铝合金焊接通用工艺规范(定版).doc

铝合金焊接工艺规范

技术部

编制
审核
批准

××工业有限公司

2012.6.26

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前 言

本规范根据××工业有限公司，定制与实施设计规范、工艺规范、试验规范的要求，按《企业标准编写的一般规定》，为明确铝合金焊接的工艺要求而制定。
本规范是公司在铝合金焊接中的经验总结，对于生产起指导作用。
本规范编制部门：技术部
本规范制定日期：2012－6－26。

一、 目的
为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本规范。
二、编制依据
1. GB/T 985.3 《铝及铝合金气体保护焊推荐坡口》
2. GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》
3. GB/T24598-2009《铝及铝合金熔化焊焊工技能评定》
4. GBT3199-2007 《铝及铝合金加工产品贮存及包装》
5. GBT22087-2008《铝及铝合金弧焊接头缺欠质量》
6.有关产品设计图纸
三、 焊前准备
3.1 焊接材料
铝板 3A21(原LF21)及铝合金型材。
焊丝：S311铝硅焊丝 ER4043 直径φ2，φ3，焊丝应有制造长的质量合格证，领取和
发放由管理员统一管理。铝硅焊丝抗裂性好，通用性大。
3.2 氩气
氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.99%，所用流量8-16升/分钟，气瓶中的氩
气不能用尽，瓶内余压不得低于0.5MPa ，以保证充氩纯度。氩气应符合GB/T4842-1995。
3.3 焊接工具
①采用交流电焊机，本厂用WSME-315(J19)。
②选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气
瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。
③输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管
代用，长度不超过30米。
3.4 其它工器具
焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消除缺陷。
3.5 焊前清理
① 化学清理：效率高，清理质量稳定，焊件清理范围一般为坡口及其两边各100mm
区域，用干净棉纱蘸丙酮溶液擦拭或用8%-10%的NaOH溶液浸泡，去除油污并干燥。
② 机械清理：适用于多层焊层间的清理，先用汽油、丙酮等有机溶剂进行表面脱脂，再用直径不大于0.15mm的铜丝或不锈钢丝刷刷至露出铝本色为止，也可用刮刀清理，效果良好。
3.6 焊前预热和使用垫板
①预热要求 薄板一般可不预热。壁厚5mm以上的焊件则应进行100～300℃预热。
②垫板使用 由于铝及铝合金高温强度低，铝液流动性很好，焊接时易引起熔池塌陷，
故使用垫板承托熔池。垫板材料可为石墨、不锈钢或者普通碳钢。
3.7 焊接坡口
焊缝的坡口形式和尺寸应应符合本规范附录1的规定。 切割后的坡口表面应进行清理，并达到平整光滑、无毛刺和飞边。
3.8 焊接场所与焊接环境
装配焊接应尽量在车间内干净的工作台上进行，氩气保护焊时风速应小于2m/s，风大时
作业场所要围上挡板进行焊接，其相对湿度≤90%。
四、焊接工艺要求
4.1 手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。
4.2 焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。
4.3 焊接前应在试焊板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。
4.4 宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3倍。
4.5 引弧宜在引弧板上进行，纵向焊缝宜在熄弧板上熄弧。引弧板和熄弧板的材料应与母材相同。
4.6 手工钨极氩弧焊的焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝与焊缝表面的夹角宜为15°，焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°，喷嘴到焊件的距离为8～12mm。
4.7 多层焊时宜减少焊接层数，层间温度宜冷却至室温，且不应高于65℃。层间的氧化铝等杂物应采用机械方法清理干净。
4.8 对厚度大于5mm的立向焊缝，宜采用两人双面同步氩弧焊工艺。
4.9 当钨极氩弧焊的钨极前端出现污染或形状不规则时，应进行修正或更换钨极。当焊缝出现触钨现象时，应将钨极、焊丝、熔池处理干净后方可继续进行施焊。
4.10 当熔化极氩弧焊发生导电嘴、喷嘴熔入焊缝时，应将该部位焊缝全部铲除，更换导电嘴和喷嘴后方可继续施焊。
