船舶制造中铝合金焊接工艺研究

论文摘要

本论文以公司承建的多艘全铝制高速快艇为研究载体,深入研究了铝合金的焊接特点,探讨了各种焊接技术的工艺、设备及应用特点,对具有应用前景的脉冲熔化极氩弧焊（简称PC-MIG焊）、搅拌摩擦焊（简称FSW焊）等开展了专项研究。通过研究,解决了该快艇建造中最大的难点——焊接,使该型船得以顺利建造,也为以后有能力承建更高要求的铝制船奠定了坚实的基础。本文主要的研究工作和结论:（1）系统研究铝合金的类型、特性及焊接特点,掌握了铝合金焊接时容易出现气孔、裂纹等问题,在焊接过程中要在焊接材料、焊接过程、焊接操作等方面进行严格控制。（2）研究了在实际生产中已广泛应用的铝合金焊接技术的原理及工艺性点,如焊条电弧焊、钨极氩弧焊以及熔化极氩弧焊。同时探讨了近几年来在国内外出现的铝焊新技术的基本原理及特点,如等离子弧焊、搅拌摩擦焊、激光-熔化极复合焊以及高速双丝焊等。通过研究,掌握每种焊接方法的工艺特点、适用场合等,其中在我国具有较好应用前景的是熔化极脉冲氩弧焊、搅拌摩擦焊等。（3）以公司承建的多条全铝制船为研究载体,分别对脉冲熔化极氩弧焊、搅拌磨擦焊等开展了专项研究,掌握其焊接工艺参数、影响因素、设备要求以及应用局限性等。在此基础上,确定了全船焊接以自动及半自动PC-MIG焊为主,手工TIG焊为辅的焊接工艺,开创性地研究应用了自动MIG焊拼焊工艺,提高产品的焊接自动化率。（4）研究在实际生产出现的工艺特点、铝焊问题及采取的相应解决措施,为以后的生产提供一定的技术储备和实践经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景、目的和意义
• 1.1.1 论文研究的背景
• 1.1.2 论文研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 论文总体思路、主要内容及拟解决的关键问题
• 1.3.1 论文的总体思路
• 1.3.2 论文的主要内容
• 1.3.3 拟解决的关键问题
• 1.4 论文的研究方法
• 1.5 本章小结
• 第2章 铝合金的类型及特性
• 2.1 工业纯铝的特性
• 2.2 铝合金的合金化及其特性
• 2.2.1 非热处理强化铝合金
• 2.2.2 热处理强化铝合金
• 第3章 铝合金焊接工艺
• 3.1 铝合金的焊接特点
• 3.2 铝合金的焊接材料的选用
• 3.3 常用的焊接方法及其工艺特点
• 3.3.1 焊条电弧焊
• 3.3.2 钨极氩弧焊
• 3.3.3 熔化极氩弧焊
• 3.3.4 等离子弧焊
• 3.3.5 搅拌磨擦焊
• 3.3.6 激光---复合焊
• 3.3.7 高速双丝焊
• 3.4 本章小结
• 第4章 铝合金重点焊接工艺研究
• 4.1 熔化极脉冲氩弧焊
• 4.1.1 研究目的
• 4.1.2 原理及熔滴过渡特点
• 4.1.3 冶金特点
• 4.1.4 工艺特点
• 4.1.5 参数的选择
• 4.1.6 研究结论
• 4.2 搅拌磨擦焊
• 4.2.1 研究目的
• 4.2.2 基本原理
• 4.2.3 FSW 的优点
• 4.2.4 FSW 的局限性
• 4.2.5 国内外搅拌摩擦焊的研究情况
• 4.2.6 铝合金搅拌摩擦焊焊接试验研究
• 4.2.7 研究结论
• 4.3 高速双丝焊
• 4.3.1 基本原理
• 4.3.2 纵列式双丝焊操作模式
• 4.3.3 纵列式双丝焊技术的优点
• 4.3.4 纵列式双丝焊技术应用
• 4.4 高效 TIG 焊工艺研究
• 4.4.1 研究目的
• 4.4.2 活性剂氩弧焊
• 4.4.3 双面双弧焊
• 4.5 本章小结
• 第5章 铝合金船体焊接工艺研究
• 5.1 研究背景
• 5.2 研究目的
• 5.3 研究达到目标
• 5.4 研究内容
• 5.4.1 焊接工艺研究
• 5.4.2 模拟分段建造研究
• 5.4.3 焊机使用与管理研究
• 5.4.4 焊接用气体使用与管理研究
• 5.4.5 焊丝使用与管理研究
• 5.4.6 焊接操作对焊接质量的影响
• 5.4.7 焊接参数对焊接质量的影响工艺研究
• 5.4.8 船体焊缝内部缺陷产生原因及预防措施
• 5.4.9 焊前坡口清理工序研究
• 5.4.10 横位焊接工艺研究
• 5.4.11 T 型角焊缝焊接裂纹研究
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文主要工作
• 6.2 展望
• 参考文献
• 符号说明
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及申请的专利
• 附件一 工艺评定报告
• 上海交通大学学位论文答辩决议书