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）焊前預備

　　選用化學或機械辦法，嚴厲整理焊縫坡口兩邊的外表氧化膜。

　　化學清潔是運用堿或酸清潔工件外表，該法既可去掉氧化膜，還可除油污，詳細技術進程如：體積分數(shù)為6%～10%的氫樣化鈉溶液，在70℃擺布浸泡0．5min→水洗→體積分數(shù)為15%的硝算在常溫下浸泡1min進行中和處理→水洗→溫水洗→枯燥。其實，絕大多數(shù)的鋁合金都可以實現(xiàn)成功焊接、不發(fā)生破損等相關問題。洗好后的鋁合金外表為無光澤的銀白色。

　　機械整理可選用風動或電動銑刀，還可選用刮到、銼刀等東西，關于較薄的氧化膜也可用0．25mm的銅絲刷打磨鏟除氧化膜。

　　整理好后當即施焊，假如放置時刻超越4h，應從頭整理。

　　（2）確定安裝空隙及定位焊距離

　　施焊進程中，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；相反，安裝空隙過大，則施焊艱難，并有燒穿的也許。采用丙烷、標準規(guī)定的氣體或一炔焊炬對工件焊接區(qū)域進行預熱處理，預熱溫度為150～260℃，然后進行焊接。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參數(shù)如表2。

　?。?）挑選焊接設備

　　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。鋁合金型材框架專業(yè)焊接加工制造，提供各種鋁合金框架焊接、鋁材框架結(jié)構(gòu)焊接、鋁焊接加工等業(yè)務，產(chǎn)品用于電力設備鋁框架、光伏鋁支架等領域。該焊機工作時，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。

　?。?）挑選焊絲

　　通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。

　?。?）選取焊接辦法和參數(shù)

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

　　焊接壁厚在3mm以上時，開V形坡口，夾角為60°～70°，空隙不得大于1mm，以多層焊完結(jié)。然而，當制造商用鋁材進行焊接時，還需要面對一些獨特挑戰(zhàn)，比如：堅韌的氧化層，非常不一樣的合金組合物，需要使用剛性較小的填充金屬絲以及非常干凈的堿金屬。壁厚在1．5mm以下時，不開坡口，不留空隙，不加填充絲。焊固定管子對接接頭時，當管徑為200mm，壁厚為6mm時，應選用直徑為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。

鋁材焊接、鋁合金焊接中如何避免熱開裂

開裂是鋁材焊接、鋁合金焊接中可能發(fā)生的一個重大問題。即使很小的縫隙也可能導致焊縫不合規(guī)范，并導致焊點故障。其實，絕大多數(shù)的鋁合金都可以實現(xiàn)成功焊接、不發(fā)生破損等相關問題。關鍵是使用合適的填充金屬絲、適當?shù)墓ば騺硗瓿珊附印?

有兩種類型的開裂——熱開裂和應力開裂，熱開裂是焊鋁時比較常見的。熱開裂是焊接復合物時常遭遇一個麻煩，它會影響金屬焊接的凝固程度。

有三個因素可以顯著影響鋁合金焊接熱開裂的概率：

1）母材組合的開裂敏感度；

2）選擇合適的填充金屬絲，有助于不選容易開裂的材料組合物；以及

3）選擇合適的焊接接頭設計，來處理基礎金屬，有助于避免開裂敏感的焊接組合。

有些鋁合金焊接起來比其他金屬更容易開裂，所以選擇一種合適的填充金屬絲非常重要，這會產(chǎn)生低開裂敏感度的焊接金屬組合。進行焊接時，保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時間為90%，并減少在薄金屬蓋上的停留時間。當焊接具有低裂紋敏感性的鋁材時，會采用類似成分的填充金屬絲。反之，焊接高開裂敏感性的鋁合金時，會選擇低裂紋敏感性的不同成分的填充金屬絲。

鋁填充金屬絲，均按照美國焊接學會（AWS）的分類，對應鋁業(yè)協(xié)會的相關注冊號碼，以確定特定的合金組合成分。并非所有的填充金屬絲都適于焊接所有的鋁基合金。需要一個有信譽的填充金屬絲選擇指南，以確保不同的鋁合金焊接的選擇。

開裂是鋁材焊接中可能發(fā)生的一個重大問題。即使很小的縫隙也可能導致焊縫不合規(guī)范，并導致焊點故障。其實，絕大多數(shù)的鋁合金都可以成功焊接，不發(fā)生破損。關鍵是使用合適的填充金屬絲、適當?shù)墓ば騺砗附印?

