薄銅板對(duì)接TIG焊焊接工藝試驗(yàn)

1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1 緒 論 鋁合金具有良好的耐蝕性、較高的比強(qiáng)度和導(dǎo)熱性以及在低溫下能保持良好力學(xué)性能等特點(diǎn)，在航空航天、汽車、電工、化工、交通運(yùn)輸、國(guó)防等工業(yè)部門被廣泛地應(yīng)用。掌握鋁合金的焊接性特點(diǎn)、焊接操作技術(shù)、接頭質(zhì)量和性能、缺陷的形成及防止措施等，對(duì)正確制定鋁合金的焊接工藝，獲得良好的接頭性能和擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)用范圍具有十分重要的意義。1.1鋁合金的分類、成分和性能（1）鋁合金的分類鋁合金可分為變形鋁合金（雙分為非熱處理強(qiáng)化鋁合金、熱處理強(qiáng)化鋁合金兩類）鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經(jīng)不同的壓力加工方法制成的板、帶、管、型、條等半成品材料；鑄造鋁合金以合金鑄錠供應(yīng)。鋁合金分類

2、示意見圖1-1。鋁合金的分類及性能特點(diǎn)見表1-1。按GB/T31901996和GB/T164741966的規(guī)定，鋁合金牌號(hào)命名的基本原則是：可直接采用國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)。四位字符牌號(hào)的第一位、第三位、第四位為阿拉伯?dāng)?shù)字，第二位為英文大寫字母。2×××為AlCu系，3×××為AlMn系，4×××為AlSi系，5×××為AlMg系，6×××為AlMgSi系，7×××為AlZn系，8×××為

3、Al其他元素，9×××為Al備用系。這樣，我國(guó)變形鋁合金的牌號(hào)表示法與國(guó)際上的通用方法基本一致。表1.1 鋁合金的分類及性能特點(diǎn)分類合金名稱合金系性能特點(diǎn)示例變形鋁合金非熱處理強(qiáng)化鋁合金防銹鋁Al-Mn抗蝕性、壓力加工性與焊接性能好，但強(qiáng)度較低3A21Al-Mg5A05熱處理強(qiáng)化鋁合金硬鋁Al-Cu-Mg力學(xué)性能高2A11,2A12超硬鋁Al-Cu-Mg-Zn硬度強(qiáng)度最高7A04,7A09鍛鋁Al-Mg-Si-Cu鍛造性能好耐熱性能好2A14,2A50Al-Cu-Mg-Fe-Ni2A70,2A80鑄造鋁合金簡(jiǎn)單鋁硅合金Al-Si鑄造性能好，不能熱處理強(qiáng)化，力學(xué)性能

4、較低ZL102特殊鋁硅合金Al-Si-Mg鑄造性能良好，可熱處理強(qiáng)化，力學(xué)性能較高ZL101Al-Si-CuZL107Al-Si-Mg-CuZL105,ZL110Al-Si-Mg-Cu-NiZL109鋁銅鑄造合金Al-Cu耐熱性好，鑄造性能與抗蝕性差ZL201鋁鎂鑄造合金Al-Mg力學(xué)性能高，抗蝕性好ZL301鋁鋅鑄造合金Al-Zn能自動(dòng)淬火，宜于壓鑄ZL401鋁稀土鑄造合金Al-Re耐熱性能好1）非熱處理強(qiáng)化鋁合金非熱處理強(qiáng)化鋁合金通過加工硬化、固溶強(qiáng)化提高力學(xué)性能，特點(diǎn)是強(qiáng)度中等、塑性及耐蝕性好，又稱防銹鋁，原先代號(hào)為L(zhǎng)F××。AlMn合金和AlMg合金屬于防銹鋁合金，

5、不能熱處理強(qiáng)化，但強(qiáng)度比純鋁高，并且具有優(yōu)異的抗腐蝕性和良好的焊接性，是目前焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣的鋁合金、超硬鋁、鍛鋁等。硬鋁 硬鋁的牌號(hào)是按銅的增加順序編排的。Cu是硬鋁的主要成分，為了得到高的強(qiáng)度，Cu含量一般應(yīng)控制在4.0%4.8%。Mn也是硬鋁的主要成分，主要作用是消除鐵對(duì)抗蝕性的不利的影響，還能細(xì)化晶粒、加速時(shí)效硬化。在硬鋁合金中，銅、硅、鎂等元素能形成溶解于鋁的化合物，從而促使硬鋁合金在熱處理時(shí)強(qiáng)化。退火狀態(tài)下硬鋁的抗拉強(qiáng)度為160220MPa，經(jīng)過淬火及時(shí)效后抗拉強(qiáng)度增加至312460MPa。但硬鋁的耐蝕性能差，為了提高合金的耐蝕性，常在硬鋁板表面覆蓋一層工業(yè)純鋁保護(hù)層。超硬鋁 合

6、金中鋅、鎂、銅的平均總含量可達(dá)9.7%13.5%，在當(dāng)前航空航天工業(yè)中仍是強(qiáng)度最高和應(yīng)用最多的一種輕合金材料。超硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材。由于合金中鋅含量較多，形成晶間腐蝕及焊接熱裂紋的傾向較大。鍛鋁 具有良好的熱塑性，而且銅含量越少熱塑性越好，適于作鍛件用。具有中等強(qiáng)度和良好的抗蝕性，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照見表1.2。表1.2 鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照類別新牌號(hào)舊牌號(hào)類別新牌號(hào)舊牌號(hào)防銹鋁合金5A025A035A055A065B05508350563A213003LF1LF2LF3LF5LF6LF10LF4LF5-1LF21鍛鋁合金6A022A502B502A

7、702A802A902A1460616063LD2LD5LD6LD7LD8LD9LD10LD30LD31硬鋁合金2A012A022A042A062B112B122A102A112A122A132A162A17LY1LY2LY3LY4LY6LY8LY9LY10LY11LY12LY13LY16LY17超硬鋁合金7A037A047A097A107003LC3LC4LC5LC9LC10LC12（2）鋁合金的性能鋁合金的物理性能見表1.3。表1.3 鋁合金的物理性能合金密度/g·cm-1比熱容（100）/J·kg-1·K-1熱導(dǎo)率（25）/W·m-1·K

