铝合金焊接技术

本书以图文并茂的形式，轻松解锁铝合金焊接全技能。从基础材料到前沿工艺，从实战操作到质量检验，一应俱全。不仅是焊工技能提升的宝典，更是技术院校、培训机构的优选教材，助力焊接领域人才精进，引领行业创新发展！ 

本书内容紧密结合生产实际，力求重点突出、少而精，做到图文并茂，知识讲解深入浅出、通俗易懂，便于培训指导。本书的主要内容包括铝及铝合金材料、铝合金焊接材料、铝合金焊接设备、铝合金焊前准备、铝合金手工钨极氩弧焊工艺及操作技能、铝合金熔化极氩弧焊工艺及操作技能、铝合金机器人焊接工艺及操作技能、铝合金搅拌摩擦焊工艺及操作技能、铝及铝合金常见焊接缺陷与检验、铝合金焊接技术应用实例、铝合金焊接安全与劳动保护、铝合金焊接技能操作考核，共有12章。本书在技能训练方面贯彻了学以致用的原则，既有操作步骤，又有注意事项和焊接质量检验要求等。
本书可作为技能鉴定培训机构、企业培训部门及职业技术学院的培训教材，也可作为焊工职业等级技能鉴定实作考试的参考用书，还可作为焊接技师、焊接工程技术人员的参考资料。

王波，高级技师，湖南省焊工高级考评员，湖南省职业技能竞赛裁判员。主编国家及省部级培训教材3本，参编6本，在中三角及金属加工杂志发表论文5篇，先后荣获了公司“先锋模范、十佳青年技能明星、先进个人、优秀员工、优秀共产党员”，株洲市“青年岗位技术能手”、中华全国铁路总工会“火车头奖章”等荣誉。

序
前言
第1章铝及铝合金材料1
1.1铝及铝合金材料的概述1
1.2铝及铝合金材料的分类及牌号1
1.2.1铝及铝合金材料的分类1
1.2.2铝及铝合金材料的牌号3
1.3铝及铝合金材料的性能7
1.3.1铝及铝合金材料的物理性能7
1.3.2铝及铝合金材料的化学性能8
1.3.3铝及铝合金材料的力学性能9
1.4铝及铝合金材料的焊接性能11
1.5铝及铝合金材料的应用特点13
复习思考题17
第2章铝合金焊接材料18
2.1焊接保护气体18
2.1.1氩气18
2.1.2氦气18
2.1.3氩气与氦气的比较18
2.1.4氩-氦混合气体19
2.1.5氩-氦-氮混合气体19
2.2钨极20
2.2.1钨极的种类20
2.2.2钨极的选用22
2.2.3钨极端部的形状22
2.2.4钨极的正确使用23
2.2.5钨极的修磨24
2.2.6钨极的使用电流25
2.3填充材料26
2.3.1铝及铝合金焊条26
2.3.2铝及铝合金焊丝28
复习思考题31
第3章铝合金焊接设备32
3.1钨极氩弧焊设备32
3.1.1工作原理与结构特点32
3.1.2典型的钨极氩弧焊设备33
3.1.3设备维护保养与故障处理34
3.2熔化极氩弧焊设备38
3.2.1熔化极氩弧焊工作原理38
3.2.2熔化极氩弧焊设备（MIG焊机）的组成38
3.2.3熔化极氩弧焊设备结构特点39
3.2.4典型熔化极氩弧焊机技术参数42
3.2.5典型的熔化极氩弧焊设备介绍43
3.2.6设备维护保养与故障处理47
3.3机器人焊接设备50
3.3.1基本结构50
3.3.2控制系统51
3.3.3焊接系统、范围及要求51
3.3.4跟踪装置51
3.3.5机器人净化装置51
3.3.6机器人故障显示及动作52
3.3.7系统的组成52
3.3.8示教器界面介绍53
3.3.9各轴零位的校正53
3.3.10TCP的调整53
3.3.11设备维护保养与故障处理54
3.4搅拌摩擦焊设备58
3.4.1搅拌摩擦焊的发展前景58
3.4.2搅拌摩擦焊工作原理59
3.4.3典型焊机与操作方法59
3.4.4设备维护保养与故障处理61
复习思考题64
第4章铝合金焊前准备65
4.1铝合金焊接方法及选择65
4.1.1钨极惰性气体保护焊（TIG）66
4.1.2熔化极惰性气体保护焊（MIG）66
4.1.3搅拌摩擦焊67
4.2焊件坡口和垫板准备69
4.2.1焊件坡口的形状69
4.2.2坡口的几何尺寸70
4.2.3焊件坡口的选择原则70
4.2.4坡口的加工方法70
4.2.5防塌陷方法71
4.3铝及铝合金的清理 72
4.3.1焊前清理72
4.3.2焊接过程中清理72
4.3.3焊后清理73
4.4工装夹具73
4.5焊前预热74
4.6焊前装配及定位焊75
4.6.1焊件焊前装配的检查75
4.6.2定位焊75
4.6.3板材焊件的装配及定位焊76
4.6.4管材焊件的装配及定位焊77
4.6.5管板焊件的装配及定位焊78
4.7焊接变形焊前控制78
4.7.1焊前预变形78
4.7.2焊前预留焊缝收缩量80
复习思考题80
第5章铝合金手工钨极氩弧焊工艺及操作技能81
5.1铝合金的手工钨极氩弧焊工艺81
5.1.1焊前清理81
5.1.2焊接环境的选择81
5.1.3焊接装配82
5.1.4工装夹具82
5.1.5预热83
5.1.6焊接参数的选择84
5.1.7铝及铝合金的焊接操作要点88
5.1.8焊后消除应力89
5.1.9焊接接头质量90
5.2脉冲钨极氩弧焊工艺91
5.2.1脉冲钨极氩弧焊基本原理92
5.2.2脉冲钨极氩弧焊的脉冲特征参数92
5.2.3脉冲钨极氩弧焊的优点及适用范围93
5.2.4脉冲钨极氩弧焊焊接电源93
5.2.5交流脉冲钨极氩弧焊焊接参数94
5.3铝合金手工钨极氩弧焊操作技能训练94
5.3.1手工钨极氩弧焊基本操作技术94
5.3.2手工钨极氩弧焊操作技能训练96
复习思考题103
第6章铝合金熔化极氩弧焊工艺及操作技能104
6.1铝合金熔化极氩弧焊工艺104
6.1.1半自动熔化极氩弧焊工艺105
6.1.2脉冲熔化极氩弧焊工艺 107
6.2铝合金熔化极氩弧焊操作技能训练110
复习思考题123
第7章铝合金机器人焊接工艺及操作技能124
7.1焊前准备工作124
7.1.1焊前清理124
7.1.2焊接环境的选择124
7.1.3工装夹具124
7.1.4焊接装配125
7.1.5焊接变形与控制125
7.2铝合金焊接机器人的准备126
7.2.1设备准备126
7.2.2操作注意事项126
7.2.3程序的新建、调用、激活、删除、存储127
7.3铝合金机器人焊接操作工艺128
7.3.1示教器编程128
7.3.2样板焊缝的定义和调用132
7.3.3焊接工艺和焊接参数的影响133
7.3.4焊后消除应力134
7.3.5焊接接头质量135
7.4铝合金焊接机器人焊接技能训练135
复习思考题145
第8章铝合金搅拌摩擦焊工艺及操作技能146
8.1搅拌摩擦焊简介146
8.1.1搅拌摩擦焊焊接原理146
8.1.2搅拌摩擦焊与熔焊的比较149
8.2搅拌工具150
8.2.1搅拌头的分类150
8.2.2搅拌针的作用150
8.2.3轴肩的作用151
8.2.4常用的搅拌工具材料151
8.2.5搅拌头的设计151
8.3搅拌摩擦焊焊接参数152
8.3.1搅拌摩擦焊焊接参数的选择152
8.3.2焊接参数对焊缝表面的影响152
8.4搅拌摩擦焊焊接工艺153
8.4.1焊前清理153
8.4.2焊接装配154
8.4.3工装夹具的选择154
8.4.4焊接操作154
8.4.5变形控制155
8.4.6铝合金搅拌摩擦焊I形薄板平对接焊155
8.5焊接缺陷及检验157
8.6搅拌摩擦焊技术的应用161
复习思考题161
第9章铝及铝合金常见焊接缺陷与检验162
9.1焊接缺陷的分类162
9.2焊接缺陷产生的原因及控制措施163
9.2.1气孔 163
9.2.2裂纹165
9.2.3夹杂168
9.2.4未熔合和未焊透1

