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(yù)備

　　選用化學(xué)或機(jī)械辦法，嚴(yán)厲整理焊縫坡口兩邊的外表氧化膜。

　　化學(xué)清潔是運(yùn)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(xì)技術(shù)進(jìn)程如：體積分?jǐn)?shù)為6%～10%的氫樣化鈉溶液，在70℃擺布浸泡0．5min→水洗→體積分?jǐn)?shù)為15%的硝算在常溫下浸泡1min進(jìn)行中和處理→水洗→溫水洗→枯燥。洗好后的鋁合金外表為無光澤的銀白色。3、預(yù)熱是指焊前對焊件整體或局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施，其主要目的是減小接頭焊后的冷卻速度、避免產(chǎn)生淬硬組織和減小焊接應(yīng)力與變形。

　　機(jī)械整理可選用風(fēng)動或電動銑刀，還可選用刮到、銼刀等東西，關(guān)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(dāng)即施焊，假如放置時刻超越4h，應(yīng)從頭整理。

　　（2）確定安裝空隙及定位焊距離

　　施焊進(jìn)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(jìn)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；經(jīng)過一定程度的冷加工可強(qiáng)化基體強(qiáng)度,部分牌號的鋁合金還可以通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化處理3、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。相反，安裝空隙過大，則施焊艱難，并有燒穿的也許。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(xiàng)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(shù)參數(shù)如表2。

　　（3）挑選焊接設(shè)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(hù)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。該焊機(jī)工作時，因?yàn)闇贤娏鞯臉O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。在焊接過程中，會阻礙金屬之間的熔合，易形成夾渣，而且氧化鋁薄膜還吸附了較多的水份，焊接時會促使焊縫生成氣孔。

　　（4）挑選焊絲

　　通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。

　　（5）選取焊接辦法和參數(shù)

　　通常以左焊法進(jìn)行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時，以右焊法進(jìn)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)。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(dāng)管徑為200mm，壁厚為6mm時，應(yīng)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。鋁合金焊接的主要方法有兩個：1、交流TIG焊，設(shè)備較簡單，操作與氣焊方法相近。

鋁合金焊接時為什么選用交流電源的原因

鎢極亞弧焊采用直流正極性(DCSP)，鎢極為陰極，因鎢極的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高，為熱陰極。鎢極發(fā)射電子能力強(qiáng)，在其發(fā)射電子的同時。帶走了逸出功的熱量，對鎢極產(chǎn)生了冷卻作用。因此可以采用較細(xì)的鎢極，通過較大電流，電流密度較大，則電弧穩(wěn)定，焊縫成形良好，形成深而窄的焊縫形狀。甚至在將鎢極端頭磨成圓錐狀的情況下，焊接時仍能保持圓錐尖的形狀，使得電弧在處產(chǎn)生，于是盡管小電流時，電弧仍十分穩(wěn)定，有利于焊接薄板。DCSP法主要用于鋼、銅和鈦等金屬的焊接。適當(dāng)?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(yīng)力裂紋。

直流反極性(DCRP)時，鎢極為陽極，弧柱中的電子帶來弧柱高溫和進(jìn)入陰極時釋放逸出功，這些能量均用于加熱鎢極，而使鎢極過熱和熔化。因此在鎢極為陽極時許用電流很小，僅為鎢極為陰極時的1/10左右。鎢極端頭形狀都是圓球狀。另一方面，工件為陰極，陰極斑點(diǎn)不穩(wěn)定。由于陰極斑點(diǎn)的游動，使得電弧分散，加熱不集中，而得到淺而寬的焊縫，如圖1-22所示。同時對于鋁及其合金，由于其氧化膜的逸出功較低，所以陰極斑點(diǎn)游動時，不斷地尋找和清理氧化膜，從而該接法適于焊接鋁基和鎂基合金。由于反極性易使鎢極燒損而造成焊縫夾鎢，實(shí)際上DCRP法很少采用。6)分段加強(qiáng)保持原來加在外面的方式不變，避免因施工平臺不平而造成影響。

考慮到鎢極的許用電流、電弧穩(wěn)定性、焊縫成形及陰極清理作用等因素，焊接鋁合金時不宜采用直流電流。DCRP法有鎢極燒損和陰極清理作用，而DCSP法鎢極許用電流大，較小燒損，但卻沒有陰極清理作用。因此焊接鋁合金時，主要采用交流電流(AC)。

總之，鎢極亞弧焊時，對鎢極而言，陽極比陰極產(chǎn)熱多，這一點(diǎn)不同于GMAW。鋁、鎂及其合金采用交流，薄件也可以采用DCRP法(但不推薦)。其余金屬如鋼、銅和鈦等都采用直流正極性(DCSP)接法。

鋁合金焊接通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。

選擇鋁合金焊接辦法和參數(shù)

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，以多層焊完成。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(dāng)管徑為200mm，壁厚為6mm時，應(yīng)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。鋁合金TIG焊工藝參數(shù)：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㎜。