宣布时间：2021-07-21点击：2687
铝合金的焊接要领许多 ，种种要领有其差别的应用场合。除了古板的熔焊、电阻焊、气焊要领外 ，其他一些焊接要领（如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等）也可以容易地将铝合金焊接在一起。
1.铝合金常用焊接要领的特点及适用规模
铝合金常用焊接要领的特点及适用规模见表1。应凭证铝及铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构以及对焊接性的要求等选择。
（1）气焊
氧－乙炔气焊火焰的热功率低 ，热量较疏散 ，因此焊件变形大、生产率低。用气焊焊接较厚的铝焊件时需预热 ，焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、组织松散 ，并且容易爆发氧化铝夹杂、气孔及裂痕等缺陷。这种要领只用于厚度规模在0.5～10㎜的不主要铝结构件和铸件的焊补上。
（2）钨极氩弧焊
这种要领是在氩气�；は率┖� ，热量较量集中 ，电弧燃烧稳固 ，焊缝金属致密 ，焊接讨论的强度和塑性高 ，在工业中获得起来越普遍的应用。钨极氩弧焊用于铝合金是一种较完善的焊接要领 ，但钨极氩弧焊装备较重大 ，不宜在室外露天条件下操作。
（3）熔化极氩弧焊
自动、半自动熔化极氩弧焊的电弧功率大 ，热量集中 ，热量影响区小 ，生产效率比手工钨极氩弧焊可提高2～3倍� ？梢院附雍穸仍�50㎜以下的纯铝及铝合金板。例如 ，焊接厚度30㎜的铝板不必预热 ，只焊接正、反两层就可获得外貌平滑、质量优良的焊缝。半自动熔化极氩弧焊适用于定位焊缝、断续的短焊缝及结构形状不规则的焊件 ，用半自动氩弧焊焊炬可利便无邪地举行焊接 ，但半自动焊的焊丝直径较细 ，焊缝的气孔敏感性较大。
（4）脉冲氩弧焊
1）钨极脉冲氩弧焊
用这种要领可显着改善小电流焊接历程的稳固性 ，便于通过调理种种工艺参数来控制电弧功率和焊缝成形。焊件变形小、热影响区小 ，特殊适用于薄板、全位置焊接等场以是及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。
2）熔化极脉冲氩弧焊
可接纳的平均焊接电流小 ，参数调理规模大 ，焊件的变形及热影响区小 ，生产率高 ，抗气孔及抗裂性好 ，适用于厚度在2～10㎜铝合金薄板的全位置焊接。
（5）电阻点焊、缝焊
可用来焊接厚度在4㎜以下的铝合金薄板。关于质量要求较高的产品可接纳直流攻击波点焊、缝焊机焊接。焊接时需要用较重大的装备 ，焊接电流大、生产率较高 ，特殊适用于大批量生产的零、部件。
（6）搅拌摩擦焊
搅拌摩擦焊是一种可用于种种合金板焊接的固态毗连手艺。与古板熔焊要领相比 ，搅拌摩擦焊无飞溅、无烟尘 ，不需要添加焊丝和�；て� ，讨论无气孔、裂纹。与通俗摩擦相比 ，它不受轴类零件的*** ，可焊接直焊缝。这种焊接要领尚有一系列其它优点 ，如讨论的力学性能好、节能、无污染、焊前准备要求低等。由于铝及铝合金熔点低 ，更适于接纳搅拌摩擦焊。
2.铝用焊接质料
（1）焊丝
接纳气焊、钨极氩弧焊等焊接铝合金时 ，需要加填充焊丝。铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。为了获得优异的焊接讨论 ，应从焊接构件使用要求思量 ，选择适合于母材的焊丝作为填充质料。
选择焊丝首先要思量焊缝因素要求 ，还要思量产品的力学性能、耐蚀性能 ，结构的刚性、颜色及抗裂性等。选择熔化温度低于母材的填充金属 ，可大大减小热影响区的晶间裂纹倾向。关于非热处置惩罚合金的焊接讨论强度 ，按1000系、4000系、5000系的序次增大。
