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。釬焊與熔焊相似，卻有著本質(zhì)的區(qū)別，它是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)卻低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。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。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。3、焊接接頭軟化問題焊接接頭軟化區(qū)主要產(chǎn)生在經(jīng)正火加回火或經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鋼的熱影響區(qū)中，其部位在峰值溫度超過原始回火溫度的區(qū)域。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。雖然很少采 用直流反接（電極接正極）tig 焊方法來焊接鋁，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。這意味著焊絲停留在焊槍里，而焊絲驅(qū)動(dòng)滾輪仍然在轉(zhuǎn)動(dòng)，zui終的結(jié)果是焊絲跑出滾輪后斷裂，或者積壓倒退導(dǎo)致焊絲亂成一團(tuán)，包括引導(dǎo)襯管，焊槍襯管等。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。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)。如果所用鋁材在容器接觸的介質(zhì)條件下確有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性，需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應(yīng)力，來使容器上的應(yīng)力降低到產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力以下，這時(shí)應(yīng)由容器設(shè)計(jì)文件提出特別要求，才進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。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。 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。鋁合金焊接有幾大難點(diǎn):①鋁合金焊接接頭軟化嚴(yán)重,強(qiáng)度系數(shù)低,這也是阻礙鋁合金應(yīng)用的最da障礙。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、焊道過寬和隨之而來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。

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。惰性氣體維護(hù)焊(TIG或MIG)辦法是使用最廣泛的鋁及鋁合金焊接辦法。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。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。

焊接時(shí)未完全熔透的現(xiàn)象，稱為未焊透。

焊接時(shí)焊道與母材或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分，稱為未熔合。

產(chǎn)生原因：

1) 焊接電流控制過小，電弧過長(zhǎng)，焊接速度過快，預(yù)熱溫度低。

2) 焊縫間隙過小，鈍邊過大，坡口角度過小。

3) 焊件表面及焊接層面間的氧化物清除不干凈。

4) 操作技術(shù)不熟練，不能把握送絲的良好時(shí)機(jī)。

防止措施：

1) 選擇正確的焊接電流參數(shù)。厚板焊接時(shí)，焊前進(jìn)行工件預(yù)熱80～120 ℃，使工件溫度達(dá)到焊接要求。

2) 選擇合適的焊接接頭間隙和坡口角度。

3) 加強(qiáng)焊件表面及焊接層面間氧化物的清理工作。

4) 強(qiáng)化焊接操作技術(shù)，應(yīng)正確判斷坡口或焊層表面的熔化情況，采用大電流（一般應(yīng)使焊部位在電弧引燃后5 s 之內(nèi)能獲得一定大小干凈明亮的熔池，此時(shí)可加絲焊接）快速焊和快送少加焊絲的方法，精心施焊，可避免未焊透和未熔合現(xiàn)象的發(fā)生。

    為更好的提高鋁合金的焊接質(zhì)量應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

　　1、因鋁合金為特殊材質(zhì)，容易吸收水分。焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，濕度（溫度≥18°；濕度≤60﹪）。為更好的滿足此環(huán)境要求，應(yīng)在每天上崗焊接工作前提前打開抽濕機(jī)；空調(diào)機(jī)、檢查窗戶是否關(guān)嚴(yán) ；門開啟后應(yīng)及時(shí)關(guān)閉；保證環(huán)境條件和節(jié)約能耗。

　　2、焊接前應(yīng)對(duì)鋁合金表面進(jìn)行表面去油污處理，用無水酒精或bing酮擦拭。用不掉毛的擦布或工業(yè)試紙進(jìn)行單一方向擦試。

　　3、焊縫兩側(cè)各25毫米范圍內(nèi)100﹪打磨，打磨時(shí)用不銹鋼鋼絲刷；打磨到露出金屬光澤。

　　4、對(duì)于厚度≥8mm的，為保證焊接質(zhì)量焊接前應(yīng)預(yù)熱。預(yù)熱溫度≤110°C。

　　5、焊接時(shí)焊接電纜（接地線）應(yīng)夾在工件上。對(duì)于體積小的零件應(yīng)在鋪有銅板的焊接平臺(tái)上進(jìn)行焊接，接地線夾在銅板上以減少電流損失提高焊機(jī)的有效功率；節(jié)省電能消耗。

　　6、焊接MIG焊時(shí)飛濺大除佩戴口罩外，還應(yīng)把除塵設(shè)備開起。焊接飛濺如落到平臺(tái)上應(yīng)及時(shí)清除，以免造成飛濺與焊件之間，接觸不良引弧造成電弧擦傷；影響焊接質(zhì)量和表面質(zhì)量。

　　7、焊接TIG時(shí)焊絲不應(yīng)有油污，焊接時(shí)手套不應(yīng)有油污。焊絲應(yīng)在焊絲筒里隨用隨取，焊后焊絲長(zhǎng)度應(yīng)≤100mm；統(tǒng)一放在焊絲回收桶中節(jié)省焊材降低成本。

　　8、MIG焊絲應(yīng)妥善保管，如長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)應(yīng)密封以免受潮影響焊接質(zhì)量。

河南明星機(jī)械為大家展示的鋁合金焊接圖片，這是我們工人工作的現(xiàn)場(chǎng)圖

這是我們的焊接師傅在為某公司訂購的鋁合金容器焊接圖

這是我們焊接師傅為某公司定做的鋁合金腔體，可以看出我們的焊接師傅焊出的每一條焊縫都是非常，漂亮的！

 這是我們引進(jìn)的焊接機(jī)器人

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