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铝及铝合金氩弧焊接技术讲义
吕红平
为了有效的掌握铝及铝合金的焊接技术，必须进一步了解金属的基本性能、焊接特点、焊接材料、焊接设备、焊接操作方法及接头质量检验等内容。
在实际的焊接现场中，我们很需要掌握一些铝及铝金的基本理论知识，具体焊接工艺参数和经验等资料。
一、 铝及铝合金的焊接基础知识
1、铝的一般特性：
铝及铝合金具有独特的物理化学性能，它的外观呈银白色，密度小，电阻率小，线胀系数大和导热系数大，铝及铝合金还具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度（强度/密度），对热和光具有良好的反射率，磨削时无火花和无磁性。
纯铝的熔点为666℃（482℃-660℃之间）导热和导电性能良好，导电率仅次于金、银、铜。是铜的60﹪，塑性好很好、强度不高。
铝及铝合金的机械性能随其纯度而变化，纯度越高，强度越低，塑性越高，工业纯铝抗拉强度最低值只有50MPa，而铝镁合金的抗拉强度，则在70 MPa以上，铝及铝合金的另一特点是，随着温度升高，其抗拉强度降低，温度降低，则抗拉强度就增高，延伸率随之增加。
铝是化学性质活泼的金属，与空气接触时生成致密坚固的氧化膜。从而保护铝不被继续氧化，保护金属不受破坏。
铝对硝酸、醋酸等就常以铝作为储存容器，而对薄膜起破坏作用介质，水盐酸，碱类和食盐等，因能迅速破坏氧化膜，使铅受到腐蚀，使铅的强烈腐蚀剂。
二 铝及铝合金的分类及性能、用途
铝及铝合金具有良好的耐蚀性，较高的比强度，导电性和导热性，纯铝抗拉强度不高，但塑性好，若所含Fe、Si等杂质增加，塑性及耐蚀性降低。
在纯铝中加入Cu（铜）、Mg、Mn、Si、En、V（磺）、Cr（铬）等合金元素后，便形成了铝合金。
工业常用的铝镁合金，其镁含量多为2-6﹪，此外还含有0.15-0.8﹪的锰，以及其他杂质。
铝镁合金比纯铝有较高的强度，且有好的塑性，良好的焊接性能及较高的耐腐蚀性能。
纯铝的纯度很高、工业用纯铝可达99.9﹪一般工业纯铝为98﹪-99.7﹪，纯铝主要杂质是Fe和Si，增加Fe和Si，虽能提高强度，但却能降低塑性、导电性、抗蚀性和破坏氧化膜。
铝锰和铝镁合金属于防锈铝合金。强度比纯铝高，并有优秀的抗蚀性和焊接性能。
铝镁合金应用最广，特点是密度比纯铝小，有很好的抗海水腐蚀性，焊接性和抛光性，塑性优秀（Mg≤5﹪）强度比纯铝和铅锰合金高。
铸造铝合金。铝锌合金常用来制造发动机内燃机的零件、汽缸体，汽缸盖及设备部件，优点是无论强度，抗蚀性、耐冲击和表面装饰性能高的铸件。
铸造铝大致可分四大类：
铝硅 铝镁 铝铜 铝锌。
三、 铝及铝合金的焊接特点
大家知道，焊接铝及铝合金比焊接钢要难的多，这是由于铝及铝合金本身的物理和化学性质所决定其焊接特点是易氧化、易生成气孔、变形大、甚至还存在着有裂纹的倾向，主要表现如下：
1、 强的氧化力
铝与氧的亲和力很强，在空气中极易生成A12O3薄膜，厚度约为0.1um,熔点高达2050℃，远远超过铝几铝合金的熔点（660℃），在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间良结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔，这些缺陷，都会减低焊接接头的性能，为了保证焊接质量，焊前必须严格清理，焊件表面的氧化物，对熔化金属和处于高温的金属进行有效保护，这是铝及铝合金焊接的一个重点特点，具体保护措施是：①焊前机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物。②焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护。
