轻金属焊接关键基础研究与学术前沿探索

第1 章 概述1

1. 1 轻金属焊接的发展 1

1. 1. 1 轻金属发展的战略意义 1

1. 1. 2 轻金属焊接现状 2

1. 2 轻金属的分类及性能 2

1. 2. 1 轻金属的分类 2

1. 2. 2 轻金属的主要特性 3

1. 2. 3 轻金属的热处理 6

1. 3 轻金属的焊接应用 7

1. 3. 1 轻金属焊接的难易程度 7

1. 3. 2 铝及其合金的焊接应用 8

1. 3. 3 镁及其合金的焊接应用 12

1. 3. 4 钛及其合金的焊接应用 15

第2 章 轻金属焊接方法20

2. 1 钨极氩弧焊 20

2. 1. 1 钨极氩弧焊的特点 20

2. 1. 2 电源极性及应用范围 23

2. 1. 3 钨极氩弧焊的焊接材料 25

2. 1. 4 轻金属钨极氩弧焊工艺 28

2. 1. 5 特种钨极氩弧焊技术 36

2. 2 熔化极氩弧焊 39

2. 2. 1 熔化极氩弧焊的特点 39

2. 2. 2 熔化极氩弧焊的熔滴过渡 40

2. 2. 3 保护气体和焊丝 42

2. 2. 4 轻金属熔化极氩弧焊工艺 44

2. 2. 5 脉冲熔化极氩弧焊 51

2. 3 激光焊 53

2. 3. 1 激光焊的特点 53

2. 3. 2 轻金属激光焊的工艺特点 56

2. 3. 3 激光-电弧复合焊接技术 58

2. 3. 4 轻金属激光焊的应用 59

2. 4 搅拌摩擦焊 61

2. 4. 1 搅拌摩擦焊的特点 61

2. 4. 2 搅拌摩擦焊的产热和塑性流变 63

2. 4. 3 搅拌摩擦焊设备及工艺 64

2. 4. 4 轻金属搅拌摩擦焊的特点 68

2. 4. 5 搅拌摩擦焊缺陷与摩擦塞焊修复 69

第3 章 铝及铝合金焊接72

3. 1 铝及铝合金的特性和焊接特点 72

3. 1. 1 铝及铝合金的分类、成分和性能 72

3. 1. 2 铝及铝合金的焊接特点 78

3. 1. 3 铝合金焊接方法的选用 79

3. 1. 4 铝用焊接材料 83

3. 2 铝及铝合金的焊接性分析 89

3. 2. 1 焊缝中的气孔 89

3. 2. 2 焊接热裂纹 92

3. 2. 3 焊接接头的力学性能 95

3. 2. 4 铝合金焊接修复和焊接性评定 99

3. 3 铝及铝合金焊接工艺 101

3. 3. 1 焊前准备 101

3. 3. 2 铝及铝合金的气焊 102

3. 3. 3 铝及铝合金的钨极氩弧焊 104

3. 3. 4 铝及铝合金的熔化极氩弧焊 108

3. 3. 5 铝及铝合金的搅拌摩擦焊 115

3. 3. 6 铝及铝合金的钎焊 123

3. 4 铝及铝合金焊接实例 130

3. 4. 1 铝制冷凝器端盖的气焊 130

3. 4. 2 铝制容器手工TIG 焊 131

3. 4. 3 铝储罐的半自动MIG 焊 132

3. 4. 4 铝合金压力罐的自动MIG 焊 133

3. 4. 5 铝波导零件的真空钎焊 134

3. 4. 6 铝制板翅式冷却器(或换热器)的钎焊 135

3. 4. 7 铝合金计算机机箱的真空钎焊 139

3. 4. 8 铝锂合金的焊接 140

3. 4. 9 5A06 铝合金搅拌摩擦点焊 143

第4 章 镁及镁合金的焊接145

4. 1 镁及镁合金分类、性能及焊接性 145

4. 1. 1 镁及镁合金的分类及应用 145

4. 1. 2 镁及镁合金的成分及性能 148

4. 1. 3 合金元素对镁合金组织性能的影响 152

4. 1. 4 镁及镁合金的焊接性分析 154

4. 2 镁及镁合金焊接工艺 158

4. 2. 1 焊接材料及焊前准备 158

4. 2. 2 镁及镁合金的氩弧焊 162

4. 2. 3 镁及镁合金的电阻点焊 165

4. 2. 4 镁及镁合金的钎焊 166

4. 2. 5 镁及镁合金的其他焊接方法 171

4. 2. 6 镁及镁合金焊接安全 174

4. 3 镁及镁合金焊接实例 174

4. 3. 1 AZ31B 镁合金薄板的钨极氩弧焊 174