8、-1線脹系數(shù)（20100）/10-6K-1電阻率（20）/10-6·m備注（原牌號(hào)）3A215A035A062A122A166A022A107A042.732.672.642.782.842.702.802.851009880921921880795836180.0146.5117.2117.2138.2175.8159.1159.123.223.523.722.722.623.522.523.13.454.966.735.796.103.704.304.20防銹鋁LF21防銹鋁LF3防銹鋁LF6硬鋁LY12硬鋁LY16鍛鋁LD2鍛鋁LD10超硬鋁LC4防銹銅器（鋁錳合金、鋁鎂合金）

9、主要用于要求高的塑性的焊接性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件，如油箱、汽油或潤(rùn)滑油導(dǎo)管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件等。鋁合金被廣泛應(yīng)用航空航天、建筑、汽車、機(jī)械制造、電工、化學(xué)工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。鋁合金在飛機(jī)制造中是主要的結(jié)構(gòu)材料，它約占骨架質(zhì)量的55%，而且大部分關(guān)鍵軸承部件，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸向壓縮機(jī)葉片、機(jī)翼、骨架、外殼、尾翼等是由鋁合金制造的。1.2鋁合金的焊接性特點(diǎn)鋁合金熔化焊時(shí)有如下困難和特點(diǎn)：（1）鋁和氧的親和力很大，因此在鋁及鋁合金表面總有一層難熔的氧化鋁膜遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁的熔點(diǎn)，這層氧化膜不溶于金屬并且妨礙被熔融填充金屬潤(rùn)濕。在焊接或釬焊過程中應(yīng)將氧化膜清除或破壞掉。（

10、2）熔焊時(shí)，鋁合金的焊接性首先體現(xiàn)在抗裂性上。在鋁中加入銅、錳、硅、鎂、鋅等合金元素可獲得不同性能的合金，各種合金元素對(duì)鋁合金焊接裂紋的影響不同。（3）鋁合金的固態(tài)和液態(tài)色澤不易區(qū)別，焊接操作時(shí)難以控制熔池溫度。（4）焊后焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接接頭區(qū)易發(fā)生軟化。對(duì)鋁合金進(jìn)行焊接，可以用多種不同的焊接方法，表1.4所列的為部分鋁合金的相對(duì)焊接性。表1.4 部分鋁合金的相對(duì)焊接性焊接方法焊接性與適用范圍說明鋁錳合金鋁鎂合金鋁銅合金適用厚度30033004508350565052545420142024推薦可用TIG焊（手工、自動(dòng)）很好很好很好很差1100.925填絲或不填絲，厚板需預(yù)熱，交流電源MI

11、G焊（手工、自動(dòng)）很好很好很好較差84焊絲為電極，厚板需預(yù)熱和保溫，直流反接脈沖MIG焊（手工、自動(dòng)）很好很好很好較差21.68適用于薄板焊接氣焊很好很差較差很差0.5100.325適用于薄板焊接焊條電弧焊較好很差較差很差38直流反接，需預(yù)熱，操作性差電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊）較好很好很好較好0.730.14需要電流大等離子弧焊很好很好很好較差110焊縫晶粒小，抗氣孔性能好電子束焊很好很好很好較好3753焊接質(zhì)量好，適用于厚件現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的進(jìn)步?？珊附拥匿X合金材料范圍逐步擴(kuò)大，現(xiàn)在不僅可以成功地焊接非熱處理強(qiáng)化的鋁合金，而且解決了傳統(tǒng)的航空航天和軍工等行業(yè)，逐步擴(kuò)大到國(guó)民經(jīng)

12、濟(jì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。2 鋁合金的焊接方法和材料選用2.1鋁合金的焊接方法鋁合金的焊接方法很多，各種方法有其不同的應(yīng)用場(chǎng)合。除了傳統(tǒng)的熔焊、電阻焊、氣焊方法外，其他一些焊接方法（如等離子弧焊、電子束焊、真空擴(kuò)散焊等）也可以容易地將鋁合金焊接在一起。鋁合金常用焊接方法的特點(diǎn)及適用范圍見表2.1。應(yīng)根據(jù)鋁及鋁合金的牌號(hào)、焊件厚度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及對(duì)焊接性的要求等選擇。表2.1 鋁合金常用焊接方法的特點(diǎn)及適用范圍焊接方法特點(diǎn)適用范圍氣焊熱功率低，焊件變形大，生產(chǎn)率低，易產(chǎn)生夾渣、裂紋等缺陷用于非重要場(chǎng)合的薄板對(duì)接焊及補(bǔ)焊等手工電弧焊接頭質(zhì)量差用于鑄鋁件補(bǔ)焊及一般修理鎢極氬弧焊焊縫金屬致密，接頭強(qiáng)度

13、高、塑性好，可獲得優(yōu)質(zhì)接頭應(yīng)用廣泛，可焊接板厚120鎢極脈沖氬弧焊焊接過程穩(wěn)定，熱輸入精確可調(diào)，焊件變形量小，接頭質(zhì)量高用于薄板、全位置焊接、裝配焊接及對(duì)熱敏感性強(qiáng)的鍛鋁、硬鋁等高強(qiáng)度鋁合金熔化極氬弧焊電弧功率大，焊接速度快用于厚件的焊接，可焊厚度為50以下熔化極脈沖氬弧焊焊接變形小，抗氣孔和抗裂性好，工藝參數(shù)調(diào)節(jié)廣泛用于薄板或全位置焊，常用于厚度212的工件等離子弧焊熱量集中，焊接速度快，焊接變形和應(yīng)力小，工藝較復(fù)雜用于對(duì)接焊要求比氬弧焊更高的場(chǎng)合真空電子束焊熔深大熱影響區(qū)小，焊接變形量小接頭力學(xué)性能好用于焊接尺寸較小的焊件激光焊焊接變形小，生產(chǎn)率高用于需進(jìn)行精密焊接的焊件（1）氣焊氧乙炔氣

14、焊火焰的熱功率低，熱量較分散，因此焊件變形大、生產(chǎn)率低。用氣焊焊接較厚的鋁焊件時(shí)需預(yù)熱，焊后的焊縫金屬不但晶粒粗大、組織疏松，而且容易產(chǎn)生氧化鋁夾雜、氣孔及裂縫等缺陷。這種方法只用于厚度范圍在0.510的不重要鋁結(jié)構(gòu)件和鑄件的焊補(bǔ)上。（2）鎢極氬弧焊這種方法是在氬氣保護(hù)下施焊，熱量比較集中，電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫金屬致密，焊接接頭的強(qiáng)度和塑性高，在工業(yè)中獲得起來越廣泛的應(yīng)用。鎢極氬弧焊用于鋁合金是一種較完善的焊接方法，但鎢極氬弧焊設(shè)備較復(fù)雜，不宜在室外露天條件下操作。（3）熔化極氬弧焊自動(dòng)、半自動(dòng)熔化極氬弧焊的電弧功率大，熱量集中，熱量影響區(qū)小，生產(chǎn)效率比手工鎢極氬弧焊可提高23倍。可以焊接厚度在