2、 铝的热导率和比热大，导热快
尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中，功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施才能实现熔焊过程。
3、 线膨胀系数大
铝及铝合金的线膨胀系数大约为钢的2倍，焊接时热胀冷缩量大因此一产生焊接变形，防止变形的有效措施除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板尤其如此。
4、 容易形成气孔
5、 焊接接头中的气孔时铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分，焊接材料及母材表面所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝产生气孔。
6、 铝及铝合金的液体溶液很容易吸收气体，在高温下溶入大量气体，在由液态凝固时，冷却凝固过程来不及析出，而形成气孔，为了获得的良好的焊接接头，对氢的来源加以严格的控制，焊前必须严格限制所使用的焊接材料（包括焊丝、焊条、溶剂、保护气体）的含水量，使用前进行洪干处理，清理后的母材及焊丝最好在2-3小时内焊接完毕，最多不超过24小时。
四、合金元素蒸发和烧损
某铝合金含有低沸点的合金元素（为Mg 、Zn等），这些元素在高温下容易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分降低了焊接接头的性能。为了弥补这些烧损，在调查工艺的同时，常常采用含有这些低沸点元素含量比母材高的焊丝成其他焊接材料。
铝在高温时的强度和塑性低
铝在37℃时强度仅为10Mpa焊接时会因为不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良，甚至形成均匀陷成烧穿。为了解决这个问题，焊接铝及铝合金时常采用垫板。
五、铝及铝合金材料选择
1、我们说说铝及铝合金焊丝
HS301的熔点为660℃，主要用作纯铝的气焊，氢忽焊。
HS表示焊丝、S表示铝及铝合金焊丝
301-纯铝HS311熔点为580℃ -610℃，它是一种通用焊丝，主要用于铝镁合金外的合金气焊，氩弧焊。
HS321的熔点为643℃-654℃，主要用于铝锰合金的气焊，氩弧焊。
HS331熔点638℃-660℃主要用于铝镁合金的气焊（氩弧焊）
铝镁合金焊接时，为了弥补焊接过程中烧损的镁含量，应采用含镁量比基体金属高1％-2％的焊丝，标准牌号HS331焊丝的含镁量在5％左右由于HS311焊丝中的Si易与基体金属中的Mg形成Mg、Si脆性相，以致降低焊缝金属的塑性及耐腐蚀性，因此一般不采用HS311焊接铝镁合金。
在进行铝镁合金材料焊接时，使焊接接头与母材保持一致性，选择焊丝考虑以下几个原则
①抗裂性 ②强度 ③耐蚀性 ④稀释率 ⑤颜色
同种铝及铝合金材料焊接的焊缝选用
当采用气焊或氩弧焊接铝镁、铝锰、铝硅等铝及铝合金时一般采用与母材成分相近的焊丝。也可采用母材切条。
焊接同种铝及铝合金时焊丝选用
母材
填充焊丝
工
业
纯
铝
L1
L1
L2
L2、L1 HS301
L3
L3、L2 HS301
L4
L3、L4 HS301
L5
L3、L4、L5 HS301
L6
L3、L4、L5、L6 HS301
铝锰
LF21
LF21、HS311、HS321
锻铝
LD2
LTI
硬铝
LY11
LY11、HS311
铸铝
ZL101
ZL101
铸铝
ZL102
ZL102
铝镁
LF2
LF2、LF3
LF3
LF3、LF5、LS331
LF5
LF5、LF6、LS331
LF6
LF6、LF14
LF11
LF11
L-铝 F-防锈铝 Z-铸铝 数字-代表级别 D-锻铝 A-代表原始纯铝或铅合金