含镁3%以上的5000系的焊丝 ，应阻止在使用温度65℃以上的结构中接纳 ，由于这些合金对应力侵蚀裂纹很敏感 ，在上述温度和侵蚀情形中会爆发应力侵蚀龟裂。用合金含量高于母材的焊丝作为填充金属 ，通� ？杀苊夂阜旖鹗舻牧盐魄阆�。
现在 ，铝合金常用的焊丝大多是与基体金属因素相近的标准牌号焊丝。在缺乏标准牌号焊丝时 ，可从基体金属上切下狭条代用。较为通用的焊丝是HS311 ，这种焊丝的液态金属流动性好 ，凝固时的缩短率小 ，详细优良的抗裂性能。为了细化缝晶粒、提高焊缝的抗裂性及力学性能 ，通常在丝中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作为变质剂。
3.选用铝合金焊丝应注重的问题如下
1）焊接讨论的裂纹敏感性
影响裂纹敏感性的直接因素是母材与焊丝的匹配。选用熔化温度低于母材的焊缝金属 ，可以减小焊缝金属和热影响区的裂纹敏感性。例如 ，焊接硅含量0.6%的6061合金时 ，选用统一合金作焊缝 ，裂纹敏感性很大 ，但用硅含量5%的ER4043焊丝 ，由于其熔化温度比6061合金低 ，在冷却历程中有较高的塑性 ，以是抗裂性能优异。别的 ，焊缝金属阻止镁与铜的组合 ，由于Al－Mg－Cu有很高的裂纹敏感性。
2）焊接讨论的力学性能
工业纯铝的强度***低 ，4000系列铝合金居中 ，5000系列铝合金强度***高。铝硅焊丝虽然有较高的抗裂性能 ，但含硅焊丝的塑性较差 ，以是对焊后需要塑性变形加工的讨论来说 ，应阻止选用含硅焊丝。
3）焊接讨论的使用性能
填充金属的选择除取决于母材身特殊 ，还与讨论的几何形状、运行中的抗侵蚀性要求以及对焊接件的外观要求有关。例如 ，为了使容用具有优异的抗侵蚀能力或避免所贮存产品对其的污染 ，贮存过氧化氢的焊接容器要求高纯度的铝合金。在这种情形下 ，填充金属的纯度至少要相当于母材。
（2）焊条
铝合金焊条型号、规格与用途见表2。铝合金焊条的化学因素和力学性能见表3。
（3）�；て�
焊接铝合金的惰性气体有氩所和氦气。氩气的手艺要求为Ar＞99.9%,氧＜0.005% ，氢＜0.005% ，水分＜0.02mg/L ，氮＜0.015%。氧、氮增多 ，均恶化阴极雾化作用。氧＞0.3% ，则使钨极烧损加剧 ，凌驾0.1%使焊缝外貌无光泽或发黑。
钨极氩弧焊时 ，交流加高频焊接选用纯氩气 ，适用大厚度板；直流正极性焊接选用Ar+He或纯Ar。
熔化极氩弧焊时 ，当板厚＜25㎜时 ，接纳纯Ar。当板厚为25～50㎜时 ，接纳添加10%～35%Ar的Ar+He混淆气体。当板厚为50～75㎜时 ，宜接纳添加10%～35%或50%He的Ar+He混淆气体。当板厚＞75㎜时 ，推荐添加50%～75%He的Ar+He混淆气体。
4.铝合金焊接工艺
01.铝合金的气焊
氧－乙炔气焊的热效率低 ，焊接热输入不集中 ，焊接铝及铝合金时需接纳熔剂 ，焊后又需扫除残渣 ，讨论质量及性能也不高。由于气焊装备简朴 ，无需电源 ，操作利便无邪 ，常用于焊接对证量要求不高的铝合金构件 ，如厚度较薄的薄板及小零件 ，以及补焊铝合金构件和铝铸件。
（1）气焊的讨论形式
气焊铝合金时 ，不宜接纳搭接讨论和T形讨论 ，这种讨论难以整理流入误差中的残留熔剂和焊渣 ，应尽可能接纳对接讨论。为包管焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿 ，可以接纳带槽的垫板 ，垫板一样平常用不锈钢或纯铜等制成 ，带垫板焊接可获得优异的背面成形 ，提高焊接生产率。
（2）气焊熔剂的选用
