铝及铝合金焊接工艺参数介绍步骤及注意事项.docx

招品M/砒
铝及铝合金的焊接工艺技术参数介绍、方法、步骤及注意事项
一、为什么MIG焊铝的工艺难题较多
答：MIG焊铝的工艺难题主要有：
(1) 铝及铝合金的熔点低(纯铝660。0,表面生成高熔点氧化膜(AL2O32050。0，容易造成焊接不熔合；
(2) 低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹；
(3) 母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔；
(4) 铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的难度较大；
(5) 焊接变形较大。
二、铝及铝合金焊接难点
(1) 强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的A12O3膜薄，厚度约0.1叩。A12O3的熔点高达2050。远远超过铝及铝合金的熔点(约660。0，而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。
(2) 较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。
(3) 热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。
(4) 容易形成气孔形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/1g,而在660P凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/1g,使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔
招品M/砒
池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝内成为气孔。孤柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。
(5) 接头不等强度铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%〜1%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%〜505。
(6) 焊穿铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。
三、铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作？
(1) 焊前清理清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重要措施。
a化学清洗 效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺，见表1。
表1铝及铝合金的化学清洗法
工艺
材料
脱脂

洗
中和光化
冲洗
T垛
容敞的
质最分数
温度
CD
时间
冲洗诚3港浪的质量％数
温度
时词
Ijhin)

沔油媒油

40—50
>20

3眺
室温

潜水
低温千蝶
铝铉含金
汽油螺油
6 AL。*
4。〜50

漕水
3睢
室温
[7
渚水
风干或低温干燥
b机械清理先用有机溶剂(丙酮、松香或汽油)擦拭焊件表面的油污，然后用细铜线刷至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h内施焊，否则应重新清理。
(2) 垫板：为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。
招品M/砒
(3) 预热：对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为1 〜3°C。
四、铝及铝合金焊后应进行哪些清理工作？
焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理干净，否则在空气、水分的作用下，残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。因此，焊后应立即严格清除焊件上残存的污物。
常用的清渣方法和步骤：
(1) 在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。
(2) 将焊件在温度为60〜80P、质量分数为2%〜3%的铭酐水溶液或重铭酸钾溶液中浸洗约5〜10min，并用硬毛刷仔细洗刷。或者将焊件放于15〜20P质量分数为10%的硝酸溶液中浸洗10〜20min。
(3) 在热水中冲刷洗涤焊件。
(4) 将焊件用热空气吹干或在1°C干燥箱内烘干。
五、铝及铝合金钨极氩弧焊的焊接工艺。
(1) 焊丝的选用 铝及铝合金用焊丝牌号见表2。其中HS311是一种通用焊丝，采用这种焊丝焊接时，金属流动性好，有较高的抗热裂性能，并能保证一定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si,降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接铝镁合金时应采用HS331。
表2铝及铝合金用焊丝牌号
统一
牌号
名粽
化学成醒〔质垦分数J〔X)

用途

Mn

Fs-
a
母村
抗拉卷度
(肿心

现崩丝

贤量晚铝
70—60
纯铝技接头质量要求系高的^合金
ifiSSLl
粗硅曾金焊箜

-
4^6

喙量LF21
120^-140
除铝镁含金以队的^合金
MS3Z1
铝锭合金焊坦

1.0—1.6
-

余量LFE1
120—140
铝链合金
itS331
辂铭合金焊理
4.
0.2—C.SC.2--^.5
<0.4
余量g
2^—260
相镁合金

碧品M/砒
(2) 焊接接头及坡形式 坡形式见表3。
表3焊接接头及坡形式
/mm
姓
了
*极
/ 3±U33i
WiVtgE:/ IIAill

电通,』报恒
/A
MY踵
.-<I.XTnin>
的炽iM攻
N
咦Wit村/faun
1
1
蹬'
】「5
：】
1
朗一m
E-—

6
2
2. 4
2

5~易

3

3
i*-a
]9〜gg
fi—&

a
4
榻
3
奁
W2£i ~ E 70

1Q
S

3
1
3
◎仙--310
<>—11
SOO
g
G

4
4
S
3—aao
】 J0 ~ M

g〜12
7

4
5
2—3
"Of 4g
13 —H
1O0
,a
—

1

&
一』
5

3SD—+IM
141—16

J2—14
1Q
窿
—V

5
3/1
flDCi

4g
】£〜1R
12

&

5fcM--42O
ZO--23
4—4SO
1枯~，歌
14
4
6
3—4/B
4DO—aso
22—
司 SO—55。

(3) 焊接电源 应选用交流电源。
(4) 铝及铝合金手工钨极氩孤焊和自动钨极氩孤焊的焊接工艺参数，分别见表4、5。
表4铝及铝合金手工钨极氩弧焊焊接工艺参数
焊件厚度
焊鲤直役
鸨极直径预热温度悍接也流
靠气布星
啧嗜孔径
焊搂层数
«-注
Gnin)
(mm )
(mm )
(e
C A)
(Viftin)
(mm )
(正画/反面)
l
L6
2

4。〜印
T~9
8
正1
卷边悍
1.5
1.6—2 0
2

50^80
T~9
8
正1
卷边或单面对接焊
2
2—2.5
2~3

90^120
0^12
gl2
正1
对接焊
3
W~3
3

L5D〜伽
&^12
0^12
正1
丫彩城对接
4
3
4

1町〜2*
F〜。〜m
IALILVCAL
COM?
Y形坡对接
5
沁4
4

130^24u
^^10

ji~ai
Y形坡对接
6
4
S

240^280
1S^2O
L4~16
1^2/1
Y形坡对接
6
4~5
5
1
160^320
M〜20
L4~l&
2/1
T形坡对接
10
4~5
5
1—150
230^340
16—20
14~1B
3~4/1~2
Y形坡对接
12
4〜S
S~6
150—2
30。~360
13—22
16~2D
3 〜d/iy
Y形坡对接
14
S心
5~6
180^2
340^380
20^24
16^20
3〜4,1/^2
丫形坡对接
1&
S~6
6
2^220
34。〜3如
2D 〜24
IE〜20
4~5/1 〜2
T形坡对接
18
5—6