B- Y-表示已改型
六、 熔化焊接的基本概念
a) 什么叫氩弧焊？
氩弧焊是在氩气（惰性气体）保护下的一种电弧焊方法。而我们焊接管型母线的方法，即手工钨极氩弧焊，是用交流焊接电源，通过钨极与2件产生电弧而溶化母材，焊丝、电弧、钨极熔池、焊丝末端在氩气的保护下，工件冷却凝固而联成一体的焊接方法。
b) 钨极氩弧焊的优点
① 焊接的材料范围很广特别适应与焊接活泼的金属，某些有色金属，一些特殊合金钢及部分稀有金属。
② 易于控制焊缝成型，焊缝质量好，氩弧焊是依据氩气来保护弧柱及熔池与空气隔绝可以形成的焊缝结晶细密、表面光滑，焊接接头抗腐性能好，机械性能好。
③ 氩弧焊焊缝区无熔渣焊工可以清楚地看到熔池，便于操作。
④ 可以进行全位位置焊接，也可以实行自动化。
c) 氩弧焊缺点：
氩弧不宜在露天或有风的地方进行焊接，为了保护焊缝质量及有效的氩气保护，须采取防风措施，以前我们多采用搭设简易的棚子，现在我们工地多采用集装箱，大大提高防风措施。
d) 交流氩弧焊的特性：
有“阴极雾化”作用或称“阴极破碎作用”用交流电焊接铝及铝合金时交流电在电极与工件之间的极性是周期变化的，当焊件为负件半周时，大量正离子以很高速向阴极移动，轰击熔池表面，使熔池表面难熔的金属（水氧化膜）破坏、分介，呈现出亮点。这种现象就叫阴极破碎。
e) 控制箱的作用
氩弧焊控制箱是实现焊接过程自动控制的设备，其作用：
ａ、提前送氩气；
ｂ、交频震荡器或高压脉冲引弧；
ｃ、起弧后切断交频交压电源；
ｄ、高压脉冲稳弧器，保证电弧稳定燃烧；
ｅ、采用串联电容器，消除焊接电流中的直流分量；
ｆ、焊接终止，切断电源，延时送氩气；
ｇ、实行各种动作的程序控制。
七、 铝及铝合金常见缺陷及防止措施焊缝夹钨主要缺陷
铝及铝合金常见缺陷及防止措施焊缝夹钨主要缺陷有：气孔、未焊透、裂纹、咬边、烧穿、熔池表面有严重氧化膜等外观缺陷。
铝及铝合金焊各种焊接缺陷，既有与其他电弧焊相同的，也有一些是特有的。铝及铝合金焊的焊接质量与焊前准备情况保护气体纯度，焊接参数的正确性，电极材料的质量。操作技术的熟练程度，焊接电源等因素有关，其常见缺陷产生原因及防止措施如下：
1、 气孔
⑴ 产生原因
ａ、 母材或焊丝上又油、污、锈、垢等污物；
ｂ、 保护气体纯度低、气体保护效果差；
ｃ、 气路不洁净；
ｄ、 焊接参数选择不当；
e、 焊接过程熔池保护不良，电弧不稳定或电弧太长。
⑵ 防止措施
ａ、 焊前彻底清理焊缝区和焊丝；
ｂ、 勿使喷过高，勿使焊速过大，采用合格的保护气体；
ｃ、 更换送气管路；
ｄ、 焊接参数选择合理 ；
e、 查找原因，使焊接熔池免受不良侵扰，焊接现场要有挡风装置，防止有风流动，适当的预热。
2、未焊透
⑴ 产生原因
ａ、 焊接电流太小，弧长过长，焊接速度过快；
ｂ、 间隙过小，钝边过长，坡口角度过小；
ｃ、 表面和层间存在氧化物没有清除；
ｄ、 焊枪与焊丝倾角不正确/
⑵ 防止措施
ａ、 正确选择焊接参数；
ｂ、 正确进行焊接接头和坡口准备；
ｃ、 加强焊前清理与层间的清理；
ｄ、 改进操作技术 。
3、裂纹
⑴产生原因
ａ、 结构设计不合理，焊缝过于集中，造成焊接接头拘束应力过大；
ｂ、 熔池过大，过热，合金元素烧损多；
ｃ、 收弧过快，焊丝抽回过快，导致弧坑处没有填满。；
ｄ、 焊接材料选择不当。
⑵ 防止措施
ａ、 正确设计焊接结构，合理布置焊缝，使焊缝尽量避开应力集中处，合理选择焊接顺序；
ｂ、 减少焊接电流或适当焊接速度；
ｃ、 收弧操作技术正确，加入引出板或采用电流摔减装置填满弧坑；
ｄ、 正确选择焊接材料。
4、咬边
⑴产生原因
ａ、 焊接电流太大，焊接电压太高；
ｂ、 焊接速度过快，填丝太少；
ｃ、 操作技术不熟练，焊枪摆动不均匀。
⑵ 防止措施
ａ、 调整合适的焊接电流和电弧电压；
ｂ、 适当增加送丝速度或降低焊接速度；
ｃ、 改进操作技术，力求焊枪摆动均匀。