焊縫設計是另一個重要的考慮因素，可以影響焊縫的組合物，有助于防止熱裂紋。以及3）選擇合適的焊接接頭設計，來處理基礎金屬，有助于避免開裂敏感的焊接組合。無斜角的焊縫，會導致基本金屬熔焊稀釋率不夠，有適當斜角的焊縫，就可以充分稀釋。這就意味著可以在一個斜面邊緣，增加在焊縫沉積的填料金屬的量，產(chǎn)生一個不太可能開裂的復合層。有些鋁基合金，比如6XXX系列，是可能強烈影響熱開裂的非常重要的一種因素。

應力開裂

雖然不像熱開裂那么普遍，應力開裂也可能影響鋁的焊接。導致應力開裂的一個主要原因是：在焊縫凝固和冷卻時的過度收縮率。適當?shù)臅r候選擇含有硅的填充金屬絲，能減少收縮壓力，有助于避免應力裂紋。

焊鋁過程中出現(xiàn)的大部分裂縫，會在焊口（通常用來定義焊頭里不希望出現(xiàn)的凹陷）里出現(xiàn)，常被忽視。由于淬硬現(xiàn)象可通過熱處理改善，而晶粒粗大卻很難細化，因此為防止晶粒粗大，應選擇硬參數(shù)。焊口裂縫是很小的，不加處理的話，就可能擴大到整個焊縫并造成重大故障。操作方法是，焊工注意在焊接過程中把焊口完全填滿，要么采用焊接電源供應設備上的自動焊口填補功能，要么用其他已經(jīng)批準的焊口填補方法。

提高焊接移動速度，有助于減少應力開裂的可能性，因為這樣做可以縮小熱影響區(qū)，減小堿金屬熔化的程度。通過降低母材在焊接過程中及之后的殘余應力水平，也可以用預熱來起到幫助作用。這反過來也會降低應力開裂的可能性。

要避免在非常冷的情況下焊接鋁，要避免預熱操作導致的過熱——150°F的預熱溫度，就足以滿足所有的鋁合金焊接要求了。鋁合金焊接、鋁材焊接，我們的專業(yè)的！

在鋁材焊接中如何快速調(diào)節(jié)氣保焊的電流及電壓

電流是控制焊縫熔深的（電流也可以理解為送絲速度，電流越大，在電壓不變的情況下，單位時間內(nèi)送出的焊絲越多，前提是電壓足以讓焊絲熔化），電壓是控制熔寬的。

首先，先把電流旋鈕調(diào)到小，把電壓旋鈕調(diào)到大，試焊一下，此時不要動電壓旋鈕，逐步調(diào)大電流，到能正常焊接就停下；

第二步，反過來，就是把電流旋鈕先調(diào)到大，然后把電壓旋鈕調(diào)到小，試焊一下，不要動電流旋鈕，逐步增加電壓，一直到能正常焊接就停下；

第三步，把電流和電壓旋鈕都調(diào)到小，逐步增大電壓和電流（過程中需要反復調(diào)節(jié)），直到找到你認為焊縫成型好，然后聲音柔和，并且是你自己能控制得住的匹配。

具體現(xiàn)象及原因

（1）電壓偏低，握槍的右手會感覺到焊槍頭部發(fā)硬，焊槍頭部的強烈振動，可聽到爆斷聲，移動焊槍有阻力，通過面罩觀察，焊絲插入熔池，飛濺多。

【提示】這是因為電壓太低，送絲速度遠遠大于熔化速度，電弧引燃后又被焊絲踏滅時發(fā)出的響聲。

（2）電壓偏高，焊槍頭部過于綿軟，幾乎沒有振動，可隨心所欲地移動焊槍，通過面罩觀察，焊絲飄在熔池上方，端部形成大熔球，時而出現(xiàn)大熔滴飛濺。

【提示】如果熔化速度超過送絲速度太多，電弧會一直返燒到導電嘴，把焊絲和導電嘴熔化在一起，送絲終止，電弧熄滅。這對導電嘴和送絲機構(gòu)都會造成損壞，所以引弧時應確認電壓沒有偏高。

（3）電壓與電流匹配時的現(xiàn)象：電弧穩(wěn)定燃燒，發(fā)出細密的沙沙聲，手感焊槍頭部略有振動，軟硬適度，電壓表擺動不超過5V，電流表擺動不超過30A，在手的握把處不應出現(xiàn)振動。

【操作指南】

1）調(diào)節(jié)焊接電壓旋鈕時，要慢慢提升焊接電壓，焊絲熔化速度加快，爆斷的噼啪聲漸漸變成平穩(wěn)的沙沙聲；

2）觀察電壓表和電流表，如果電流低于預定值，先提高焊接電流，再提高焊接電壓；如果電流高于預定值，先降低焊接電壓，再降低焊接電流。