15、50以下的純鋁及鋁合金板。例如，焊接厚度30的鋁板不必預(yù)熱，只焊接正、反兩層就可獲得表面光滑、質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊縫。半自動(dòng)熔化極氬弧焊適用于定位焊縫、斷續(xù)的短焊縫及結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則的焊件，用半自動(dòng)氬弧焊焊炬可方便靈活地進(jìn)行焊接，但半自動(dòng)焊的焊絲直徑較細(xì)，焊縫的氣孔敏感性較大。（4）脈沖氬弧焊1）鎢極脈沖氬弧焊用這種方法可明顯改善小電流焊接過程的穩(wěn)定性，便于通過調(diào)節(jié)各種工藝參數(shù)來控制電弧功率和焊縫成形。焊件變形小、熱影響區(qū)小，特別適用于薄板、全位置焊接等場(chǎng)合以及對(duì)熱敏感性強(qiáng)的鍛鋁、硬鋁、超硬鋁等的焊接。2）熔化極脈沖氬弧焊可采用的平均焊接電流小，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，焊件的變形及熱影響區(qū)小，生產(chǎn)率高，抗氣孔及

16、抗裂性好，適用于厚度在210鋁合金薄板的全位置焊接。（5）電阻點(diǎn)焊、縫焊可用來焊接厚度在4以下的鋁合金薄板。對(duì)于質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品可采用直流沖擊波點(diǎn)焊、縫焊機(jī)焊接。焊接時(shí)需要用較復(fù)雜的設(shè)備，焊接電流大、生產(chǎn)率較高，特別適用于大批量生產(chǎn)的零、部件。（6）攪拌摩擦焊攪拌摩擦焊是一種可用于各種合金板焊接的固態(tài)連接技術(shù)。與傳統(tǒng)熔焊方法相比，攪拌摩擦焊無飛濺、無煙塵，不需要添加焊絲和保護(hù)氣體，接頭無氣孔、裂紋。與普通摩擦相比，它不受軸類零件的限制，可焊接直焊縫。這種焊接方法還有一系列其它優(yōu)點(diǎn)，如接頭的力學(xué)性能好、節(jié)能、無污染、焊前準(zhǔn)備要求低等。由于鋁及鋁合金熔點(diǎn)低，更適于采用攪拌摩擦焊。2.2 鋁用焊接

17、材料（1）焊絲采用氣焊、鎢極氬弧焊等焊接鋁合金時(shí)，需要加填充焊絲。鋁及鋁合金焊絲分為同質(zhì)焊絲和異質(zhì)焊絲兩大類。為了得到良好的焊接接頭，應(yīng)從焊接構(gòu)件使用要求考慮，選擇適合于母材的焊絲作為填充材料。選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求，還要考慮產(chǎn)品的力學(xué)性能、耐蝕性能，結(jié)構(gòu)的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低于母材的填充金屬，可大大減小熱影響區(qū)的晶間裂紋傾向。對(duì)于非熱處理合金的焊接接頭強(qiáng)度，按1000系、4000系、5000系的次序增大。含鎂3%以上的5000系的焊絲，應(yīng)避免在使用溫度65以上的結(jié)構(gòu)中采用，因?yàn)檫@些合金對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋很敏感，在上述溫度和腐蝕環(huán)境中會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕龜裂。用合金含量高于母材的

18、焊絲作為填充金屬，通?？煞乐购缚p金屬的裂紋傾向。目前，鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)焊絲。在缺乏標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)焊絲時(shí)，可從基體金屬上切下狹條代用。較為通用的焊絲是HS311，這種焊絲的液態(tài)金屬流動(dòng)性好，凝固時(shí)的收縮率小，具體優(yōu)良的抗裂性能。為了細(xì)化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及力學(xué)性能，通常在絲中加入少量的Ti、V、Zr等合金元素作為變質(zhì)劑。選用鋁合金焊絲應(yīng)注意的問題如下。1）焊接接頭的裂紋敏感性 影響裂紋敏感性的直接因素是母材與焊絲的匹配。選用熔化溫度低于母材的焊縫金屬，可以減小焊縫金屬和熱影響區(qū)的裂紋敏感性。例如，焊接硅含量0.6%的6061合金時(shí)，選用同一合金作焊縫，裂紋敏感性

19、很大，但用硅含量5%的ER4043焊絲，由于其熔化溫度比6061合金低，在冷卻過程中有較高的塑性，所以抗裂性能良好。此外，焊縫金屬避免鎂與銅的組合，因?yàn)锳lMgCu有很高的裂紋敏感性。2）焊接接頭的力學(xué)性能 工業(yè)純鋁的強(qiáng)度最低，4000系列鋁合金居中，5000系列鋁合金強(qiáng)度最高。鋁硅焊絲雖然有較高的抗裂性能，但含硅焊絲的塑性較差，所以對(duì)焊后需要塑性變形加工的接頭來說，應(yīng)避免選用含硅焊絲。3）焊接接頭的使用性能 填充金屬的選擇除取決于母材成分外，還與接頭的幾何形狀、運(yùn)行中的抗腐蝕性要求以及對(duì)焊接件的外觀要求有關(guān)。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲(chǔ)存產(chǎn)品對(duì)其的污染，儲(chǔ)存過氧化氫的焊接容

20、器要求高純度的鋁合金。在這種情況下，填充金屬的純度至少要相當(dāng)于母材。（2）焊條鋁合金焊條型號(hào)、規(guī)格與用途見表2.2。鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表2.3。表2.2 鋁及鋁合金焊條的型號(hào)（牌號(hào)）、規(guī)格與用途型號(hào)牌號(hào)藥皮類型焊芯材質(zhì)焊條規(guī)格/用途E1100L109鹽基型純鋁3.2，4.5345355焊接純鋁板、純鋁容器E4043L209鹽基型鋁硅合金3.2，4.5345355焊接鋁板、鋁硅鑄件、一般鋁合金、鍛鋁、硬鋁（鋁鎂合金除外）E3003L309鹽基型鋁錳合金3.2，4.5345355焊接鋁錳合金、純鋁及其他鋁合金表2.3 鋁及鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能型號(hào)牌號(hào)藥皮類型電源種類焊芯化學(xué)