2—240
350^4
25~即
13^E0
4~5/1~2
Y形坡对接
20
汁$
6
汕〜湖
36。~4。0
25~3。
20—22
4~5八~2
T形坡对接
16^20
S心
8
2^260
3^380
25 〜3D
16^20
2〜犯~3
取佻坡对接
N~25
S~6
6~T
2^260
350^4
3。〜35
E〜22
3〜财3〜4
双谜坡对接

碧品M/砒
表5铝及铝合金自动钨极氩弧焊焊接工艺参数
焊件厚度
Grini)
堤接屋数
鸨极直径
([rim )
焊些直径
喷嘴孔径
(mm )
氟气流星(L/min)
焊接电流
(2
送蛇速度Gn/h)
(mm )
1
1
1.5—2
1. &
S—10

120—1B0

2
1
3
1.6—2
8—10
12—14
180—2Z0
65—TO
3
IS
4
2
10-^14
1W18
220^240
65^-70
4
1—2
5
2—3
10—14
14—13
240—2S0
70—75
5
2
5
2—3
12—16
16—20
280—320
70—75
Ef
2^3

3
14-^18
18^24
280^320
75^-80

2^3
6
3-^4
1—IE
13^24
3^340
80^-85

六、试述铝及铝合金熔化极氩弧焊的焊接工艺参数。：
自动熔化极氩孤焊焊接铝及铝合金时的焊接工艺参数，见表6。焊接电源采用直流反接。
表6铝及铝合金自动熔化极氩弧焊焊接工艺参数
庠件
牌号
焊丝
牌号
焊件厚度Grim)
坡
形式
坡民寸
焊姓
直径
喷嘴
孔径
氯气
流是
(L/min〕
焊接电流
电弧
电压
cy
尊援
透度
Mh)
备注
Gnm〕
坡角度(° )
间隙
Qnm〕
EPS
SAiMgS
5

2.0
22
2B
240
21-^22
42
单面焊取面成形

6

D〜。.5
2.5
22
3Q 〜35
230—260
26^27
25

8

4
1
D〜。.5
2.5
22
30—35
3~320
26^27
24—28

10

6
1
E1
3.0
28
30^35
310^330
27-^28
18

12

8
1
0—1
3.0
28
30—35
320—340
明〜眺
15

L2L3
12
14

10
1
0~1
4.0
28
•如〜45
380~4
29~31
18

16

12
1
0—1
4.0
28
4 〜45
380—420
29〜31
17-—20

20
25

站
%
n~i
CAI-
1 n
…
28
50—60
50—60
450—5
490—550
29—31
29—31
17—19
正反面均焊1层

28—30

16
1
0 — 1
4.0
28
50—60
560—570
29—31
13—15

12
U44：:
S
120
0—1
3.Q
22
扣〜35
320—350
果〜3
24

EF2
LF3
18
14
120
0^1
4.0
28
50^60
450^470
29-^30
18. 7

U3
LF5
20
Tt-
16
120
0—1
4.0
28
50—60
4F0—7
28—30
IS

25
i1 JK1
16
120

4.0
28
50~60
490~520
29~31
1B~19

LY11
SAISi5
50

75
D〜。.5
4.2
28
50
450—5
W4~27
15~18
也可采用应面哧坡跑边628mm

七、试述铝及铝合金的气焊接接工艺。
(1) 接头形式铝及铝合金气焊时不宜采用搭接接头和T形接头，因为这些接头易于残留气焊熔剂和焊渣，不便焊后清理。
(2) 火焰和焊嘴号码气焊时火焰可采用中性焰(或轻微碳化焰)，焊嘴号码根据铝板厚度进行选择，见表7。
碧品M/砒
表7铝及铝合金气焊焊接工艺参数
悍件厚度C mm )
13
1,5~2,
3. 〜4, 0
5. Q~7,V
7. 0—10.0
10.0—2Q. 0
焊丝直径血m〕
1. 5^2. 0
2.0^2.5
2. S3. 0
4 0^5.0
5.0^6.0
5.0^6.0
射吸式焊炬型号
H01—&
HQL 〜E
顿~5
加1〜IE
H01—12
H01—£0
埠嗑号码
1

焊嘴孔径血mJ
0. 9
0.9—1.0
1. 1—1. 3
1. 4—1.6
1.6—2.0
3.0—3.2
乙焕或消耕量(L/h〕
75^150
150^3
3^5
5-^14
14^20
-^25

(3) 定位焊定位焊时的工艺参数见表8。
表8铝及铝合金气焊定位焊工艺参数
焊件厚度(mm )
< 1.5
l.S~W.D
3〜4
S~T
T〜1CI
10^1&
> 16
定位焊间距
10—30
30—50
50—70
80—1
1—120
120—180
1配〜约D
定位焊解长度
S〜8
6—10
10—15
20—30
30—40
4050
50—60
定位焊缝余高
1~1. 2
1.2^2
2. 5^3
注〜5
35
5^7
6^0

(4) 焊嘴和焊丝倾角焊薄板时，焊嘴倾角约为30°〜45°,焊丝倾角约为
40°〜50°；焊厚板时，焊嘴倾角应为50°左右，焊丝倾角为40°〜50°。