鋁合金焊接、金屬焊接，電弧焊焊前需要做哪些準備？

焊前準備

1、 焊條烘干

焊前對焊條烘干的目的是去除受潮焊條中的水分，減少熔池和焊縫中的氫，以防止產(chǎn)生氣孔和冷裂紋。不同藥皮類型的焊條，其烘干工藝不同，遵照焊條產(chǎn)品使用說明書中的工藝進行。

2、焊前清理

是指焊前對接頭坡口及其附近（約50mm內）的表面被油、銹、漆和水等污染的清除。用堿性焊條焊接時，清理要求嚴格和徹底，否則極易產(chǎn)生氣孔和延遲裂紋。酸性焊條對銹不很敏感，若銹得較輕，而且對焊縫質量要求不高時，可以不清除。

3、 預熱

是指焊前對焊件整體或局部進行適當加熱的工藝措施，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力與變形。它是防止產(chǎn)生焊接裂紋的有效辦法。是否需要預熱和預熱溫度的高低，取決于母材特性、所用的焊條和接頭的拘束度。

對于剛性不大的低碳鋼和強度級別較低的低合金高強度鋼的一般結構，一般不需預熱。但對剛性大的或焊接性差而容易產(chǎn)生裂紋的結構，焊前需預熱。焊接熱導率很高的材料，如銅、鋁及其合金，有時需要預熱，這樣可以減小焊接電流和增加熔深，也有利于焊縫金屬與母材熔合。同樣的焊接填充量即同等重量的焊絲,大規(guī)格焊絲較小規(guī)格焊絲的表面積要小很多,因此,大規(guī)格焊絲較小規(guī)格焊絲的表面污染要少即氧化區(qū)域要小,焊接質量更容易達到要求。

必須指出，預熱焊接不僅能源消耗、生產(chǎn)率低，而且勞動條件差。只要可能都應不預熱或低溫預熱焊接。采用低氫型焊條可以降低預熱溫度，因其抗裂性能好，但焊條的含水量必須很低。直線形運條法：焊接時保持一定的電弧長度，沿焊接方向作不擺動的前移。只要允許，可按低組配的原則選用焊條，即采用熔敷金屬的強度低于母材，而塑性和韌性優(yōu)于母材的焊條施焊，這樣可以降低預熱溫度或不預熱。

鋁合金焊接亞弧焊必備的小技巧知識

1. 根據(jù)工件材質規(guī)格選擇焊絲牌號規(guī)格和鎢極牌號：選用焊絲太細不但生產(chǎn)率低，并且由于比表面積大，相應帶入焊縫中的雜質也多。

2. 根據(jù)工件特性和焊絲規(guī)格確定鎢極直徑和端部形狀：正確選用鎢極直徑，技能提高生產(chǎn)率又能滿足工藝上的要求和減少鎢極的燒損。鎢極直徑選用過小則使鎢極熔化和蒸發(fā)，或引起電弧不穩(wěn)和焊縫夾鎢等現(xiàn)象出現(xiàn)。鎢極直徑選用過大，在用交流電源焊接時會出現(xiàn)電弧漂移而分散或出現(xiàn)偏弧現(xiàn)象。如果鎢極直徑選用合適，交流焊接時一般端部會熔成圓球形。并且有參數(shù)穩(wěn)定、調節(jié)靈活和安全可靠的使用性能，還應具有引弧、穩(wěn)弧和消除直流分量裝置，焊機上電流、電壓表應經(jīng)計量部門鑒定合格，焊機在使用前，先檢查接地是否完好，冷卻水路和氣路是否暢通，其各項功能須確保能正常工作。選用鎢極（一般來說直徑2.4mm用的比較多，它的電流造應范圍是150A—250A，鋁例外）。

鎢極直徑一般應等于或大于焊絲直徑，焊接薄工件或熔點低的鋁鎂合金時鎢極直徑略小于焊絲直徑，中厚工件鎢極直徑等于焊絲直徑，厚工件鎢極直徑大于焊絲直徑。

3. 焊接電流：是GTAW重要的參數(shù)，取決于鎢極種類和規(guī)格。電流太小，難以控制焊道成形，容易形成未熔合和未焊透缺陷，同時電流太小造成生產(chǎn)效率降低會浪費亞氣。電流太大，容易形成凸瘤和燒穿缺陷，熔池溫度過高時，會出現(xiàn)咬邊、焊道成形不美觀。電流大小要適當，根據(jù)經(jīng)驗，電流一般為鎢極直徑的30-55倍，交流電源選下限，直流正接選上限，當鎢極直徑小于3mm時，從計算值減去5-10A，當鎢極直徑大于4mm時，計算值再加10-15A。是否需要預熱和預熱溫度的高低，取決于母材特性、所用的焊條和接頭的拘束度。同時還需要注意的是焊接電流不能大于鎢極的許用電流。

4. 噴嘴直徑：氣體保護區(qū)的大小與噴嘴直徑相關的，噴嘴直徑過大，散熱快，焊縫寬，焊速慢影響視線，在保證保護效果不變的情況下，隨著噴嘴直徑增大氣體流量也必須增大因而造成亞氣浪費；鋁型材焊接、鋁合金焊接中盡量減少焊縫變色、發(fā)黑的幾率當氧通過空氣進入到氣體防護罩時，濕氣和污染物會增加填充金屬絲燃燒（氧化）的幾率，使焊縫變色、發(fā)黑。噴嘴直徑過小保護效果變差，又容易被燒壞，滿足不了大電流焊接要求。根據(jù)鎢極的直徑選用多大的噴嘴，鎢極直徑的2.5—3.5倍是噴嘴的內徑D=（2.5—3.5）dw其中D表示噴嘴內徑（mm），dw表示鎢極直徑（mm）。