21、成分/%熔敷金屬抗拉強(qiáng)度/MPa焊接接頭抗拉強(qiáng)度/MPaE1100L109鹽基型直流反接Si+Fe0.95,Co0.050.20Mn0.05,Be0.0008Zn0.10,其他總量0.15Al99.06480E4043L209鹽基型直流反接Si4.56.0,Fe0.8Cu0.30,Mn0.05Zn0.10,Mg0.0008其他總量0.15,Al余量11895E3003L309鹽基型直流反接Si0.6,Fe0.7Cu0.050.20,Mn1.01.5Zn0.10,其他總量0.15Al余量11895（3）保護(hù)氣體焊接鋁合金的惰性氣體有氬所和氦氣。氬氣的技術(shù)要求為Ar99.9%,氧0.005%，氫0

22、.005%，水分0.02mg/L，氮0.015%。氧、氮增多，均惡化陰極霧化作用。氧0.3%，則使鎢極燒損加劇，超過0.1%使焊縫表面無光澤或發(fā)黑。鎢極氬弧焊時(shí)，交流加高頻焊接選用純氬氣，適用大厚度板；直流正極性焊接選用Ar+He或純Ar。熔化極氬弧焊時(shí)，當(dāng)板厚25時(shí)，采用純Ar。當(dāng)板厚為2550時(shí)，采用添加10%35%Ar的Ar+He混合氣體。當(dāng)板厚為5075時(shí)，宜采用添加10%35%或50%He的Ar+He混合氣體。當(dāng)板厚75時(shí)，推薦添加50%75%He的Ar+He混合氣體。3 鋁合金焊接現(xiàn)場(chǎng)分析鋁合金型材和鑄件在航空航天領(lǐng)域以及其他裝備制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用,由于其工作條件的特殊性,對(duì)于

23、零件接頭性能和表面的質(zhì)量要求較高。在對(duì)接頭進(jìn)行焊接和發(fā)生表面缺陷進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí),由于該類合金線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性強(qiáng),焊接過程中易引起較大的熱應(yīng)力。用大電流焊接時(shí),焊縫及近縫區(qū)金屬易產(chǎn)生過熱和晶粒長(zhǎng)大,容易產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷。由于零件表面極易產(chǎn)生難熔氧化膜和低熔點(diǎn)共晶體,焊縫中會(huì)形成夾渣、產(chǎn)生熱裂紋使接頭性能變壞1-2。為保證焊接和補(bǔ)焊質(zhì)量、避免焊接缺陷,應(yīng)選取合理的焊接方法和工藝措施。3.1 焊前準(zhǔn)備（1）化學(xué)清理化學(xué)清理效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清理焊絲以及尺寸不大、批量生產(chǎn)的工件。小型工件可采用浸洗法。表3.1是去除鋁合金表面氧化膜的化學(xué)清洗溶液配方和清洗工序流程。表3.1 去除鋁表面氧化膜的

24、化學(xué)處理方法溶液濃度溫度/容器材料工藝目的硝酸50%水50%硝酸1824不銹鋼浸15min，在冷水中漂洗，然后在熱水中漂洗，干燥去除薄的氧化膜，供熔焊用氫氧化鈉加硝酸5%氫氧化鈉95%水70低碳鋼浸1060s，在冷水中漂洗去除厚氧化膜，適用于所有焊接方法和釬焊方法濃硝酸1824不銹鋼浸30s，在冷水中漂洗，然后在熱水中漂洗，干燥硫酸鉻酸硫酸CrO3水7080襯鋁的鋼罐浸23min，在冷水中漂洗，然后在熱水中漂洗，干燥去除因熱處理形成的氧化膜磷酸鉻酸磷酸CrO3水93不銹鋼浸510min，在冷水中漂洗，然后在熱水中漂洗，干燥去除陽極化處理鍍層焊絲清洗后可在150200烘箱內(nèi)烘焙0.5h，然后存放

25、在100烘箱內(nèi)隨用隨取。清洗過的焊件不準(zhǔn)隨意亂放，應(yīng)立即進(jìn)行裝配、焊接，一般不要超過24h的，焊前采用機(jī)械方法清理后再進(jìn)行裝配、焊接。大型焊件受酸洗槽尺寸限制，難于實(shí)現(xiàn)整體清理，可在接頭兩側(cè)各30的表面區(qū)域用火焰加熱至100左右，涂擦室溫的NaOH溶液，并加以擦洗，時(shí)間略長(zhǎng)于浸洗時(shí)間，除凈焊接區(qū)的氧化膜后，用清水沖洗干凈，再中和、光化后，用火焰烘干。（2）機(jī)械清理通常先用丙醇或汽油擦洗表面油污，然后可根據(jù)零件形狀采用切削方法，如使用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)銑刀，也可使用刮刀等工具。對(duì)較薄的氧化膜可采用不銹鋼的鋼絲刷清理表面，不宜采用紗布、砂紙或砂輪打磨。工件和焊絲清洗后有及時(shí)裝配，工件表面會(huì)重新氧化，特別是

26、在潮濕的環(huán)境以及被酸堿蒸汽污染的環(huán)境中，氧化膜生長(zhǎng)很快。（3）焊前預(yù)熱焊前最好不進(jìn)行預(yù)熱，因?yàn)轭A(yù)熱可加大熱影響區(qū)的寬度，降低某些鋁合金焊接接頭的力學(xué)性能。但對(duì)厚度超過58的厚大鋁件焊前需進(jìn)行預(yù)熱，以防止變形和未焊透，減少氣孔等缺陷。通常預(yù)熱到90足以保證在始焊處有足夠的熔深，預(yù)熱溫度不應(yīng)超過150，含4.0%5.5%鎂的鋁鎂合金的預(yù)熱溫度不應(yīng)超過90。3.2 鋁合金焊接變形及控制除了爐中釬焊、擴(kuò)散焊等極少部分焊接方法外，絕大部分熔焊、壓力焊和釬焊方法均采用熱能比較集中的“點(diǎn)熱源”，如高溫火焰、電弧或瞬間高密度、高強(qiáng)度電子束、激光束等，對(duì)工件上的加熱點(diǎn)，快速加熱，使局部待焊母材或焊料迅速熔化，并

