焊工(高級)第三章37

1、國家職業(yè)資格培訓(xùn)教材國家職業(yè)資格培訓(xùn)教材編審委員會 編劉云龍 主編依據(jù)依據(jù)勞動和社會保障部勞動和社會保障部 制定的制定的國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求編寫要求編寫 能夠掌握鋁及鋁合金的焊接特點，合理選擇焊接材料、焊接工藝方法及焊接工藝，以提高鋁及鋁合金的焊接質(zhì)量。第三章 鋁及鋁合金的焊接目目 錄錄第一節(jié) 鋁及鋁合金概述一、鋁及鋁合金的分類二、鋁及鋁合金的特性三、鋁及鋁合金的牌號四、鋁及鋁合金的焊前準(zhǔn)備及焊后清理第二節(jié) 鋁及鋁合金用焊接材料一、鋁及鋁合金焊條二、鋁及鋁合金焊絲三、鋁及鋁合金氣焊用熔劑第三節(jié) 鋁及鋁合金的焊接特點及工藝一、鋁及鋁合金的焊接特點二、鋁及鋁合金的焊接工藝第四節(jié) 鋁及鋁合金

2、焊接技能訓(xùn)練實例訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢極氬弧焊訓(xùn)練2 5A02鋁合金板的電阻點焊復(fù)習(xí)思考題第三章 鋁及鋁合金的焊接鋁及鋁合金的分類見表3-1。鋁及鋁合金變形鋁工業(yè)純鋁熱處理強(qiáng)化鋁合金鑄造鋁合金非熱處理強(qiáng)化鋁合金 （防銹鋁合金）Al-Mg合金Al-Mn合金鍛鋁Al-Cu-Mg-Si合金硬鋁Al-Cu-Mg合金 Al-Cu-Mn合金起硬鋁Al-Zn-Mg-Cu合金表3-1 鋁及鋁合金的分類第三章 鋁及鋁合金的焊接 鋁（Al）的密度為2.7g/cm3，比銅輕2/3，鋁為銀白色的輕金屬，熔點為658，電導(dǎo)率僅次于金、銀、銅而位居第四位。純鋁具有面心立方點陣結(jié)構(gòu)，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，塑性好，

3、無低溫脆性轉(zhuǎn)變，但強(qiáng)度低。鋁及鋁合金的線脹系數(shù)較大。 部分鋁及鋁合金板材的力學(xué)性能見表3-4。部分鑄鋁合金的力學(xué)性能見表3-5。第三章 鋁及鋁合金的焊接（1)機(jī)械清理 先用有機(jī)溶劑（汽油或丙酮）擦拭待焊處的表面，細(xì)銅絲刷或不銹鋼絲刷、各種刮刀，將待焊處的表面刷凈。 機(jī)械清理方法主要適用：去除鋁及鋁合金表面的氧化膜、各種銹蝕在鋁及鋁合金表面的污染，以及在軋制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化皮等。常用于大尺寸的焊件表面、焊接生產(chǎn)周期較長、多層焊接、以及經(jīng)過化學(xué)清理后又被污染的焊件清理。1.焊前清理焊前清理主要有機(jī)械清理和化學(xué)清理兩種方法。第三章 鋁及鋁合金的焊接1.焊前清理純鋁純鋁6 610104040505

4、0101020202 23030室溫室溫2 23 32 2風(fēng)干或風(fēng)干或100100150150鋁合金鋁合金6 61010505060605 57 72 23030室溫室溫2 23 32 2風(fēng)干或風(fēng)干或100100150150被清被清洗材洗材料料（2)化學(xué)清洗 用化學(xué)清洗的方法，不僅可以去除氧化膜，還可以起到去除油污的作用。常適用于被清洗的焊絲尺寸不大、成批量生產(chǎn)的焊件。常用的鋁及鋁合金表面焊前化學(xué)清洗方法見表3-6。 表3-6 常用的鋁及鋁合金表面化學(xué)清洗方法第三章 鋁及鋁合金的焊接預(yù)熱溫度為100300，預(yù)熱的方法有氧乙炔火焰、電爐或噴燈等。3.焊前預(yù)熱2.焊接墊板 在焊縫的背面用墊板來托住