5. 氣體流量：在保證保護效果良好的前提下盡量減小氣體流量，以降低成本。單流量鈦小，噴出來的氣流挺度差，輕飄無力，容易受外界氣流的干擾，影響保護效果，同時電弧也不能穩(wěn)定燃燒，焊接中可以看到有氧化物在熔池表面漂移，焊縫發(fā)黑而無光亮。流量太大，不但會浪費保護氣，還會是焊縫冷卻過快，不利于焊縫成形，同時容易形成紊流而卷入空氣，破壞保護效果。氣體流量Q主要取決于噴嘴直徑和保護氣體種類，也與被焊金屬的性質、焊接速度、坡口形式、鎢極外伸長度和電弧長度有關。手工焊時可用經(jīng)驗公式Q=（0.18-1.2）D計算，D為噴嘴直徑，單位為mm，Q單位為L/mm。焊條指向厚板，厚側起弧后觀察到厚板側熔池形成后引向薄管處，見到熔池過渡到薄管上后馬上熄弧，然后重復以上動作。當D≥12mm時系數(shù)取1.2，D≤12mm時，系數(shù)取0.8，以達到挺度基本一直。

6. 焊接速度：焊接速度取決于工件材質和厚度，還應與焊接電流和預熱溫度相配合，以保證熔深和熔寬。

7. 噴嘴與工件間的距離、鎢極外伸和電弧長度：在不影響氣體保護效果和便于操作的情況下，這些參數(shù)越短越好。

目前市場上焊接商品品種較多，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。該焊機作業(yè)時，因為溝通電流的極性是在周期性的改換，在每個周期里半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波時間鎢極能夠發(fā)射滿足的電子而又不致于過熱，有利于電弧的安穩(wěn)。公司秉承“立足于誠信求發(fā)展，執(zhí)著于專業(yè)為客戶”的經(jīng)營理念，以“專注品質，用心服務”為核心價值，一切以用戶需求為中心，歡迎各界朋友蒞臨參觀、指導和業(yè)務洽談。反接的半波時間工件外表生成的氧化膜很簡單被整理掉而取得外表亮光美觀、成形杰出的焊縫。

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對于鋁合金的焊接，傳統(tǒng)的熔化焊接工藝中以亞弧焊（TIG/MIG）的應用為普遍。

該方法具有接頭性能較高、應用靈活、簡單產(chǎn)品不使用工裝夾具就可以施焊的優(yōu)點，是目前國內廣泛采用的一種焊接方法。

攪拌摩擦焊（FSW）是近期出現(xiàn)的一種新型固態(tài)焊接方法，自它出現(xiàn)以來，得到了迅速發(fā)展和推廣應用。下面我們從幾個方面來探討通過兩種方法得到的焊接接頭的性能比較。

1、接頭金相組織 對攪拌摩擦焊焊縫和熔化極亞弧焊焊縫取樣進行金相觀察可見，與MIG焊縫相比，F(xiàn)SW焊縫組織晶粒明顯細化。經(jīng)評定，F(xiàn)SW焊接試樣的焊縫晶粒度為8級，MIG焊接試樣的焊縫晶粒度為4-5級。攪拌摩擦焊工藝使得工件在強烈的熱-力鍛造作用下，組織更為致密，晶粒更為細化。如將一個實心圓棒插入薄壁圓管中，或將一實心矩形棒插入矩形管件中，實心棒將會帶走薄壁工件的熱量并防止燒穿。同時，作為一種固態(tài)焊接方法，攪拌摩擦焊接頭組織有效避免了熔化焊接帶來的氣孔、裂紋、疏松等缺陷。

2、焊縫成分  針對MIG和FSW兩種焊接方法所取得焊縫進行化學成分分析，MIG接頭中Mg、Mn元素燒損嚴重，而FSW焊縫成分和母材基本一致。Mn元素在合金中的作用是使含Mg相沉淀均勻，提高合金的抗腐蝕性，提高合金的強度，且確保合金的穩(wěn)定性；交流鎢極脈沖ya弧焊有加熱速度快、高溫停留時間短、對熔池有攪拌作用等優(yōu)點，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。Mg可在顯著提高合金強度的同時保證材料塑性不過分降低。

3、接頭力學性能  用MIG和FSW兩種焊接方法所焊試板焊縫的力學性能測試結果可以看出，F(xiàn)SW焊縫抗拉強度、伸長率數(shù)據(jù)明顯由于MIG多層焊接，并且焊縫性能穩(wěn)定性也明顯高于MIG焊縫。這與前面的接頭組織、成分分析結果相吻合。

攪拌摩擦焊是一種先進的鋁合金固相自動焊工藝，相比熔化極亞弧焊（MIG）具有突出的優(yōu)點：

1、攪拌摩擦焊接接頭晶粒明顯細化，Mg、Mn等合金元素燒損明顯減少，接頭力學性能顯著提高。

2、在工程實際應用中，攪拌摩擦焊具有單道焊接厚度大、缺陷發(fā)生率低，焊接殘余應力與變形小、焊接、節(jié)能降耗和綠色焊接等突出的工藝優(yōu)點，是鋁合金構件實現(xiàn)高可靠、綠色制造的至佳焊接工藝。