铝合金气焊时 ，为了使焊接历程顺遂举行 ，包管焊缝质量 ，气焊时需要加熔剂往复除铝外貌的氧化膜及其他杂质。
气焊熔剂（又称气剂）是气焊时的助熔剂 ，主要作用是去除气焊历程中天生在铝外貌的氧化膜 ，改善母材的润湿性能 ，促使获得致密的焊缝组织等。气焊铝合金必需接纳熔剂 ，一样平常是在焊前熔剂直接撒在被焊工件坡口上 ，或者沾在焊丝上加入熔池内。
铝合金熔剂是钾、钠、钙、锂等元素的氯人盐 ，是破损后过筛并按一定比例配制的粉状化合物。例如铝冰晶石（Na3AlF6）在1000℃进可以溶化氧化铝 ，又如氯化钾等可使难熔的氧化铝转变为易熔的氯化铝。这种熔剂的熔点低 ，流动性好 ，还能改善熔化金属的流动性 ，使焊缝成形优异。
（3）焊嘴和火焰的选择
铝合金有强烈的氧化性和吸气性。气焊时 ，为使铝不被氧化 ，应接纳中性焰或微弱碳化焰（乙炔既过剩的碳化焰） ，使铝熔池置于还原性气氛的�；は露槐谎趸�。严禁接纳氧化焰 ，由于用氧化性较强的氧化焰会使铝强烈氧化 ，阻碍焊接历程举行；而乙炔过多 ，游离的氢可能溶入熔池 ，会促使缝爆发气孔 ，使焊缝松散。
（4）定位焊缝
为避免焊件在焊接中爆发尺寸和相对位置的转变 ，焊件焊前需要点固焊。由于铝的线膨胀系数大、导热速率快、气焊加热面积大 ，因此 ，定位焊缝较钢件应密一些。
定位焊用的填充焊丝与产品焊接时相同 ，定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂。定位焊的火焰功率比气焊时稍大。
（5）气焊操作
焊接钢铁质料时 ，可以从钢材的颜色转变判断加热的温度。但焊铝时 ，却没有这个利条子件。由于铝合金从室温加热到熔化的历程中没有颜色的显着转变 ，给操作者带来控制焊接温度难题。但可凭证以下征象掌握施焊时机：
1）当被加热的工件外貌由灼烁白色酿成阴晦的银白色 ，外貌氧化膜起皱 ，加热处金属有波动征象时 ，批注即将抵达熔化温度 ，可以施焊；
2）用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处 ，焊丝与母材能熔适时 ，即抵达熔化温度 ，可以施焊；
3）母材边棱有倒下征象时 ，母材抵达熔化温度 ，可以施焊。
气焊薄板可接纳左焊法 ，焊丝位于焊接火焰之前 ，这种焊法因火焰指向未焊的冷金属 ，热量散失一部分 ，有利于避免熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可接纳右焊法 ，此法焊丝在焊炬后面 ，火焰指向焊缝 ，热量损失小 ，熔深大 ，加热效率高。
气焊厚度小于3㎜的薄件时 ，焊炬倾角为20～40°；气焊厚件时 ，焊炬倾角为40～80° ，焊丝与焊炬夹角为80～100°。铝合金气焊应只管将讨论一次焊成 ，不堆敷第二层 ，由于堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。
（6）焊后处置惩罚
气焊焊缝外貌的残留焊剂和熔渣对铝讨论的侵蚀 ，是铝讨论日后使用中引起损坏的缘故原由之一。在气焊后1～6h之内 ，应将残留的熔剂、熔渣洗濯掉 ，以防引起焊件侵蚀。焊后整理工序如下。
1）焊后将焊件放入40～50℃的热水槽中浸渍 ，***好用流动的热水 ，用硬毛刷刷焊缝及焊缝周围残留熔剂、熔渣的地方 ，直至扫除清洁。
2）将焊件浸入硝酸溶液中。当室温为25°以上时 ，溶液浓度15%～25% ，浸渍时间为10～15min。室温为10～15℃时 ，溶液浓度20%～25% ，浸渍时间为15min。
3）将焊件置于流动热水（温度为40～50℃）的槽中浸渍5～10min。
4）用冷水将焊件冲洗5min。