5、焊缝夹钨
⑴产生原因
ａ、 焊接时采用接触引弧；
ｂ、 钨极末端形状与焊接参数选择不合理，使端头烧损。；
ｃ、 填充焊丝与钨极发生了接触；
ｄ、 钨极伸出长度过长
⑵ 防止措施
ａ、 采用交频脉冲引弧；
ｂ、 根据选用的焊接电流，采用合适的钨极端部形状；
ｃ、 勿使填充焊丝与钨极接触；
ｄ、 控制钨极伸出长度至合理范围。
6、烧穿
⑴产生原因
ａ、 电流过大；
ｂ、 焊速过慢；

ｃ、 坡口形成及装配间隙不合理；
ｄ、 焊工操作水平低。
⑵ 防止措施
ａ、 适当减少焊接参数；
ｂ、 合理进行坡口制备和装备间隙的调整如增大钝边，减少根部间隙；
ｃ、 改进操作技术。
7、熔池表面有严重的氧化膜
⑴产生原因
ａ、 钨极与喷嘴不同心；
ｂ、 氩气流量小；
ｃ、 气路不洁净；
⑵ 防止措施
检查上述各部是否有毛病，然后调整或更换。
8、未焊透
焊接时接头根部未完全熔透的现象。
未焊透也易造成减弱接头强度，在管母中减少了有效截面积，大大减弱了电流通过。
（1）产生原因：电流操作技术不熟练，焊接速度过快，对接间隙过大，钝边太大坡口角小，焊前不清理，氧化膜未清除。
防止未焊透措施：正确选择焊接规范参数，选择适当的对接间隙和坡口尺寸，熟练掌握操作技术，正确掌握好熔池温度。
9、未熔合
焊接时，焊边与母材之间或焊边之间未完全熔化结合的部分。
（1）产生未熔合的原因：主要是母材尚未真正熔化或有时虽已熔化，但表面氧化膜未清除就加填充金属而引起的。
（2）防止未熔合的措施：严格清除焊丝未和坡口表面的氧化膜，降低焊接速度，适当增加坡口角度和间隙，减少钝边，熟练掌握操作技术，密切注意母材焊接部分的熔化状况。
10、焊缝的外观缺陷
焊缝的外形尺寸超过了规定的尺寸范围，表现为高低不平，宽窄不一，焊脚不符合规定尺寸，焊缝成形不良，焊缝不凹等，
（1）产生的原因是焊接规范选择不当，操作技术熟练，加丝和引弧不当，没看清熔丝等。
（2）防止措施：主要以熟练焊接操作技术为主。
11、焊瘤：
焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝熔池之外，或在未熔化的母材上所形成的金属瘤。
（1）产生原因：焊接速度慢而不均匀，电流过大，温度过高，坡口与间隙不合理。
（2）防止措施
①、调查电流，坡口，间隙等焊接规范。
②、熟练掌握焊接技术，焊接速度尽量做到均匀一致。
③、控制熔池温度。
八、钨极氩弧焊
1、 手工钨极氩弧焊工艺
手工钨极氩弧焊特点：
a、 工作原理。钨极氩弧焊是采用钨极棒作为电极，利用氩气作为保护气体进行焊接的一种气体保护焊方法。通过钨极与工件之间产生电弧，利用从焊枪喷嘴中，喷出的氩气流在电弧区形成严密封闭的其层，使电极和金属熔池与空气隔离，以防止空气的侵入，同时利用电弧产生的热量来熔化基本金属和填充溶丝形成熔池。液态金属熔池凝固后形成熔缝。
由于氩气是一种惰性气体，不与金属起化学反应，可以能充分保护金属熔池不被氧化，同时氩气在高温时不熔于液态金属中，所以焊缝不易生成气孔，因此氩气的保护作用是有效和可靠的，可以获得较高的焊缝质量。
焊接时钨极不熔化，可以钨极氩弧焊又称非熔化极氩弧焊根据电源种类，钨极氩弧焊又分为直流、交流和直流脉冲三种。
⑵工艺特点
氩弧焊与其他电弧焊相比具有的优点：
①、保护效果好，焊缝质量高，氩气不与金属发生反应，也不熔于金属，焊接过程基本上是金属熔化与结晶的简单过程，因此能获得较为纯净及质量高的焊缝。
②、焊接变形和应力小，由于电弧受氩气流的压缩和冷却作用，电弧热量集中，热影响区很窄。焊接变形与应力均小，尤其适于薄板焊接。
③、易观察，易操作，由于是明弧焊，可以观察方便，操作容易尤其是用全位置焊接。
④、稳定 电弧稳定、飞溅少，焊后不用清渣。
⑤、易控制熔池尺寸，由于焊丝和电极是分开的，焊工能够很好的控制熔池尺寸和大小。
