./鋁及鋁合金的焊接工藝技術參數介紹、方法、步驟及注意事項一、為什么MIG焊鋁的工藝難題較多答：MIG焊鋁的工藝難題主要有：鋁及鋁合金的熔點低〔純鋁660℃,表面生成高熔點氧化膜〔AL2O32050℃,容易造成焊接不熔合；低熔點共晶物和焊接應力,容易產生焊接熱裂紋；母材、焊材氧化膜吸附水分,焊縫容易產生氣孔；鋁的導熱性是鋼的3倍,焊縫熔池的溫度場變化大,控制焊縫成型的難度較大；焊接變形較大。二、鋁及鋁合金焊接難點強的氧化能力鋁在空氣中極易與氧結合生成致密結實的Al2O3膜薄,厚度約0.1μm。Al2O3的熔點高達2050℃,遠遠超過鋁及鋁合金的熔點〔約660℃,而且體積質量大,約為鋁的1.4倍。焊接過程中,氧化鋁薄膜會阻礙金屬之間的良好結合,并易形成夾渣。氧化膜還會吸附水分,焊接時會促使焊縫生成氣孔。因此,焊前必須嚴格清理焊件表面的氧化物,并加強焊接區域的保護。較大的熱導率和比熱容鋁及鋁合金的熱導率和比熱容約比鋼大1倍,焊接過程中大量的熱量被迅速傳導到基體金屬內部。因此,焊接鋁及鋁合金比鋼要消耗更多的熱量,焊前常需采取預熱等工藝措施。熱裂紋傾向大線膨脹系數約為鋼的2倍,凝固時的體積收縮率達6.5%左右,因此焊接某些鋁合金時,往往由于過大的內應力而產生熱裂紋。生產中常用調整焊絲成分的方法來防止產生熱裂紋,如使用焊絲HS311。

容易形成氣孔形成氣孔的氣體是氫。氫在液態鋁中的溶解度為0.7mL/100g,而在660℃凝固溫度時,氫的溶解度突降至0.04ml/100g,使原來溶解于液態鋁中的氫大量析出,形成氣泡。同時,鋁和鋁合金的密度小,氣泡在熔池中的上升速度較慢,加上鋁的導熱性強,熔池冷凝快,因此,上升的氣泡往往來不及逸出,留在焊縫內成為氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是氫的主要來源,因此焊前必須嚴格做好焊件的表面清理工作。

接頭不等強度鋁及鋁合金的熱影響區由于受熱而發生軟化、強度降低使接頭與母材無法達到等強度。純鋁及非熱處理強化鋁合金接頭的強度約為母材的75%～100%；熱處理強化鋁合金的接頭強度較小,只有母材的40%～505。

焊穿鋁及鋁合金從固態轉變為液態時,無明顯的顏色變化,所以不易判斷母材溫度,施焊時常會因溫度過高無法察覺而導至焊穿。

三、鋁及鋁合金焊前應進行哪些準備工作？

〔1焊前清理清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污,這是防止產生氣孔、夾渣的重要措施。

a化學清洗效率高、質量穩定、適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產的焊件。化學清洗分浸洗法和擦洗法兩種,清洗劑及清洗工藝,見表1。表1鋁及鋁合金的化學清洗法b機械清理先用有機溶劑〔丙酮、松香或汽油擦拭焊件表面的油污,然后用細銅線刷至表面露出金屬光澤,或者用刮刀清理表面。清理后的焊件應在4h內施焊,否則應重新清理。

〔2墊板：為了保證焊透并使焊件不致焊穿或塌陷,焊前可在接縫下面安放墊板。墊板材料可采用石墨、不銹鋼或碳鋼,表面開一圓弧形槽,以保證反面焊縫成形。

預熱：對薄、小的焊件一般可以不用預熱。焊接厚度超過5mm的焊件時,為了使接縫附近達到所需要的溫度,焊前應對焊件進行預熱,預熱溫度為100～300℃。

四、鋁及鋁合金焊后應進行哪些清理工作？

焊件焊后留在焊縫及鄰近的殘存熔劑和焊渣,需要及時清理干凈,否則在空氣、水分的作用下,殘存的溶劑和焊渣會破壞具有防腐作用的氧化鋁薄膜,激烈的腐蝕焊件。因此,焊后應立即嚴格清除焊件上殘存的污物。

常用的清渣方法和步驟：

在熱水中用硬毛刷仔細地洗刷焊接接頭。

〔2將焊件在溫度為60～80℃、質量分數為2%～3%的鉻酐水溶液或重鉻酸鉀溶液中浸洗約5～10min,并用硬毛刷仔細洗刷。或者將焊件放于15～20℃質量分數為10%的硝酸溶液中浸洗10～20min。

〔3在熱水中沖刷洗滌焊件。

〔4將焊件用熱空氣吹干或在100℃干燥箱內烘干。

五、鋁及鋁合金鎢極氬弧焊的焊接工藝。

焊絲的選用鋁及鋁合金用焊絲牌號見表2。其中HS311是一種通用焊絲,采用這種焊絲焊接時,金屬流動性好,有較高的抗熱裂性能,并能保證一定的強度。但在焊接鋁鎂合金時,焊縫中會出現脆性化合物Mg2Si,降低接頭的塑性和耐腐蝕性。焊接鋁鎂合金時應采用HS331。表2鋁及鋁合金用焊絲牌號焊接接頭及坡口形式坡口形式見表3。

表3焊接接頭及坡口形式焊接電源應選用交流電源。鋁及鋁合金手工鎢極氬弧焊和自動鎢極氬弧焊的焊接工藝參數,分別見表4、5。表4鋁及鋁合金手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數表5鋁及鋁合金自動鎢極氬弧焊焊接工藝參數六、試述鋁及鋁合金熔化極氬弧焊的焊接工藝參數。：自動熔化極氬弧焊焊接鋁及鋁合金時的焊接工藝參數,見表6。焊接電源采用直流反接。表6鋁及鋁合金自動熔化極氬弧焊焊接工藝參數七、試述鋁及鋁合金的氣焊接接工藝。

接頭形式鋁及鋁合金氣焊時不宜采用搭接接頭和T形接頭,因為這些接頭易于殘留氣焊熔劑和焊渣,不便焊后清理。

火焰和焊嘴號碼氣焊時火焰可采用中性焰〔或輕微碳化焰,焊嘴號碼根據鋁板厚度進行選擇,見表7。

表7鋁及鋁合金氣焊焊接工