4. 3. 2 航空航天用镁合金气密门自动TIG 焊 175

4. 3. 3 电子控制柜镁合金组合件气体保护焊 176

4. 3. 4 镁合金汽轮机喷嘴裂纹的电子束焊修复 177

4. 3. 5 飞机发动机镁合金铸件裂纹的TIG 焊修复 178

4. 3. 6 AZ31B/ AZ61A 异种镁合金的搅拌摩擦焊 179

4. 3. 7 镁合金超声波振动钎焊 182

4. 3. 8 镁合金自行车架的脉冲交流TIG 焊 183

4. 3. 9 ZM 镁合金铸件缺陷的补焊 185

4. 3. 10 中厚度镁合金激光焊 188

第5 章 钛及钛合金的焊接190

5. 1 钛及钛合金的分类和性能 190

5. 1. 1 钛及钛合金的分类 190

5. 1. 2 钛及钛合金的化学成分及性能 192

5. 2 钛及钛合金的焊接性分析 197

5. 2. 1 焊接接头区脆化 197

5. 2. 2 焊缝熔化、凝固和裂纹倾向 201

5. 2. 3 焊缝中的气孔 202

5. 2. 4 焊接接头的组织变化 203

5. 3 钛及钛合金的焊接工艺 204

5. 3. 1 钛及钛合金的惰性气体保护焊 205

5. 3. 2 钛及钛合金的等离子弧焊 215

5. 3. 3 钛及钛合金的电子束焊 216

5. 3. 4 钛及钛合金的其他焊接方法 217

5. 4 钛合金的激光熔覆 222

5. 4. 1 钛合金激光熔覆的特点 223

5. 4. 2 钛合金激光熔覆层 224

5. 4. 3 钛合金激光熔覆工艺及参数 230

5. 4. 4 钛合金激光熔覆的应用 234

5. 5 钛及钛合金焊接实例 237

5. 5. 1 Ti -6Al -4V 钛合金气瓶的TIG 焊 237

5. 5. 2 乙烯工程中钛管的焊接 237

5. 5. 3 凝汽器与蒸发器纯钛部件的TIG 焊 239

5. 5. 4 发动机钛合金组件的电子束焊 240

5. 5. 5 TC4 钛合金壳体的手工氩弧焊 241

5. 5. 6 TA10 钛合金燃料储罐的焊接 244

5. 5. 7 深潜器钛合金框架结构的焊接 247

5. 5. 8 TC4 钛合金舱体的焊接 250

5. 5. 9 钛合金张力贮箱毛细元件的焊接 251

第6 章 异种轻金属的焊接253

6. 1 铝与钛的焊接 253

6. 1. 1 铝与钛的焊接特点 253

6. 1. 2 铝与钛的焊接工艺 254

6. 2 铝与镁的焊接 258

6. 2. 1 铝与镁的焊接特点 258

6. 2. 2 铝与镁的钨极氩弧焊 259

6. 2. 3 铝与镁的扩散焊 264

6. 3 铝与铜的焊接 270

6. 3. 1 铝与铜的焊接特点 270

6. 3. 2 铝与铜的熔化焊 272

6. 3. 3 铝与铜的压焊 276

6. 3. 4 铝与铜的钎焊 281

6. 4 铝与钢的焊接 289

6. 4. 1 铝与钢的焊接特点 289

6. 4. 2 铝与钢的焊接工艺 290

6. 4. 3 铝与钢的焊接实例 294

6. 5 钛与铜(或钢)的焊接 296

6. 5. 1 钛与铜的焊接特点 296

6. 5. 2 钛与铜的钨极氩弧焊 297

6. 5. 3 钛与铜的扩散焊 298

6. 5. 4 钛与铜的电阻钎焊 299

6. 5. 5 钛与钢的焊接特点 300

6. 5. 6 钛与钢的焊接工艺特点 300

参考文献303

科学技术的发展使铝、镁、钛及其合金等轻金属的应用日趋广泛。轻金属具有特殊的性能，但是轻金属焊接比常规钢铁材料的焊接更复杂。本书从实用性角度对国防和社会经济发展中轻金属(如铝、镁、钛及其合金)的特点、焊接性、焊接方法选用和工艺要点等做了系统地阐述，特别是针对铝、镁、钛及其合金等轻金属的应用，给出一些焊接产品开发和生产中成功的实例。书中阐明的先进焊接技术，为读者掌握轻金属焊接要点和工程应用或新产品开发提供理论指导和实践中成功的经验。

《轻金属焊接技术》主要供从事与轻金属研发、焊接生产相关的工程技术人员、管理人员、质量检验人员和技术工人使用，也可供高等院校师生、科研院(所)、厂矿企业的相关人员参考。