宣布时间：2021-07-21点击：2666
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