5）将焊件自然晾干 ，也可放在干燥箱中烘干或用热空气吹干。
2 铝合金的钨极氩弧焊（TIG焊）
也称为钨极惰性气体�；さ缁『� ，是使用钨极与工件之间形成电弧爆发的大宗热量熔化待焊处 ，外加填充焊丝获得牢靠的焊接讨论。氩弧焊焊铝是使用其“阴极雾化”的特点 ，自行去除氧化膜。钨极及缝区域由喷嘴中喷出的惰性气体屏障�；� ，避免焊缝区和周围空气的反应。
TIG焊工艺***适于焊接厚度小于3㎜的薄板 ，工件变形显着小于气焊和手弧焊。交流TIG焊阴***有去除氧化膜的整理作用 ，可以不必熔剂 ，阻止了焊后残留熔剂、熔渣对讨论的侵蚀。讨论形式可以不受*** ，焊缝成形优异、外貌灼烁。
氩气流对焊接区的冲洗使讨论冷却加速 ，改善了讨论的组织和性能 ，适于全位置焊接。由于不必熔剂 ，焊前整理的要求比其他焊接要领严酷。
焊接铝合金较相宜的工艺要领是交流TIG焊和交流脉冲TIG焊 ，其次是直流反接TIG焊。通常 ，用交流焊接铝合金时可在载流能力、电弧可控性以及电弧整理作用等方面实现***佳配合 ，故大大都铝合金的TIG焊都接纳交流电源。
接纳直流正接（电极接负极）时 ，热量爆发于工件外貌 ，形成深熔透 ，对一定尺寸的电极可接纳更大的焊接电流。纵然是厚截面也不需预热 ，且母材险些不爆发变形。虽然很少接纳直流反接（电极接正极）TIG焊要领来焊接铝 ，但这种要领在一连焊或补焊薄壁热交流器、管道厚在2.4㎜以下的类似组件时有熔深浅、电弧容易控制、电弧有优异的净化作用等优点。
（1）钨极
钨的熔点是3410℃ ，是熔点***高的金属。钨在高温时有强烈的电子发射能力 ，在钨电极加入微量稀土元素钍、铈、锆等的氧化物后 ，电子逸出功显著降低 ，载流能力显着提高。铝合金TIG焊时 ，钨极作为电极主要起传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。常用钨极质料分纯钨、钍钨及铈钨等。
（2）焊接工艺参数
为了获得优良的焊缝成形及焊接质量 ，应凭证焊件的手艺要求 ，合理地选定焊接工艺参数。铝合金手工TIG焊的主要工艺参数有电流种类、极性和电流巨细、�；て辶髁俊⑽偌斐龀ざ取⑴缱熘凉ぜ木嗬氲�。自动TIG焊的工艺参数还包括电弧电压（弧长）、焊接速率及送丝速率等。
工艺参数是凭证被焊质料和厚度 ，先确定钨极直径与形状、焊丝直径、�；て寮傲髁俊⑴缱炜拙丁⒑附拥缌鳌⒌缁〉缪购秃附铀俾� ，再凭证现实焊接效果调解有关参数 ，直至切合使用要求为止。
5.铝合金TIG焊工艺参数的选用要点如下
1）喷嘴孔径与�；て辶髁�
铝合金TIG的喷嘴孔径为5～22㎜；�；て辶髁恳谎匠Ｎ�5～15L/min。
2）钨极伸出长度及喷嘴至工件的距离
钨极伸出长度：对接焊缝时一样平常为5～6㎜ ，角焊缝时一样平常为7～8㎜。喷嘴至工件的距离一样平常取10㎜左右为宜。
3）焊接电流与焊接电压 与板厚、讨论形式、焊接位置及焊工手艺水平有关。
手工TIG焊时 ，接纳交流电源 ，焊接厚度小于6㎜铝合金时 ，***大焊接电流可凭证电极直径d按公式I=（60～65）d确定。电弧电压主要由弧长决议 ，通常使弧长近似即是钨极直径较量合理。
4）焊接速率
铝合金TIG焊时 ，为了减小变形 ，应接纳较快的焊接速率。手工TIG焊一样平常是焊工凭证熔池巨细、熔池形状和两侧熔合情形随时调解焊接速率 ，一样平常的焊接速率为8～12m/h;自动TIG焊时 ，工艺参数设定之后 ，在焊接历程中焊接速率一样平常稳固。
5）焊丝直径
一样平常由板厚和焊接电流确定 ，焊丝直径与两者之间呈正比关系。
1）气孔爆发缘故原由