5、熔化、軟化的鋁及鋁合金焊件，墊板的材料有不銹鋼、石墨和碳鋼等。鑒別溫度的方法用TEMPILSTIK溫度測試蠟筆用氧乙炔火焰的強(qiáng)碳化焰噴焊件的待焊處第三章 鋁及鋁合金的焊接4.焊后清理 焊后應(yīng)該立即清除焊件上的熔劑和焊渣。常用的鋁及鋁合金焊后清理方法見表3-7。第三章 鋁及鋁合金的焊接1.鋁及鋁合金焊條的型號第三章 鋁及鋁合金的焊接1.鋁及鋁合金焊條的型號(3)新舊焊條型號對照 鋁及鋁合金新舊焊條型號對照見表3-10。第三章 鋁及鋁合金的焊接2.鋁及鋁合金焊條的牌號第三章 鋁及鋁合金的焊接3.鋁及鋁合金焊條的選用鋁及鋁合金焊條的選擇見表3-12。第三章 鋁及鋁合金的焊接 鋁及鋁合金焊絲，主要用于

6、鋁及鋁合金的氬弧焊及氧乙炔氣焊時的填充材料，焊絲的選擇,主要是依據(jù)母材的種類、焊接接頭的力學(xué)性能、抗裂性能、耐腐蝕性能、以及陽極化處理后，焊縫于母材的色彩是否協(xié)調(diào)來綜合考慮。第三章 鋁及鋁合金的焊接（2）鋁及鋁合金焊絲牌號舉例常用鋁及鋁合金焊絲的選擇見表3-13。3.鋁及鋁合金焊絲的選擇第三章 鋁及鋁合金的焊接常用的鋁及鋁合金熔劑配方見表3-14。熔劑的牌號表示方法如下：1.鋁及鋁合金熔劑的牌號第三章 鋁及鋁合金的焊接2.鋁及鋁合金熔劑牌號舉例第三章 鋁及鋁合金的焊接 由于鋁及鋁合金的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡瑹釋?dǎo)率很大，容易造成鋁及鋁合金產(chǎn)生未熔合缺陷，在焊接生產(chǎn)中的主要問題有以下幾個：主要問題1.

7、鋁的比熱和熱導(dǎo)率比鋼大2.線膨脹系數(shù)較大3.鋁和氧的親和力大4.容易產(chǎn)生氣孔5.鋁及鋁合金熔化時無色澤變化6.焊接熱裂紋7.焊接接頭的等強(qiáng)性8.焊接接頭的耐蝕性第三章 鋁及鋁合金的焊接 根據(jù)鋁及鋁合金的焊接特點，應(yīng)用較多的焊接方法的主要有氧乙炔氣焊、焊條電弧焊、氬弧焊、電阻點焊和電阻縫焊等。1.氧乙炔氣焊（1)氧乙炔氣焊工藝要點 氧乙炔氣焊主要用于純鋁、3A21（LF21）鋁-錳合金、5A02（LF2）鋁-鎂合金以及鑄造鋁合金的焊接與焊補(bǔ)。由于易氧化，易采用中性火焰，嚴(yán)禁使用氧化火焰。當(dāng)焊件的厚度15mm時，焊前可不預(yù)熱；當(dāng)焊件的厚度15mm或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜時，焊前應(yīng)該預(yù)熱至200300。焊接手法

8、：當(dāng)焊件厚度3mm時，一般采用左焊法；焊件厚度4mm時，宜采用右焊法。第三章 鋁及鋁合金的焊接（2）焊接參數(shù) 氧乙炔氣焊噴嘴與焊絲的選擇見表3-15。氣焊鋁板厚度與焊炬規(guī)格、乙炔消耗量的選用見表3-16。第三章 鋁及鋁合金的焊接2.焊條電弧焊(1)焊條電弧焊工藝要點 焊接時，采用短弧進(jìn)行焊接。(2)焊接參數(shù) 鋁及鋁合金焊條電弧焊的焊接參數(shù)見表3-17。第三章 鋁及鋁合金的焊接3.氬弧焊（TIG焊） (1)手工鎢極氬弧焊工藝要點 手工鎢極氬弧焊（手工TIG焊）焊接方法適用于焊接0.55.0mm的鋁及鋁合金焊件，機(jī)械化鎢極氬弧焊可以焊接112mm的環(huán)縫或縱縫。 1）引弧要點：鋁及鋁合金手工鎢極氬弧