近年来，科学技术以及工业生产水平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。在航空、航天、轨道交通、汽车制造、机械制造、船舶、化学及建材等行业，特别是在高速铁路车辆、地铁车辆、轻轨等领域，铝及其合金的应用越来越广泛。为了适应并推动正在发展的铝合金轨道交通的制造技术、培训铝及铝合金焊工人才队伍，有必要编写较完整并适用于焊工培训的教材。
本书的编写，组织了一批长期从事轨道交通铝合金焊接工作、经验丰富的资深专家和工程技术人员，内容紧密结合生产实际，力求重点突出、少而精，做到图文并茂，知识讲解深入浅出、通俗易懂，便于培训指导。本书的主要内容包括铝及铝合金材料、铝合金焊接材料、铝合金焊接设备、铝合金焊前准备、铝合金手工钨极氩弧焊工艺及操作技能、铝合金熔化极氩弧焊工艺及操作技能、铝合金机器人焊接工艺及操作技能、铝合金搅拌摩擦焊工艺及操作技能、铝及铝合金常见焊接缺陷与检验、铝合金焊接技术应用实例、铝合金焊接安全与劳动保护、铝合金焊接技能操作考核。本书在技能训练方面贯彻了学以致用的原则，既有操作步骤，又有注意事项和焊接质量检验要求等。
全书由王波任主编，刘昌盛、朱献、赵卫、刘文强、彭勇军、周永东、林若琛、文献、欧阳黎健、唐亚红、黄家庆、周华、蒋百威参与编写，全书由尹子文、周培植主审。本书在编写过程中参阅了相关文献，在此向相关作者表示最诚挚的感谢。本书的编写还得到了中车株洲电力机车有限公司人力资源部和工会技师协会的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请广大读者批评指正。