鋁合金材料焊接的工藝方法

鋁合金材料焊接的工藝方法

（1）焊前預(yù)備

　　選用化學(xué)或機(jī)械辦法，嚴(yán)厲整理焊縫坡口兩邊的外表氧化膜。

　　化學(xué)清潔是運(yùn)用堿或酸清潔工件外表，該法既可去掉氧化膜，還可除油污，詳細(xì)技術(shù)進(jìn)程如：體積分?jǐn)?shù)為6%～10%的氫樣化鈉溶液，在70℃擺布浸泡0．5min→水洗→體積分?jǐn)?shù)為15%的硝算在常溫下浸泡1min進(jìn)行中和處理→水洗→溫水洗→枯燥。洗好后的鋁合金外表為無光澤的銀白色。3、預(yù)熱是指焊前對焊件整體或局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施，其主要目的是減小接頭焊后的冷卻速度、避免產(chǎn)生淬硬組織和減小焊接應(yīng)力與變形。

　　機(jī)械整理可選用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)銑刀，還可選用刮到、銼刀等東西，關(guān)于較薄的氧化膜也可用0．25mm的銅絲刷打磨鏟除氧化膜。

　　整理好后當(dāng)即施焊，假如放置時(shí)刻超越4h，應(yīng)從頭整理。

　?。?）確定安裝空隙及定位焊距離

　　施焊進(jìn)程中，鋁板受熱脹大，致使焊縫坡口空隙削減，焊前安裝空隙假如留得太小，焊接進(jìn)程中就會引起兩板的坡口堆疊，添加焊后板面不平度和變形量；經(jīng)過一定程度的冷加工可強(qiáng)化基體強(qiáng)度,部分牌號的鋁合金還可以通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化處理3、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。相反，安裝空隙過大，則施焊艱難，并有燒穿的也許。適宜的定位焊距離能確保所需的定位焊空隙，因而，挑選適宜的安裝空隙及定位焊距離，是削減變形的一項(xiàng)有效辦法。依據(jù)經(jīng)歷，不一樣板厚對接縫較合理的安裝技術(shù)參數(shù)如表2。

　　（3）挑選焊接設(shè)備

　　現(xiàn)在市場上焊接產(chǎn)品品種較多，通常情況下宜選用溝通鎢極亞弧焊（即TIG焊）。它是在亞氣的維護(hù)下，使用鎢電極與工件問發(fā)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接辦法。該焊機(jī)工作時(shí)，因?yàn)闇贤娏鞯臉O性是在周期性的改換，在每個(gè)周期里半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波時(shí)期鎢極能夠發(fā)射足夠的電子而又不致于過熱，有利于電弧的穩(wěn)定。反接的半波時(shí)期工件外表生成的氧化膜很簡單被整理掉而獲得外表亮光漂亮、成形杰出的焊縫。在焊接過程中，會阻礙金屬之間的熔合，易形成夾渣，而且氧化鋁薄膜還吸附了較多的水份，焊接時(shí)會促使焊縫生成氣孔。

　　（4）挑選焊絲

　　通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。

　　（5）選取焊接辦法和參數(shù)

　　通常以左焊法進(jìn)行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時(shí)，以右焊法進(jìn)行，焊炬和工件成90°角。

　　焊接壁厚在3mm以上時(shí)，開V形坡口，夾角為60°～70°，空隙不得大于1mm，以多層焊完結(jié)。壁厚在1．5mm以下時(shí)，不開坡口，不留空隙，不加填充絲。焊固定管子對接接頭時(shí)，當(dāng)管徑為200mm，壁厚為6mm時(shí)，應(yīng)選用直徑為3～4mm的鎢極，以220～240A的焊接電流，直徑為4mm的填充焊絲，以1～2層焊完。鋁合金焊接的主要方法有兩個(gè)：1、交流TIG焊，設(shè)備較簡單，操作與氣焊方法相近。

鋁合金焊接時(shí)為什么選用交流電源的原因

鎢極亞弧焊采用直流正極性(DCSP)，鎢極為陰極，因鎢極的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高，為熱陰極。鎢極發(fā)射電子能力強(qiáng)，在其發(fā)射電子的同時(shí)。帶走了逸出功的熱量，對鎢極產(chǎn)生了冷卻作用。因此可以采用較細(xì)的鎢極，通過較大電流，電流密度較大，則電弧穩(wěn)定，焊縫成形良好，形成深而窄的焊縫形狀。甚至在將鎢極端頭磨成圓錐狀的情況下，焊接時(shí)仍能保持圓錐尖的形狀，使得電弧在處產(chǎn)生，于是盡管小電流時(shí)，電弧仍十分穩(wěn)定，有利于焊接薄板。DCSP法主要用于鋼、銅和鈦等金屬的焊接。適當(dāng)?shù)臅r(shí)候選擇含有硅的填充金屬絲，能減少收縮壓力，有助于避免應(yīng)力裂紋。

直流反極性(DCRP)時(shí)，鎢極為陽極，弧柱中的電子帶來弧柱高溫和進(jìn)入陰極時(shí)釋放逸出功，這些能量均用于加熱鎢極，而使鎢極過熱和熔化。因此在鎢極為陽極時(shí)許用電流很小，僅為鎢極為陰極時(shí)的1/10左右。鎢極端頭形狀都是圓球狀。另一方面，工件為陰極，陰極斑點(diǎn)不穩(wěn)定。由于陰極斑點(diǎn)的游動(dòng)，使得電弧分散，加熱不集中，而得到淺而寬的焊縫，如圖1-22所示。同時(shí)對于鋁及其合金，由于其氧化膜的逸出功較低，所以陰極斑點(diǎn)游動(dòng)時(shí)，不斷地尋找和清理氧化膜，從而該接法適于焊接鋁基和鎂基合金。由于反極性易使鎢極燒損而造成焊縫夾鎢，實(shí)際上DCRP法很少采用。6)分段加強(qiáng)保持原來加在外面的方式不變，避免因施工平臺不平而造成影響。

考慮到鎢極的許用電流、電弧穩(wěn)定性、焊縫成形及陰極清理作用等因素，焊接鋁合金時(shí)不宜采用直流電流。DCRP法有鎢極燒損和陰極清理作用，而DCSP法鎢極許用電流大，較小燒損，但卻沒有陰極清理作用。因此焊接鋁合金時(shí)，主要采用交流電流(AC)。

總之，鎢極亞弧焊時(shí)，對鎢極而言，陽極比陰極產(chǎn)熱多，這一點(diǎn)不同于GMAW。鋁、鎂及其合金采用交流，薄件也可以采用DCRP法(但不推薦)。其余金屬如鋼、銅和鈦等都采用直流正極性(DCSP)接法。

鋁合金焊接通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。

選擇鋁合金焊接辦法和參數(shù)

焊接壁厚在3mm以上時(shí)，開V形坡口，夾角為60°～70°，空隙不得大于1mm，以多層焊完成。壁厚在1.5mm以下時(shí)，不開坡口，不留空隙，不加填充絲。焊固定管子對接接頭時(shí)，當(dāng)管徑為200mm，壁厚為6mm時(shí)，應(yīng)選用直徑為3～4mm的鎢極，以220～240A的焊接電流，直徑為4mm的填充焊絲，以1～2層焊完。鋁合金TIG焊工藝參數(shù)：①噴嘴孔徑與保護(hù)氣體流量鋁合金TIG的噴嘴孔徑為5～22㎜。