鋁及鋁合金焊接方法？如何用弧焊接鋁合金？

鋁合金的鎢極弧焊

（tig 焊）也稱為鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊， 是利用鎢極與工件之間形成電 弧產(chǎn)生的大量熱量熔化待焊處，外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭。

弧焊焊鋁是利用其“陰極霧化”的特點(diǎn)，自行去除氧化膜。鎢極及 縫區(qū)域由噴嘴中噴出的惰性氣體屏蔽保護(hù)， 防止焊縫區(qū)和周圍空氣的 反應(yīng)。

tig 焊工藝適于焊接厚度小于 3 ㎜的薄板，工件變形明顯小于 氣焊和手弧焊。交流 tig 焊陰極具有去除氧化膜的清理作用，可以不 用熔劑，避免了焊后殘留熔劑、熔渣對(duì)接頭的腐蝕。接頭形式可以不 受限制，焊縫成形良好、表面光亮。鋁合金焊接材料生產(chǎn)工藝技術(shù)鋁制品焊料生產(chǎn)技術(shù)目前，鋁、鋁合金制品大量進(jìn)入生產(chǎn)、生活領(lǐng)域，鋁制品一旦損壞很難修補(bǔ)。氣流對(duì)焊接區(qū)的沖刷使接頭冷 21 卻加快， 改善了接頭的組織和性能， 適于全位置焊接。 由于不用熔劑， 焊前清理的要求比其他焊接方法嚴(yán)格。

焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流 tig 焊和交流脈沖 tig 焊， 其次是直流反接 tig 焊。

通常，用交流焊接鋁合金時(shí)可在載流能力、 電弧可控性以及電弧清理作用等方面實(shí)現(xiàn)配合， 故大多數(shù)鋁合金 的 tig 焊都采用交流電源。采用直流正接（電極接負(fù)極）時(shí)，熱量產(chǎn) 生于工件表面，形成深熔透，對(duì)一定尺寸的電極可采用更大的焊接電 流。即使是厚截面也不需預(yù)熱，且母材幾乎不發(fā)生變形。5336的鋁合金焊條則可能通常被推薦給零售商和分銷商，因?yàn)檫@種焊絲更硬，更容易送絲。雖然很少采 用直流反接（電極接正極）tig 焊方法來(lái)焊接鋁，但這種方法在連續(xù) 焊或補(bǔ)焊薄壁熱交換器、管道厚在 2.4 ㎜以下的類似組件時(shí)有熔深 淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優(yōu)點(diǎn)。

1）鎢極 鎢的熔點(diǎn)是 340℃，是熔點(diǎn)zui高的金屬。鎢在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的電 子發(fā)射能力，在鎢電極加入微量稀土元素釷、、鋯等的氧化物后， 電子逸出功顯著降低，載流能力明顯提高。鋁合金 tig 焊時(shí)，鎢極作 為電極主要起傳導(dǎo)電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。(3)焊前預(yù)熱薄、小鋁件一般不用預(yù)熱，厚度10mm～15mm時(shí)可進(jìn)行焊前預(yù)熱，根據(jù)不同類型的鋁合金預(yù)熱溫度可為100℃～200℃，可用氧一yi炔焰、電爐或噴燈等加熱。常用 鎢極材料分純鎢、釷鎢及鎢等。

2）焊接工藝參數(shù) 為了獲得優(yōu)良的焊縫成形及焊接質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊件的技術(shù)要求， 合理地選定焊接工藝參數(shù)。

鋁合金手工 tig 焊的主要工藝參數(shù)有電流 種類、極性和電流大小、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長(zhǎng)度、噴嘴至工件 的距離等。自動(dòng) tig 焊的工藝參數(shù)還包括電弧電壓（弧長(zhǎng)） 、焊接速度及送絲速度等。

工藝參數(shù)是根據(jù)被焊材料和厚度，先確定鎢極直徑與形狀、焊 絲直徑、保護(hù)氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速 度，再根據(jù)實(shí)際焊接效果調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直至符合使用要求為止。

鋁合金 tig 焊工藝參數(shù)的選用要點(diǎn)如下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 ㎜；保護(hù)氣體流量一般為 5～15l/min。

②鎢極伸出長(zhǎng)度及噴嘴至工件的距離 鎢極伸出長(zhǎng)度：對(duì)接焊縫 時(shí)一般為 5～6 ㎜，角焊縫時(shí)一般為 7～8 ㎜。噴嘴至工件的距離一般 取 10 ㎜左右為宜。

③焊接電流與焊接電壓 與板厚、接頭形式、焊接位置及焊工技 術(shù)水平有關(guān)。手工 tig 焊時(shí)，采用交流電源，焊接厚度小于 6 ㎜鋁合 金時(shí)，da焊接電流可根據(jù)電極直徑 d 按公式 i=（60～65）d 確定。鋁合金手工TIG焊的主要工藝參數(shù)有電流種類、極性和電流大小、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長(zhǎng)度、噴嘴至工件的距離等。 電弧電壓主要由弧長(zhǎng)決定，通常使弧長(zhǎng)近似等于鎢極直徑比較合理。