氩气纯度低或氩气管路内有水分、漏气等；焊丝或母材坡口周围焊前未整理清洁或整理后又被污物、水分等沾污；焊接电流和焊速过大或过��；熔池�；で芳� ，电弧不稳 ，电弧过长 ，钨极伸出过长等。
避免步伐
包管氩气的管路 ，选择认真整理焊丝、焊件 ，整理后实时焊接 ，并避免再次污染。更新送气管路 ，选择合适的气体流量 ，调解好钨极伸出长度；准确选择焊接工艺参数。须要时 ，可以接纳预热工艺 ，焊接现场装挡风装置 ，避免现场有风流动。
2）裂纹爆发缘故原由
焊丝合金因素选择不当；当焊缝中的镁含量小于3% ，或铁、硅杂质含量凌驾划准时 ，裂纹倾向增大；焊丝的熔化温度偏高时 ，会引起热影响区液化裂纹；结构设计不对理 ，焊缝过于集中或受热区温度过高 ，造成讨论羁绊应力过大；高浊停留时间长 ，组织过热；弧坑没填满 ，泛起弧坑裂纹等。
避免步伐
所选焊丝的因素与母材要匹配；加入引弧板或接纳电流衰减装置填满弧坑；准确设计焊接结构 ，合理安排焊缝 ，使焊缝只管避开应力集中处 ，选择合适的焊接顺序；减小焊接电流或适当增添焊接速率。
3）未焊透爆发缘故原由
焊接速度过快 ，弧长过大 ，焊件间隙、坡口角度、焊接电流均过小 ，钝边过大；工件坡口边沿的毛刺、底边的污垢焊前没有除净；焊炬与焊丝倾角不准确。
避免步伐
准确选择间隙、钝边、坡口角度和焊接工艺参数；增强氧化膜、熔剂、熔渣和油污的整理；提高操作手艺等。
4）焊缝夹钨爆发缘故原由
接触引弧所致；钨极最后形状与焊接电流选择得不对理 ，使尖端脱落；填丝触及到热钨极尖端和错用了氧化性气体。
避免步伐
接纳高频高压脉冲引��；凭证选用的电流 ，接纳合理的钨极尖端形状；减小焊接电流 ，增添钨极直径 ，缩短钨极伸出长度；更新惰性气体；提高操作手艺 ，勿使填丝与钨极接触等。
5）咬边爆发缘故原由
焊接电流太大 ，电弧电压太高 ，焊炬摆幅不匀称 ，填丝太少 ，焊接速率太快。
避免步伐
减小焊接电流与电弧电压 ，坚持焊炬摆幅匀称 ，适当增添送丝速率或降低焊接速率。
6.铸件通例补焊工艺
通常的铝合金铸件缺陷均可以接纳氩弧焊接工艺举行补焊拯救,而以交流TIG焊要领补焊效果为佳。
接纳补焊工艺实验铸件缺陷补焊时,除了以上提到的一样平常做法如焊前注重整理焊丝和工件待焊部位,选用合理的焊丝质料,选择短弧和小角度焊丝加入方法举行施焊等要点之外,在实践中针对差别缺陷类型尚有许多乐成的履历值得借鉴,如只管选用小电流施焊;选用补焊时的焊丝合金因素高于母材,以便在补焊历程中增补烧损合金,使焊缝因素与母材坚持一致;对带有裂纹缺陷的铸件补焊前在两头打止裂孔;焊接时应首先加热待焊部位,接纳左焊法填丝,以利于视察焊缝的熔化情形,待施焊处熔化后再行填丝以形成充分润湿的熔池;当缺陷尺寸较大时为了提高补焊效率,可在古板TIG焊前将很薄的一层外貌活性剂(简称ATIG活性剂)涂敷在施焊位置外貌,焊接时活性剂引起焊接电弧缩短或熔池内金属流态爆发转变,使得焊缝熔深增添,在举行铝合金交流TIG焊时,是在焊缝外貌涂敷一层SiO2活性剂以改变焊缝熔深、镌汰预热程序和降低焊接难度。
7.竣事语
铝合金的焊接和补焊通� ？山幽衫愫偷捅厩�TIG和MIG氩弧焊要领。当接纳高能束流焊和搅拌摩擦焊等铝合金焊接新工艺时,可以有用阻止合金元素烧损、讨论软化和焊接变形等问题,尤其是搅拌摩擦焊为固相毗连具有绿色环保的特点。
通例补焊要领用于铝合金铸件缺陷补焊时,为阻止焊接缺陷,应注重焊前整理、选配合理的焊丝填料和准确的焊接工艺规范,通常宜选用交流TIG补焊。
在铸件缺陷情形特殊和条件具备时,可以团结现实接纳特种补焊要领,以便提高铝合金铸件的补焊质量。
泉源：沐风机械
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