27、凝結(jié)為一體，若干焊點(diǎn)組合起來，或一個(gè)個(gè)焊點(diǎn)連續(xù)起來就形成焊接接頭。因此焊接是一種局部加熱的工藝過程，對(duì)焊件這種不均勻的快速加熱與冷卻過程是產(chǎn)生焊接變形的根本原因。由于鋁合金比許多其他焊接材料有較大的熱膨脹系數(shù)，所以在焊接過程中，隨著快速加熱和快速冷卻而帶來的膨脹和收縮發(fā)生時(shí)，必然出現(xiàn)不同形式的變形。鋁合金在焊后熱處理時(shí)期也會(huì)發(fā)生變形。當(dāng)在金屬局部區(qū)域加熱的時(shí)候，未加熱區(qū)域抵制了加熱區(qū)域的膨脹而產(chǎn)生了變形。冷卻時(shí)，由于周圍金屬的抑制，可能導(dǎo)致變形或翹曲。由于鋁合金散熱迅速，焊接金屬的收縮一般是焊接變形的主要原因。焊接變形造成焊接結(jié)構(gòu)尺寸形狀超差，焊接結(jié)構(gòu)組裝配全困難，焊接變形過大或矯正無效，有可

28、能使產(chǎn)品報(bào)廢，造成經(jīng)濟(jì)損失時(shí)，往往都是聯(lián)合采用，而非單獨(dú)采用。所以在具體選擇方法時(shí)，一定要根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)開關(guān)和尺寸，并分析其變形情況后決定。3.3 焊后處理（1）清除殘?jiān)讣竿旰?，如果是使用氣焊或藥皮焊條焊，在對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查和無損檢測(cè)之前，需要對(duì)焊縫及兩側(cè)的殘存熔劑和焊渣及時(shí)進(jìn)行清除，以防止焊渣和殘存焊劑腐蝕焊縫及其表面。避免造成不良后果。常用的焊后清理方法如下：1）在6080的熱水中刷洗；2）放入重鉻酸鉀或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%3%的鉻酐溶液中沖洗； 3）再在6080的熱水中洗滌；4）放入干燥箱中烘干或風(fēng)干。為了檢驗(yàn)存熔劑支隊(duì)的效果，可以在焊件的焊縫上滴上蒸餾水，然后再將蒸餾水收集起來，并滴入

29、裝有5%硝酸銀溶液的不試管中，如有白色沉淀，則表示殘存熔劑尚未清除徹底。（2）焊件的表面處理通過適當(dāng)?shù)暮附庸に嚭驼_的操作技術(shù)，焊接后的鋁合金焊縫表面，具有均勻的波紋和光滑的外貌，一般很少要求再進(jìn)行機(jī)械加工修飾。在焊接期間仔細(xì)操作可以省許多焊接時(shí)間和精加工勞動(dòng)。焊件的表面可以使用化學(xué)精加工處理，如化學(xué)腐蝕、化學(xué)光飾以及各種形式的化學(xué)轉(zhuǎn)換涂層。陽極化處理，可以改善抗腐蝕和抗磨損性能，特別是和拋光及染色技術(shù)配合使用時(shí)，可獲得高質(zhì)量的裝飾表面。減小焊接熱影響區(qū)，可使陽極化處理不良的顏色變化減至最小。使用快速焊接工藝，如熔化極弧焊或閃光對(duì)焊，可最大限度地減少焊接熱影響區(qū)。因此閃光對(duì)焊的焊縫，陽極化處理

30、質(zhì)量良好。特別是對(duì)退火狀態(tài)下不能熱處理強(qiáng)化的合金的焊接件，陽極化處理后，金屬基體和焊接熱影響區(qū)之間的顏色反差最小。爐中和浸漬釬焊不是局部加熱的，所以金屬顏色的外觀是非常均勻的?？蔁崽幚韽?qiáng)化的合金，常常用作建筑結(jié)構(gòu)零件，它們?cè)诤附右院?，常常進(jìn)行陽極處理。在這類合金中，焊接加熱會(huì)形成合金元素的析出，陽極化處理以后，熱影響區(qū)和焊縫之間會(huì)出現(xiàn)差異。這些在焊接區(qū)附近的暈圈，使用快速焊接可使其減至最小，或者使用冷卻墊塊和壓板也可使暈圈減到很小，這些邊圈在焊接后，陽極化處理前，進(jìn)行固溶處理可以消除。在化學(xué)處理的焊接件中，有時(shí)會(huì)遇到焊縫金屬和基體金屬的顏色顏色差別較大，這就必須仔細(xì)地選擇填充金屬的成分，特別是

31、合金成分中含有硅時(shí)，就會(huì)對(duì)顏色的配比有影響。無論任何時(shí)候，在陽極化處理的焊接區(qū)，不應(yīng)該看到有顏色的差異，所以為了避免顏色的失調(diào)，選用的填充合金，寧愿有較差的精加工特性，也應(yīng)該有較好的焊接特性。如有必要可以對(duì)焊件進(jìn)行機(jī)械拋光。機(jī)械拋光即通過研磨、去行刺、滾光、拋光或砂光等物理方法改善鋁工件的表面。機(jī)械拋光的目的各不相同，從簡(jiǎn)單的除氧化皮、去行刺到可以產(chǎn)生鏡面表面的高質(zhì)量磨光。機(jī)械拋光的目的是盡可能少的工序獲得所需要的表面質(zhì)量。然而，鋁合金金屬軟金屬，摩擦系數(shù)比較高，而且在研磨過程中如果發(fā)生過熱，有可能使焊件變形，甚至從電影界斷裂的現(xiàn)象。這要求在拋光過程中有充分的潤(rùn)滑，對(duì)金屬表固的壓力應(yīng)降低到最低

32、。機(jī)械拋光必須受制于材料的獨(dú)特性。常用的機(jī)械拋光有拋光、磨光、磨料噴擊、噴丸等。此外，電鍍和有機(jī)涂層也是鋁合金焊件獲得良好表而質(zhì)量的一種有效方法。3.4 鋁合金產(chǎn)品的焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊接完成后的鋁合金產(chǎn)品，需要進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)。鋁合金焊縫的質(zhì)量取決于焊接進(jìn)所用的焊絲、氣劑、氣體的質(zhì)量、接頭的裝配質(zhì)量、焊接順序、坡口的清理、施工條件技術(shù)水平高低和選用的焊接規(guī)范等因素。為保證焊接質(zhì)量，必須嚴(yán)格檢查焊接結(jié)構(gòu)制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，及時(shí)防止各種缺陷的產(chǎn)生。此外，焊接質(zhì)量還與新工藝的推廣應(yīng)用有關(guān)。完工后的焊接部件及整個(gè)產(chǎn)品必須進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)。焊縫的檢驗(yàn)方法甚多，一般常用的有如下幾種：（1）外觀檢驗(yàn)這種檢驗(yàn)