4.11 手工钨极氩弧焊电弧电压在8-20V,弧长应在0.5～3mm，采用铈钨极，放射性更小。
4.12 手工钨极氩弧焊焊接工艺参数宜符合下表规定。
铝及铝合金手工钨极氩弧焊（TIG）焊接参数（交流电源)
板厚/mm
焊接层数
钨极直径/mm
焊丝直径/mm
焊接电流/A
氩气流量/L·min－1
喷嘴孔径/mm
坡口形式
1
1
2
1.6
45～60
7～9
8～10
卷边
2
1
3
1.6～2
90～120
12～14
8～10
Ⅰ形
3
1～2
4
2
150～180
14～18
10～14
Y形
4
1～2
5
2～3
180～200
14～18
10～14
5
2
5
2～3
180～240
16～20
12～16
6～8
2～3
5～6
3
260～320
18～24
14～18
8～12
2～3
6
3～4
300～360
18～24
14～18
五、 预防焊接缺陷，获得优质焊接接头的措施
5.1加强焊前对工件及焊材的清理（特别是对接接头坡口端面处的表面），减少氧、氮氢
的来源 。
5.2采用高纯度保护氩气（Aｒ≥99.99%）。
5.3焊接时焊枪要带拖罩，且对温度超过400℃区域的焊道正、背都要严加保护，防止氧、
氮、氢的侵入。
5.4选择适当的焊接线能量，既要防止线能量大造成接头过热，也要避免热输入过小，
相变时产生较多的脆性相，还要使熔池保护足够的时间，有利于氢气的逸出。
5.5采用适当的夹具、压板，同时选择合理的焊接顺序（如对称焊、跳焊、逐步退焊等），
以防止和减少变形。
5.6当焊件从中心向外进行焊接时，具有大收缩量的焊缝宜先施焊，整条焊道应连续焊
完。必要时采取反变形方法，并应留有收缩余量。
5.7电弧擦伤处的弧坑需经打磨，使其均匀过渡到母材表面，当打磨后的母材厚度小于规定值时，则需补焊。
5.8接弧处应保证焊透和熔合。
六、焊缝检验
6.1焊接结束，清理焊缝表面的飞溅和污物后，所有焊缝进行100%外观检查。
6.2焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、未焊透、咬边等缺陷。
6.3焊缝表面余高不低于母材，一般余高为0～1.0mm，焊缝宽度比坡口每侧增宽0.5～1.5mm。
七、钨极氩弧焊（TIG）安全规程
7.1焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离焊接场所不得小于5ｍ。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接场所不得小于10ｍ。氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。
7.2手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对焊机进行全面检查。确定没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。
7.3应经常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。
7.4焊工离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。
7.5钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。焊枪和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）。如有条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。
7.6氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖等。为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶鞋。

附录1
铝及铝合金手工TIG焊坡口形式和尺寸
焊接
方法
项次
厚度T
mm
坡口名称
坡口形式
坡口尺寸
备注
间隙
（mm）
钝边p
（mm）
坡口角度α
（°）
手
工
钨
极
氩
弧
焊
1
1~2
卷边

—
—
卷边高度T+1不填加焊丝
2
＜3
I型坡口

—
—

单面焊
3~5

双面焊
3
3~5
V型坡口

0~2
1~1.5
70~80
(a) 横焊位置坡口角度上半边40°~50°, 下半边20°~30°;
(b)单面焊坡口根部内侧最好倒棱
5~12
2~4
1~2
60~70
4
4~12
带垫板V型坡口

3~6
—
50~60
5
＞12
X 型坡口

0~2.5
2~3
60~80
6
≤6
不开坡口T形接头

0.5~1.5
—
—

7
6~10
T形接头单边V型坡口

0.5~2
≤2
50~55
共焊1～3层
8
＞8
T形接头对称K型坡口

0~2
≤2
50~55
每侧焊层≥2

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