左焊法及業射流過渡方式。焊接時，噴嘴下端與工件間的距離保持在8mrm-15mm|l。過低易與熔池接觸，過高時，弧長被拉長，保護效果變差，熔深變淺。焊槍擺動在焊接過程中，可以通過有規律的焊槍擺動，來提高焊縫質量，完成焊接工作，常用的四種擺動方式，其一為小幅度起伏擺動，在電流較大時，此種

34、擺動方式可使打底焊不至燒穿，同時可加大熔深，使焊縫飽滿；其二為較大幅度的在焊接方向前后擺動，適用丁厚板，但焊絲擺動幅度不能超越熔池，其步驟為：前進一回拉一停留一再前進一再回拉一，采用這種方式可以避免燒穿，同時能加大熔深；其三為劃圈擺動，適用丁焊接時溫度過高而需避免過熱，此法可將焊接熱擴散，但熔深將有所降低；其四為“八字步”式擺，適用丁PF位置的焊縫，這種擺動可以防止金屆液下墜，也可避免燒穿。ISO6947中定義焊接位置如下:圖3PA-平焊PB-平角焊PC-橫焊PD-仰角焊PE-仰焊PF-立向上焊PG-立向下焊多道焊對較厚的工件焊接時，一道焊縫已經不能填充滿焊道，這時就需要多層多道焊接。對丁單面

35、多道焊，每焊完一條焊道，需要使用鋼絲刷等工具活理焊縫表面。熔覆焊道要寬而淺，以便丁氣體的逸出。鋁合金焊接時還需嚴加控制層間溫度為60100C（使用溫度計測量），以防過熱產生熱裂紋等缺陷。對丁雙面多層多道焊，正面打底焊應一次焊透，在焊完一面在反面活根后，需做PT（滲透探傷）檢查無裂紋后，方可進行反面打底焊接。?熄弧熄弧時容易產生弧坑及焊縫過熱，從而產生弧坑裂紋。現代焊機一般都帶有熄弧程序，可以在關閉焊槍開關后電流遞減，并保持氣體通送一定時間，從而時弧坑填滿。操作者需要在關閉焊槍開工后繼續停留一會再移開焊槍，并將余高過高處修磨平整。鋁合金焊接中，起弧端和收弧端是裂紋的高發區域，所以若焊縫中間停頓，

36、若在接頭處再次起弧，必需再次將接頭打磨成斜坡狀。對丁重要的焊縫，如鋁合金地鐵車體底架的牽引梁與枕梁20m冊板雙面焊縫，需添加起弧板及收弧板，在焊縫區域外進行起弧和收弧，待焊接完成后將起弧板及收縫有無缺陷，以便返工。弧板切除。目前城軌事業部采用TPS系列焊機，都有起弧及收弧程序，操作者在焊接前需根據板厚對參數進行適當設定。焊接完成后，需對焊縫表面的黑灰等進行活理（焊接Al-Mg合金時，出現少量黑污不是缺陷），并目檢焊縫質量，對有缺陷處進行標記，以便后續制定返工方案。十、鴇極氯弧焊工藝非熔化電極式氣體保護電弧焊接，TIG焊接，英文是TungstenInertGas（縮寫TIG）,乂叫GasTung

37、stenArcWelding（縮寫GTAVV其原理是：TIG焊接是在氧氣等惰性氣體環境下，使鴇電極和母材間產生電弧，使母材以及添加焊材熔融、焊接的方法。直流TIG焊接以直流電弧焊接電源作為焊接電源，以電極為負、母材為正的焊接方法，廣泛應用丁不銹鋼、鈦、銅以及銅合金等的焊接。交流TIG焊接以交流電弧焊接電源為焊接電源，電極、母材正負極性相互變化。電極為正(EP極性)時，電極過熱消耗大，可除去母材表面的氧化層，即所謂的陰極活理作用。利用陰極活理作用，在鋁、鎂等焊接中廣泛得以應用。TIG(GTAW)旱的特點：可焊接幾乎所有工業用金屆與合金焊接品質好，可靠性高焊接成形好，不必活除熔渣無飛濺煙塵少可廣范

38、圍適用丁薄板厚板表5手工鴇極氯弧焊工藝參數厚度焊接焊絲直徑鴇極直徑噴嘴直徑焊接電流或氣流里(mm)層數mm(mm)(mm)(A)(L/min)1311.63.01.63.28124014081248233.05.02.45.010141403201016812344.06.04.06.412162403601420卜一、熔化極氯弧焊工藝1、熔化極氧弧焊原理及特點定義：ISO857-1中對熔化極氣體保護焊定義如下：使用絲狀電極的MIG/MAG旱接原理圖圖4MIG/MAG焊接原理圖1-母材2-電弧3-焊縫4-套筒5-保護氣體6-導電嘴7-焊絲8-送絲輪原理：通過送絲馬達由絲盤提供的焊絲，僅在離開焊

39、槍前通過簡短地接觸導電嘴加載電流，以便電弧能在焊絲的端部和工件之間燃燒。保護氣體由保護氣噴嘴流出覆蓋焊絲。這樣保護了焊接金屆，防止空氣中的氧、氫、氮等的滲透。保護氣體除了保護熔池之外還有其他作用，比如它確定了電弧氣余的成分，從而也影響了電弧的導電性和由此決定的焊接特性。此外它還對吸收和燒損過程以及形成的焊縫的化學成分有影響，即它由焊接冶金學方面的作用。2、熔化極氧弧焊工藝鋁和鋁合金焊接用焊材一般為實芯焊絲，焊材標準為ENISO1827&常用的MIG焊絲材質為5083,常見直徑為1.2mm底架手工MIG焊及自動焊接使用的則為1.6mm通常規格為7Kg/盤。同質焊絲有的從母材上切板條使用母材為L系