33、方法是以肉眼觀察為主，有時(shí)也可用低倍放大鏡觀察。外觀檢驗(yàn)的內(nèi)容主要為檢查咬邊、表面氣孔、裂紋、燒穿、焊瘤、弧坑等缺陷，以及焊縫的外形尺寸。檢查范圍內(nèi)100%焊縫。（2）X射線探傷X射線探傷是檢查鋁合金焊縫內(nèi)部最有效的方法，它能確定焊縫內(nèi)部的氣孔、夾渣、未焊透、內(nèi)部裂紋的位置和內(nèi)部飛濺物等缺陷。但走私在0.2以下的顯微氣孔、顯微裂紋和微小的未焊透等缺陷則不易用X射線探測(cè)到。根據(jù)X射線探傷法攝制、顯影后的底片黑度，并參考JB158075鋁制焊接容器技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)X射線探傷標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)采用三級(jí)評(píng)定方法，1級(jí)焊縫為優(yōu)良品，2級(jí)為合格品，3級(jí)為不合格品。焊縫透視質(zhì)量的等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如下：1）

34、焊縫存在裂紋、未熔合或未焊透（雙面焊）時(shí)，應(yīng)評(píng)為3級(jí)； 2）單面焊未焊透的深度超過壁厚的15%板厚時(shí)應(yīng)評(píng)定為2級(jí)，超過1/3板厚時(shí)應(yīng)評(píng)為3級(jí)； 3）單個(gè)缺陷尺寸在任何方向上的最大尺寸超過1/5板厚時(shí)應(yīng)評(píng)定為2級(jí)，超過1/3板厚時(shí)應(yīng)評(píng)為3級(jí)； 對(duì)于探傷不合格的焊縫應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量分析，找出原因，訂出措施方可返修。返修后必須重新做探傷檢驗(yàn)。同一部位的返修次數(shù)一般不超過兩次，超過兩次的返修要經(jīng)制造主管部門批準(zhǔn)，且返修次數(shù)和部位應(yīng)在產(chǎn)品在產(chǎn)品質(zhì)量證明書中注明。（3）超聲波探傷檢驗(yàn)近年來，對(duì)鋁合金的焊縫檢驗(yàn)開始采用超聲波探傷技術(shù)，并在對(duì)接焊縫的探傷中取得了一些經(jīng)驗(yàn)。它與X射線探傷法相比較具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）不需

35、要如X射線探傷的貼片、沖洗底片等工序，因而縮短了檢驗(yàn)時(shí)間； 2）對(duì)探測(cè)微裂紋和未焊透缺陷比X射線探傷法靈敏； 3）探測(cè)距離比X射線探傷法要大；4）既經(jīng)濟(jì)又安全。但用超聲波探傷法檢驗(yàn)時(shí)，要求鋁焊縫兩側(cè)必須光滑清潔，在陽光下操作時(shí)觀察示波屏的回聲脈沖比較困難。用這種方法判斷焊縫缺陷的可靠性和準(zhǔn)確性與操作者的技術(shù)水平、工作經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系.鋁合金焊縫中缺陷的方向大多與焊縫表面垂直,因此,探傷時(shí)只利用帶角度的探頭將超聲波從基體金屬的表面以橫波形式射入焊縫.具體操作方法可參考JB115281鋼制壓力容器對(duì)接超聲波探傷部頒標(biāo)準(zhǔn)。超聲波探傷還可對(duì)鋁合金點(diǎn)焊、滾焊焊接接頭進(jìn)行無損檢驗(yàn)。（4）接頭機(jī)械性能試驗(yàn)機(jī)械

36、性能試驗(yàn)可用以評(píng)定焊接接頭的強(qiáng)度、塑性及檢驗(yàn)缺陷對(duì)接頭機(jī)械性能的影響。試樣數(shù)量、尺寸及檢驗(yàn)方法參考GB264981焊接接頭機(jī)械性能試驗(yàn)取樣法、GB265181焊接接頭拉伸試驗(yàn)法、GB265381焊接接頭彎曲主壓扁試驗(yàn)法、GB265081焊接接頭沖擊試驗(yàn)法等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定。常用的鋁合金接頭機(jī)械性能試驗(yàn)項(xiàng)目接頭抗拉強(qiáng)度及冷彎試驗(yàn)其結(jié)果應(yīng)滿足以下要求：1）防銹鋁合金接頭抗拉強(qiáng)度90%b；為基體供貨狀態(tài)抗拉強(qiáng)度的下限。2）冷彎角（彎軸直徑等于二倍板厚）：要求防銹鋁合金由供需雙方協(xié)議決定。在切取抗拉、冷彎試樣前應(yīng)預(yù)先對(duì)試板進(jìn)行X射線探傷檢驗(yàn)。當(dāng)試板中存在較嚴(yán)重的缺陷時(shí)，不允許切取機(jī)械性能試樣。非熱

37、處理強(qiáng)化型鋁合金焊接接頭的軟化是由于熱影響區(qū)金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上時(shí)，冷作硬化效果局部消失而引起的。軟化造成的強(qiáng)度降低并不嚴(yán)重，接頭強(qiáng)度約退火狀態(tài)基體金屬的85%98%，熱處理強(qiáng)化型鋁合金熱影響區(qū)的組織變化比較復(fù)雜，焊接接頭的軟化不但顯著地降低整個(gè)接頭的機(jī)械性能，并影響接頭與基體金屬不等強(qiáng)。例如，經(jīng)淬火、自然時(shí)效的LY12、LY11硬鋁，其接頭強(qiáng)度只占基體金屬的55%70%，可見，軟化程度比非熱處理強(qiáng)化型鋁合金嚴(yán)重得多。鋁鎂合金焊接接頭的強(qiáng)度與基體金屬、焊絲中的鎂、錳含量有關(guān)，而尤為基體金屬中的鎂含量影響為顯著。4 鋁合金焊接工藝41 鋁合金的氣焊氧乙炔氣焊的熱效率低，焊接熱輸入不集中，焊接