⑥、可焊材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊，特别适宜焊接化学性能活泼的金属和合金，如铝、镁、钛等。
⑵缺点：
①、设备成本高。
②、氩气电离势高，引弧困难，需要采用交频引弧及稳弧装置。
③、氩弧焊产生的紫外线是手弧焊的5-30倍，生成臭氧对焊工有危害，所以要加强防护。
④、焊接时需要有防风措施。
3、应用范围
钨极氩弧焊是一种高质量的焊接方法，因此在工业中均广泛的被采用。特别是一些化学性能活泼金属，用其他电弧焊焊接非常困难，而用氩弧焊则可容易地得到高质量的焊缝。另外，在碳钢和低合金钢的压力管边焊接中，现在越来越多的采用氩弧焊打底，以提高焊接接头的质量。
2、 手工钨极氩弧焊工艺参数
手工钨极氩弧焊的工艺参数有：焊接电源种类和极性、钨极直径、焊接电流，电弧电压、氩气流量，焊接速度，喷嘴直径及喷嘴至焊件距离和钨极伸出的长度等。必须正确的选择并合理的配合，才能得到满意的焊接质量。
①电源种类的选择
电源种类
被焊金属材料
直流正接
低碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、铜、钛及其合金
直流反接
使用于各种金属熔化极氩弧焊钨极氩弧焊很少采用
交流电源
铝、镁及其合金
采用直流正接时。正件接正极，温度较高，适于焊厚件及散热快的金属，钨棒接负极，温度低可提高许用电流，同时钨极烧损小。
直流反接时，钨极接正极烧损大，所以很少采用。
①、采用交流钨极氩弧焊时，在焊件为负，钨极正极性的半波里，阴极有去除氧化膜的作用，即“阴极破碎“作用。在焊接铝、镁及其合金时，其表面有一层致密的高熔点氧化膜，若不能除去，将会造成未熔合、夹渣、焊缝表面形成皱皮及内部气孔等缺陷，而利用反极性的半波里正离子向溶池表面高速运动，可将金属表面氧化膜撞碎，在正极性的半波里，钨极可以得到冷却，以减少钨极烧损。可以通常用交流钨极氩弧焊来焊接氧化性强的铝镁及其合金。
②、钨极直径
钨极直径主要是按焊件厚度，焊接电流的大小和电源极性来选择。如果钨极直径选择不当，将造成电弧不稳，钨棒烧损严重和焊缝夹钨等现象。
③ 、焊接电流
焊接电流主要根据工件厚度和空间位置选择，过大或过小的焊接电流都会使焊接成型不良或产生焊接缺陷。所以必须在不同钨极直径允许的焊接电流范围的正确选择焊接电流。
不同直径钨极直径的许用电流范围
钨极直径（mm）
直流正接（A）
直流反接（A）
交流（A）
1
15-18
-
20-60
1.6
17-150
10-20
60-120
2.4
140-235
15-30
100-180
3.2
225-325
25-40
110-250
4.0
300-400
40-55
200-320
5.0
400-500
55-80
290-390
④、电弧电压
电弧电压由弧长决定，电压增大时。熔宽稍增大，熔深减小，通过焊接电流和电弧电压的配合，可以控制焊缝形状。当电弧电压过高时，易产生未焊透并使氩气保护效果变差，因此，应在电弧不短路的情况下，减少电弧长度。钨极氩弧焊的电弧焊的电弧电压选用范围一般是10-24V
⑤、氩气流量
为了可靠的保护焊接区不受空气污染没，必须有足够流量的保护气体，氩气流量越大，保护低层抗流动空气影响的能力越强。但流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护气流形成 紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果，所以氩气流量要选择恰当，一般气体流量可以按下列经验公式确定：Q=（0.8～-1.2）D
式中Q-氩气流量L/min
D-喷嘴直径
⑥焊接速度。焊接速度加快时，氩气流量要相应加大。焊接速度过快，由于空气阻力对保护气流的影响，会使保护层可能偏离钨极和熔池，从而影响焊缝成型，因此，应选择合适的焊接速度。