40、列、LF21、LF6、LY177000系列。異質焊絲主要是為了適應抗裂性的要求而研制的焊絲。高Mg焊絲焊接低Mg的Al-Mg合金；脈沖MIG(GMA叫接的特點：MIG方法多用丁鋁的焊接，一般采用脈沖控制。脈沖MIG焊接可通過射流過渡實現極小的飛濺。焊縫外觀美觀，可得到扁平得焊縫堆高形狀。與無脈沖MAG/MIG焊接相比較，由丁更粗的焊絲也可實現射流過渡，因此在薄板焊接中可實現送絲性能的改善和焊絲成本的減低。特別是鋁及合金焊接中在自動化、機器人化上發揮優越性。脈沖MIG(GMAW)接的原理：將焊接電流以脈沖電流Ip和基值電流Ib的形式周期性反復，在廣泛的焊接電流領域中能夠實現熔滴過渡(見下圖)。圖

41、53、熔化極脈沖氯弧焊工藝參數表6半自動熔化極氯弧焊工藝參數厚度焊絲直徑噴嘴直徑焊接電流電弧電壓氯氣流量(mm)(mm)(mm)(A)(V)(L/min)8121.62.5201803102030505514222.53.02030047030426070表7自動熔化極氯弧焊工藝參數厚度(mm)焊絲直徑(mm)噴嘴直徑(mm)焊接電流(A)電弧電壓(V)或氣流里(L/min)焊接速度(cm/min)62.522230260202230334082.522300320202230333545103.0223103202427303330123.0223203502728303325164.028

42、/17380420283235402832204.028/17480520283235402832264.030/17550560283440602428十二、先進焊接方法1、激光焊工藝激光-MIG復合焊。激光-MIG復合焊的特點是用兩種焊接方法復合同時進行焊接，如圖2a所示，焊接區示意見圖2b鋁合金采用單一激光焊，雖然能量密度高，生產效率高，但所需激光功率大；另外雖然熔深大焊縫窄熱影響區小和焊接變形小，但裝配要求高，焊接參數控制要求高，易出現焊接缺欠如用激光-MIG復合焊就可以發揮激光焊熔深大高速和變形小的優點，乂可降低組裝精度和焊接參數控制的要求，還能發揮MIG焊填充金屆和氧氣保護的優勢，

43、同時降低MIG焊熱輸入的要求，使焊接接頭強度韌性疲勞強度都得到提高焊接工藝參數包括：激光功率、MIG焊功率、焊接速度、激光束的光斑直徑、激光束領前丁MIG焊槍的距離和火角。H比爻F4擇；A-一i放兀一M1TIG（同樣的氣分（條件下）A. MIG細絲熔滴小，比表面積很大，弧柱溫度高丁熔池，利丁吸氫；B. 熔池深度大丁TIG方法的深度，利丁氣孔浮出。2、氧化膜中水分的影響（已限制弧柱水分的影響）焊絲或工件的氧化膜中所吸附的水分將是生成焊縫氣孔的主要原因。Mgd,形成的氧化膜不致密，而純Al的氧化膜非常致密，吸水性差。MIG焊接方法：焊絲表面氧化膜的活理情況對H的影響較大，對Al-Mg合金焊絲，其影

44、響更顯著，氣孔傾向fto坡口氧化膜被迅速溶化掉，水分排除，影響小。TIG焊接方法：在熔透不足時，母材坡口端部未除凈的氧化膜所吸收的水分，是產生焊縫氣孔的主要原因。焊前嚴格去除氧化膜。而母材表面養化膜也會在近縫區引起“皮下氣孔”（Al-Mg合金）3、防止焊縫氣孔的途徑兩方面著手：（1）限制氫溶入熔融金屆（減少氫的來源）-或減少熔池吸氫時間；較為矛盾（2）盡量促使氫從熔池中逸出因而盡量限制氫的來源具有較為現實的意義！減少氫的來源a、所有的焊接材料在使用之前必須干燥處理b、焊前處理化學法和機械法，活除焊絲和母材表面的氧化膜。c、坡口下端（根部）倒V型小坡口，鏟根極為有利丁減少焊縫氣孔的傾向。控制焊接

45、工藝a、原理工藝參數的影響主要可以歸結為對熔池高溫時間的影響。T增加，氫利丁逸出，也利丁氫的溶入。t減少，減少氫的溶入，但不利丁其逸出。r矛盾，必須調整適當b、對TIG焊接，一方面盡量采用小線能量，減少熔池存在時間一方面，應該充分保證根部熔透，利丁氣泡浮出大電流高焊接速度比較有利。c、MIG焊（焊絲氧化膜的影響更為主要）一般希望增大溶池存在時間以利氣泡的逸出圖9VhJE線f有利丁氣孔J圖9對薄板影響大V冷對焊縫的氣體含量有較明顯的影響必要時可采用預熱辦法Jvh以利氣體逸出d、混合氣體保護焊（P412）二、焊接熱裂紋焊接金屆和近縫區發現的熱裂紋主要是凝固裂紋，也可在近縫區見到液化裂紋1、化合金焊接熱裂紋的特點?易熔共晶體的存在，是焊縫產生凝固裂紋的