④焊接速度 鋁合金 tig 焊時(shí)，為了減小變形，應(yīng)采用較快的焊 接速度。手工 tig 焊一般是焊工根據(jù)熔池大小、熔池形狀和兩側(cè)熔合 情況隨時(shí)調(diào)整焊接速度， 一般的焊接速度為 8～12m/h;自動(dòng) tig 焊時(shí)， 工藝參數(shù)設(shè)定之后，在焊接過(guò)程中焊接速度一般不變。

⑤焊絲直徑 呈正比關(guān)系。

交流電特點(diǎn)是負(fù)半波（工件為負(fù)）時(shí)，有陰極清理作用，正半 波（工件為正）時(shí)，鎢極因發(fā)熱量低，不容易熔化。為了獲得足夠的一般由板厚和焊接電流確定，焊絲直徑與兩者之間 熔深和防止咬邊、焊道過(guò)寬和隨之而來(lái)的熔深及焊縫外形失控，必須 維持短的電弧長(zhǎng)度，電弧長(zhǎng)度大約等于鎢極直徑。(3)直進(jìn)式拉拔和精刮工藝是提高鋁焊料生產(chǎn)效率、保障鋁焊料產(chǎn)品質(zhì)量的先進(jìn)工藝。

為了防止起弧處及收弧處產(chǎn)生裂紋缺陷，有時(shí)需要加引弧板和 熄弧板。當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒，鎢極端部被加熱到一定的溫度后，才能將 電弧移入焊接區(qū)。 鎢極脈沖惰性氣體保護(hù)焊擴(kuò)大了 tig 焊的應(yīng)用范圍，特別適用 于焊接精密零件。在焊接時(shí)，高脈沖提供大電流值，這是在留間隙的 根部焊接時(shí)為完成熔透所需的；低脈沖可冷卻熔池，這就可防止接頭 根部燒穿。脈沖作用還可以減少向母材的熱輸入，有利于薄鋁件的焊 接。鋁合金由于重量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好、無(wú)磁性、成形性好及低溫性能好等特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品中,采用鋁合金代替鋼板材料焊接,結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。交流鎢極脈沖弧焊有加熱速度快、溫度停留時(shí)間短、對(duì)熔池有 攪拌作用等優(yōu)點(diǎn)，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。交流鎢極 脈沖弧焊對(duì)仰焊、立焊、管子全位置焊、單面焊雙面成形，可以得 到較好的焊接效果。

焊道內(nèi)外表面產(chǎn)生嚴(yán)重氧化產(chǎn)物。

產(chǎn)生原因：

1) 鎢極與噴嘴不同心。

2) 氣體保護(hù)效果差，氣體純度低，流量小。

3) 熔池溫度過(guò)高。

4) 鎢極外伸過(guò)長(zhǎng)，電弧長(zhǎng)度過(guò)大。

防止措施：

1) 調(diào)整鎢極與噴嘴的同心度。

2) 確保氣體純度，適當(dāng)增大氣體流量。

3) 適當(dāng)增加電流，提高焊接速度，及時(shí)填絲。

4) 鎢極外伸適當(dāng)縮短，電弧長(zhǎng)度減小。

焊前整理：鋁及鋁合金焊接時(shí)，焊前應(yīng)嚴(yán)厲鏟除工件焊口及焊絲外表的氧化膜和油污;

1)化學(xué)清潔化學(xué)清潔，質(zhì)量安穩(wěn)，適用于整理焊絲及尺度不大、成批出產(chǎn)的工件。可用浸洗法和擦洗法兩種?？捎胋ing酮、、火油等有ji溶劑外表去油，用40℃～70℃的5%～10%NaOH溶液堿洗3 min～7 min(純鋁時(shí)刻稍長(zhǎng)但不超越20 min)，活動(dòng)清水沖刷，接著用室溫至60℃的30%HNO3溶液酸洗1 min～3 min，活動(dòng)清水沖刷，風(fēng)干或低溫枯燥。對(duì)于較大剛性的構(gòu)件，下料的時(shí)候，可將構(gòu)件制成預(yù)定大小和方向的反變形。

2)機(jī)械整理:在工件尺度較大、出產(chǎn)周期較長(zhǎng)、多層焊或化學(xué)清潔后又沾污時(shí)，常選用機(jī)械整理。先用bing酮、等有ji溶劑擦試外表以除油，隨后直接用直徑為0.15 mm～0.2 mm的銅絲刷或不銹鋼絲刷子刷，刷到露出金屬光澤停止。通常不宜用砂輪或通常砂紙打磨，以免砂粒留在金屬外表，焊接時(shí)進(jìn)入熔池發(fā)生夾渣等缺點(diǎn)。別的也可用刮dao、銼dao等整理待焊外表。對(duì)于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等，推薦溫度為415℃。

整理后如存放時(shí)刻過(guò)長(zhǎng)(如超越24 h)應(yīng)當(dāng)重新處理。