38、鋁及鋁合金時(shí)需采用熔劑，焊后又需清除殘?jiān)?，接頭質(zhì)量及性能也不高。因?yàn)闅夂冈O(shè)備簡(jiǎn)單，無需電源，操作方便靈活，常用于焊接對(duì)質(zhì)量要求不高的鋁合金構(gòu)件，如厚度較薄的薄板及小零件，以及補(bǔ)焊鋁合金構(gòu)件和鋁鑄件。（1）氣焊的接頭形式氣焊鋁合金時(shí)，不宜采用搭接接頭和T形接頭，這種接頭難以清理流入縫隙中的殘留熔劑和焊渣，應(yīng)盡可能采用對(duì)接接頭。為保證焊件焊接時(shí)既焊透又不塌陷和燒穿，可以采用帶槽的墊板，墊板一般用不銹鋼或純銅等制成，帶墊板焊接可獲得良好的反面成形，提高焊接生產(chǎn)率。（2）氣焊熔劑的選用鋁合金氣焊時(shí)，為了使焊接過程順利進(jìn)行，保證焊縫質(zhì)量，氣焊時(shí)需要加熔劑來去除鋁表面的氧化膜及其他雜質(zhì)。氣焊熔劑（又稱氣劑

39、）是氣焊時(shí)的助熔劑，主要作用是去除氣焊過程中生成在鋁表面的氧化膜，改善母材的潤(rùn)濕性能，促使獲得致密的焊縫組織等。氣焊鋁合金必須采用熔劑，一般是在焊前熔劑直接撒在被焊工件坡口上，或者沾在焊絲上加入熔池內(nèi)。鋁合金熔劑是鉀、鈉、鈣、鋰等元素的氯人鹽，是粉碎后過篩并按一定比例配制的粉狀化合物。例如鋁冰晶石（Na3AlF6）在1000進(jìn)可以熔解氧化鋁，又如氯化鉀等可使難熔的氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹鄣穆然X。這種熔劑的熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，還能改善熔化金屬的流動(dòng)性，使焊縫成形良好。鋁合金氣焊熔劑有含 鋰熔劑和無鋰熔劑兩類。含鋰熔劑的氯化鋰能改善熔渣的物理性能、降低熔渣的熔點(diǎn)和黏度，能較好地去除氧化膜，適用于薄板和全位

40、置焊接。但氯化鋰價(jià)格貴，而且吸濕性強(qiáng)。不含鋰的熔劑熔點(diǎn)高、黏度大、流動(dòng)性差，易產(chǎn)生焊縫夾渣，適用于厚大件的焊接。對(duì)于搭接接頭、不熔透角焊縫和難以完全清理掉殘留熔渣的焊縫，以及含鎂較高的鋁鎂合金選用熔劑時(shí)，不宜采用含鈉組成物的熔劑。將粉狀熔劑和蒸餾水調(diào)成糊狀（每100g熔劑約加入50mL蒸餾水）涂于焊件坡口和焊絲表面，涂層厚0.51.0?；蛴米茻岬暮附z直接蘸熔劑干粉使用，這樣可減少熔池中水分的來源，減少氣孔。調(diào)制好的熔劑應(yīng)在12h內(nèi)用完。鋁合金氣焊熔劑容易吸潮，所以應(yīng)該對(duì)其瓶裝密封，以防受潮失效。焊接時(shí)，應(yīng)先用潔凈水或蒸餾水將熔劑調(diào)成糊狀，然后把這涂在接頭上，或者浸涂在焊絲上。調(diào)好的糊狀熔劑最好

41、隨調(diào)隨用，不要久放，以免變質(zhì)。（3）焊嘴和火焰的選擇鋁合金有強(qiáng)烈的氧化性和吸氣性。氣焊時(shí)，為使鋁不被氧化，應(yīng)采用中性焰或微弱碳化焰（乙炔既過剩的碳化焰），使鋁熔池置于還原性氣氛的保護(hù)下而不被氧化。嚴(yán)禁采用氧化焰，因?yàn)橛醚趸暂^強(qiáng)的氧化焰會(huì)使鋁強(qiáng)烈氧化，阻礙焊接過程進(jìn)行；而乙炔過多，游離的氫可能溶入熔池，會(huì)促使縫產(chǎn)生氣孔，使焊縫疏松。（4）定位焊縫為防止焊件在焊接中產(chǎn)生尺寸和相對(duì)位置的變化，焊件焊前需要點(diǎn)固焊。由于鋁的線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱速度快、氣焊加熱面積大，因此，定位焊縫較鋼件應(yīng)密一些。定位焊用的填充焊絲與產(chǎn)品焊接時(shí)相同，定位焊接前應(yīng)在焊縫間隙內(nèi)涂一層氣劑。定位焊的火焰功率比氣焊時(shí)稍大。（5）

42、氣焊操作焊接鋼鐵材料時(shí)，可以從鋼材的顏色變化判斷加熱的溫度。但焊鋁時(shí)，卻沒有這個(gè)方便條件。因?yàn)殇X合金從室溫加熱到熔化的過程中沒有顏色的明顯變化，給操作者帶來控制焊接溫度困難。但可根據(jù)以下現(xiàn)象掌握施焊時(shí)機(jī)：1）當(dāng)被加熱的工件表面由光亮白色變成暗淡的銀白色，表面氧化膜起皺，加熱處金屬有波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，表明即將達(dá)到熔化溫度，可以施焊；2）用蘸有熔劑的焊絲端頭及被加熱處，焊絲與母材能熔合時(shí)，即達(dá)到熔化溫度，可以施焊；3）母材邊棱有倒下現(xiàn)象時(shí)，母材達(dá)到熔化溫度，可以施焊。氣焊薄板可采用左焊法，焊絲位于焊接火焰之前，這種焊法因火焰指向未焊的冷金屬，熱量散失一部分，有利于防止熔池過熱、熱影響區(qū)金屬晶粒長(zhǎng)大和燒穿

43、。母材厚度大于5可采用右焊法，此法焊絲在焊炬后面，火焰指向焊縫，熱量損失小，熔深大，加熱效率高。氣焊厚度小于3的薄件時(shí)，焊炬傾角為2040°；氣焊厚件時(shí)，焊炬傾角為4080°，焊絲與焊炬夾角為80100°。鋁合金氣焊應(yīng)盡量將接頭一次焊成，不堆敷第二層，因?yàn)槎逊蟮诙訒r(shí)會(huì)造成焊縫夾渣等。（6）焊后處理氣焊焊縫表面的殘留焊劑和熔渣對(duì)鋁接頭的腐蝕，是鋁接頭日后使用中引起損壞的原因之一。在氣焊后16h之內(nèi)，應(yīng)將殘留的熔劑、熔渣清洗掉，以防引起焊件腐蝕。焊后清理工序如下。1）焊后將焊件放入4050的熱水槽中浸漬，最好用流動(dòng)的熱水，用硬毛刷刷焊縫及焊縫附近殘留熔劑、熔渣的地方