9、焊時，采用脈沖引弧或高頻震蕩器引弧，不允許在焊件上直接引弧，可先在石墨板或鋁板上引燃電弧，然后等到電弧燃燒穩(wěn)定后，再將焊接電弧引入焊接區(qū)。 2）焊接操作要點：用手工鎢極氬弧焊焊接鋁及鋁合金時，通常采用左焊法，即焊接電弧自右向左移動，焊槍應(yīng)該平穩(wěn)而勻速向前做直線運動，弧長穩(wěn)定，保持短弧焊接。剛開始焊接時，焊槍從距焊件端部1525mm處，采用右向焊法焊接至始焊端，然后再采用左向焊法從始焊端開始正式焊接。焊縫進(jìn)行接頭焊接時，電弧在斷弧處引弧，待電弧燃燒穩(wěn)定后向右移動1015mm，然后再向左移動焊槍。第三章 鋁及鋁合金的焊接 3）填加焊絲要點：填加焊絲的方法有推絲填絲法和斷續(xù)點滴填絲法兩種。 推絲填絲

10、法，焊接時焊槍不擺動，適當(dāng)加大焊接電流和焊接速度，用短弧焊接。填絲時，焊絲沿著焊槍前進(jìn)的方向緊貼著焊縫左側(cè)，向熔池做推動式填絲，并且焊絲不脫離熔池，每次向熔池的填絲量不要過多，此法適用于T形接頭及搭接接頭的焊接，推絲填絲法操作見圖3-2。 斷續(xù)點滴填絲法，適用于對接、角接和卷邊對接接頭的焊接，斷續(xù)點滴填絲法操作見圖3-3。圖3-2 推絲填絲法操作圖3-3 斷續(xù)點滴填絲法操作第三章 鋁及鋁合金的焊接3.氬弧焊（TIG焊） (2)熔化極氬弧焊工藝要點 焊接電流大，熱量集中，熔深大，焊接速度相應(yīng)地增加，生產(chǎn)率比手工鎢極氬弧焊提高近20倍，適用于中等厚度較規(guī)則的縱焊縫、環(huán)焊縫及平焊位置的鋁及鋁合金的焊

11、接。 (3)焊接參數(shù) 手工鎢極氬弧焊接參數(shù)見表3-18。純鋁、鋁鎂合金焊接參數(shù)見表3-19。純鋁、鋁鎂合金、硬鋁自動熔化極氬弧焊的焊接參數(shù)見表3-20。第三章 鋁及鋁合金的焊接4.電阻焊（1）鋁及鋁合金電阻焊的特點鋁及鋁合金電阻焊的特點1）電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率較高2）塑性溫度范圍窄、線脹系數(shù)大3）焊件表面易生成氧化膜4）焊接電流過大，焊件表面容易過熱第三章 鋁及鋁合金的焊接（2）點焊和縫焊的工藝要點點焊和縫焊的工藝要點1）多用于搭接接頭，厚度在4mm以下，間隙每100mm長，間 隙不大于0.3mm。2）采用鍛壓和二次脈沖電流的焊接參數(shù)3）鋁合金板材各個焊點之間，要有間隙。(鋁及鋁合金點焊最小的搭邊寬

12、度、焊點間距和排間距見表3-21。)4）點焊剛度較大的焊件時，焊前應(yīng)對焊件采取預(yù)壓力的措施。5）塑性較好的鋁及合金焊接時，應(yīng)采用小的焊接壓力。6）適當(dāng)增加焊接壓力和焊接時間，可以防止焊接飛濺。7）鋁及鋁合金焊接時，滾盤電極的壓力與焊接同樣厚度的低碳鋼的壓力接近，焊接速度比鋼的焊接速度低，并且隨著焊件的厚度的增加而減小。8）鋁及鋁合金焊前進(jìn)行清理后，在空氣中存放時間不要過長。9）縫焊參數(shù)的選擇原則上與點焊相同，但是，縫焊盡量選用硬參數(shù)，即：縫焊的電流比點焊的電流要大20%30%、通電時間要減小30%50%、而電極壓力要增大10%25%。第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢

13、極氬弧焊（1）焊機(jī) 選用WSE5-315手工交直流鎢極氬弧焊機(jī)臺。（2）焊絲 選用焊絲為HS331，3.0mm。（3）焊件 5A02鋁合金管，51mm3mm，長為150mm，共兩件，用車床下料，形坡口。（4）輔助工具和量具 鋼絲刷、焊縫萬能量規(guī)、錘子、鋼直尺、劃針、樣沖、三角刮刀，不銹鋼絲輪。1.焊前準(zhǔn)備第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢極氬弧焊5A02（LF2）鋁合金管的裝配見圖3-4。2.焊前裝配定位及焊接圖3-4 5A02（LF2）鋁合金管的裝配第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢極氬弧焊（1）準(zhǔn)備焊件采用不銹鋼絲輪打磨或用三角刮刀刮削焊

14、件表面，并清除焊件坡口面及兩側(cè)各15mm范圍內(nèi)的氧化膜，或用化學(xué)溶液進(jìn)行清理，化學(xué)溶液成分見表3-25。（2）焊件的裝配把打磨好的焊件裝配成形坡口的對接接頭，間隙為2mm，在時鐘的10點和2點的位置各定位焊20mm長。5A02鋁合金管對接水平固定手工鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)見表3-26。2.焊前裝配定位及焊接第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢極氬弧焊（3）焊接操作 1）采用蹲位焊接，把焊件固定在適當(dāng)?shù)母叨?，焊縫分為兩個半圓，起弧點在時鐘6點的位置左或右附近，見圖3-5。圖3-5 鋁合金管對接水平固定手工鎢極氬弧焊的定位焊及焊接 a）焊槍引弧示意圖b）仰焊與平焊示意圖第三章

15、 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢極氬弧焊（3）焊接操作 2）仰焊段的焊接：由時鐘6點鐘位置向4點鐘區(qū)域焊接時，焊絲應(yīng)送入熔池內(nèi)1/3處，并且還要有向上推的動作。 3）立焊段的焊接：由時鐘4點鐘位置向2點鐘區(qū)域（或者由8點鐘向10點鐘）焊接時，焊絲應(yīng)送入熔池的1/4處，而且焊接速度要比仰焊速度快些。 4）平焊段的焊接：由時鐘2點鐘位置向12點鐘區(qū)域（或者由10點鐘向12點鐘）焊接時，焊絲送入熔池的1/5處，而且焊接速度比立焊速度稍快些第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練1 鋁合金管的對接水平固定手工鎢極氬弧焊焊后用不銹鋼絲輪打磨焊縫，清理氧化膜和焊接飛濺。3.焊縫清理4.焊縫質(zhì)量檢

16、驗焊縫質(zhì)量檢驗1）焊縫不允許有夾渣、裂紋、未熔合、未焊透。2）焊縫余高：正面3.0mm，背面3.0mm。3）表面凹陷：0.15mm。4）咬邊：正面0.5mm，背面0.5mm。5）錯邊量：1.0mm。第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練2 5A02鋁合金板的電阻點焊1.焊前準(zhǔn)備（1）焊機(jī) DN2-200（直壓工頻點焊機(jī)）。（2）焊件 5A02鋁合金板，=（11）mm，長為30mm，寬為200mm兩件。按表3-25溶液配方進(jìn)行化學(xué)清理，焊點位置見圖3-6。（3）輔助工具和量具 活扳手、砂布、板銼、點焊試件撕裂卷棒、鋼絲鉗、臺鉗、三用卡尺、錘子、手鋸等。圖3-6 點焊試件焊點位置第三章 鋁及鋁合金的焊接訓(xùn)練2 5A02鋁合金板的電阻點焊2.焊前裝配定位及焊接將兩個焊件按圖3-6進(jìn)行組裝，然后，按表3-27選定焊接參數(shù)。第三章 鋁及鋁合金的焊