44、，直至清除干凈。2）將焊件浸入硝酸溶液中。當(dāng)室溫為25°以上時(shí)，溶液濃度15%25%，浸漬時(shí)間為1015min。室溫為1015時(shí)，溶液濃度20%25%，浸漬時(shí)間為15min。3）將焊件置于流動(dòng)熱水（溫度為4050）的槽中浸漬510min。4）用冷水將焊件沖洗5min。5）將焊件自然晾干，也可放在干燥箱中烘干或用熱空氣吹干。42 鋁合金的鎢極氬弧焊（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。氬弧焊焊鋁是利用其“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

45、空氣的反應(yīng)。TIG焊工藝最適于焊接厚度小于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。氬氣流對(duì)焊接區(qū)的沖刷使接頭冷卻加快，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)最佳配合，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

46、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)最高的金屬。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、鈰、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、釷鎢及鈰鎢等。（2）焊接工藝參數(shù)為了獲得優(yōu)良的焊縫成形及焊接

47、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522；保護(hù)氣體流量一般為515L/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

48、56，角焊縫時(shí)一般為78。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)，最大焊接電流可根據(jù)電極直徑d按公式I=（6065）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812m/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 一般由板厚和焊接電流確定，焊絲直徑與兩者之間

49、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。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。

50、交流鎢極脈沖氬弧焊有加熱速度快、高溫停留時(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。交流鎢極脈沖氬弧焊對(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。鋁合金交流脈沖TIG焊的工藝參數(shù)見表3.2。表3.2 鋁合金交流脈沖TIG焊的工藝參數(shù)母材板厚/鎢極直徑/焊絲直徑/電弧電壓/V脈沖電流/A基值電流/A脈沖比/%氣體流量/L·min-1頻率/HZ5A031.532.51480453351.72.515955025A06221083442.52A122.513140523682.6（3）鋁合金TIG焊常見缺陷及防止措施1）氣孔產(chǎn)生原因 氬氣純度

51、低或氬氣管路內(nèi)有水分、漏氣等；焊絲或母材坡口附近焊前未清理干凈或清理后又被污物、水分等沾污；焊接電流和焊速過大或過??；熔池保護(hù)欠佳，電弧不穩(wěn)，電弧過長(zhǎng)，鎢極伸出過長(zhǎng)等。防止措施 保證氬氣的管路，選擇認(rèn)真清理焊絲、焊件，清理后及時(shí)焊接，并防止再次污染。更新送氣管路，選擇合適的氣體流量，調(diào)整好鎢極伸出長(zhǎng)度；正確選擇焊接工藝參數(shù)。必要時(shí)，可以采取預(yù)熱工藝，焊接現(xiàn)場(chǎng)裝擋風(fēng)裝置，防止現(xiàn)場(chǎng)有風(fēng)流動(dòng)。2）裂紋產(chǎn)生原因 焊絲合金成分選擇不當(dāng)；當(dāng)焊縫中的鎂含量小于3%，或鐵、硅雜質(zhì)含量超出規(guī)定時(shí)，裂紋傾向增大；焊絲的熔化溫度偏高時(shí)，會(huì)引起熱影響區(qū)液化裂紋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，焊縫過于集中或受熱區(qū)溫度過高，造成接頭拘

52、束應(yīng)力過大；高濁停留時(shí)間長(zhǎng)，組織過熱；弧坑沒填滿，出現(xiàn)弧坑裂紋等。 防止措施 所選焊絲的成分與母材要匹配；加入引弧板或采用電流衰減裝置填滿弧坑；正確設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)，合理布置焊縫，使焊縫盡量避開應(yīng)力集中處，選擇合適的焊接順序；減小焊接電流或適當(dāng)增加焊接速度。3）未焊透產(chǎn)生原因 焊接速度過快，弧長(zhǎng)過大，焊件間隙、坡口角度、焊接電流均過小，鈍邊過大；工件坡口邊緣的毛刺、底邊的污垢焊前沒有除凈；焊炬與焊絲傾角不正確。防止措施 正確選擇間隙、鈍邊、坡口角度和焊接工藝參數(shù)；加強(qiáng)氧化膜、熔劑、熔渣和油污的清理；提高操作技能等。4）焊縫夾鎢產(chǎn)生原因 接觸引弧所致；鎢極末端形狀與焊接電流選擇得不合理，使尖端脫落；

53、填絲觸及到熱鎢極尖端和錯(cuò)用了氧化性氣體。防止措施 采用高頻高壓脈沖引??；根據(jù)選用的電流，采用合理的鎢極尖端形狀；減小焊接電流，增加鎢極直徑，縮短鎢極伸出長(zhǎng)度；更新惰性氣體；提高操作技能，勿使填絲與鎢極接觸等。5）咬邊產(chǎn)生原因 焊接電流太大，電弧電壓太高，焊炬擺幅不均勻，填絲太少，焊接速度太快。防止措施 減小焊接電流與電弧電壓，保持焊炬擺幅均勻，適當(dāng)增加送絲速度或降低焊接速度。43 鋁合金的熔化極氬弧焊（MIG焊）也稱為熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊,電弧是在惰性氣體保護(hù)中的焊件和鋁及鋁合金焊絲之間形成,焊絲作為電極及填充金屬。由于焊絲作為電極,可采用高密度電流,因而母材熔深大,填充金屬熔敷速度快,焊接生產(chǎn)率高。MIG焊接鋁合金通常采用直流反極性，這樣可保持良好的陰極霧化作用。鋁合金MIG焊不必用熔劑支隊(duì)妨礙熔化的氣體鋁的氧化鋁薄膜，這層氧化鋁膜的去除是利用焊件金屬為負(fù)極時(shí)的電弧作用。因此，MIG焊接后不會(huì)因沒有仔細(xì)去除熔劑而造成焊縫金屬腐蝕的危險(xiǎn)。焊接薄、中等厚度板材時(shí)，可用純氦保護(hù)。焊前一般不預(yù)熱，板厚較大時(shí)，也只需預(yù)熱起弧部位。根據(jù)焊炬移動(dòng)方式的不同，鋁合金MIG焊工藝分為半自動(dòng)MIG和自動(dòng)MIG焊，對(duì)焊工的操作技術(shù)水平要求較低，比較容易訓(xùn)練完成。431 鋁合金半自動(dòng)MIG焊工