⑦喷嘴直径
增大喷嘴直径同时，应增大气体流量，此时保护区大，保护效果好，但喷嘴过大时，不反使氩气消耗量增大，而且可能使焊具伸不进去，或妨碍焊工视线，不便于现实操作，故一般钨极氩弧焊喷嘴直径以5-14mm为佳。
另外，喷嘴直径也可按经验公式选择
D=（2.5-3.5）d
式中D-喷嘴直径（一般指内径）mm
d-钨极直径mm
⑧喷嘴至焊件距离
这里指的是喷嘴端面和焊件间的距离，这个距离越小，保护效果越好，所以喷嘴距焊件间的距离应尽可能小些，但过小将使操作，观察不便。因此通常取喷嘴至焊件间的距离为5-15mm。
⑨钨极伸出长度
为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部实出喷嘴之外，而钨极端头至喷嘴端面的距离叫钨极伸出长度，钨极伸出长度越小，喷嘴与焊件之间距离越近，保护效果就好，但过近会妨碍观实熔池。，
通常焊接对接焊缝时。钨极伸出的长度为3-6mm较好。焊角焊缝时，钨极伸出的长度为7-8mm为好。钨极铝合金手工氩弧焊，其焊接工艺参数见
铝及铝合金（平对接焊）手工氩弧焊规范
工件厚度mm
钨极直径mm
焊接电流(A)
焊丝直径mm
喷嘴内径L/min
氩气流量
mm/min
1.2
16-2.4
45-75
1-2
6-11
3-5
2
1.6-2.4
80-120
2-3
6-11
3—5
3
2.4-3.2
100-140
2-3
7-12
6-8
4
3.2-4
140-230
3-4
7-12
6-8
6
4-6
210-300
4-5
10-12
8-12
8
5-6
240-300
5-6
12-14
12-16
10
5-6
280-390
5-6
14-16
14-18

九、管母施工方案的确定：
1、铝镁合金管型母线的焊接电源采用NSA500-1型手工钨极氩弧焊机。因为采用交流电源焊接铝合金，能有效的破碎铝合金表面高熔点的氧化膜，具有“阴极雾化”的作用。
2、参加母线焊接的焊工必须经过培训，考试合格后才允许担任焊接铝镁合金管型母线。
3、管型母线的焊接参数
管母厚度mm
坡口形式
钨棒直径mm
焊丝直径mm
电流
A
氩气流量
L/min
预热温度
℃
10
V
4-5
4-5
280-380
14-16
120-150
4、坡口形式：根据母线的厚度规格，采用V型坡口。为了克服管母内气体保护困难和内侧焊缝成型不稳定的缺点，同时为了提高焊接接头处的承载能力，应在管母内侧增加衬管，且衬管与管母内壁的间隙应尽可能小且不大于0.5mm。坡口尺寸如下表：
坡口角度 a
钝边b mm
间隙C mm
厚度a mm
60-70
1.5-2
3-4
10
â

a

c
b

5、管母的焊接材料
a、铝镁合金管应符合设计要求，并有产品合格证和相关的使用说明书等资料，表面层应光洁无毛刺、裂纹、伤痕、砂眼、锈蚀等缺陷。
b、焊丝的选用应满足焊接接头的机械性能，化学成分和导电性能的要求，并工艺性能良好，焊接铝及铝镁合金时常采用HS311，焊丝的直径可采用下式计算来估计：
Ø=δ/2±1
（其中+用于薄母线，—用于厚母线）
C、为杜绝或减少水气来源，消除焊缝气孔的产生，氩气的纯度要求大于99.99%以上。
d、钨极应根据电流的大小选用，钨极伸出长度一般为3-5mm伸度过长，氩气保护效果降低，伸出太短，操作不便，管型母线焊接常用圆底锥面为佳。
十、管母的焊接工艺
1、 管母焊缝外表不的低于管母表面并均匀美观，焊缝及热影响区应无肉眼可见的裂纹，凹陷、气孔、夹钨等缺陷，余高≤4mm咬边深度不的超过母线厚度的10%，且其总长度不的超过焊缝总长的20%。
2、 管母焊接前管段对口应平直，其弯折偏移不应大于0.2%中心偏移不应大于0.5mm，管母的衬管接口应放置在衬管的中央。
3、 管母的施焊必须提供试样的检验报告。
十一、施工工序及技术要点
1、流程图
施工准备

焊接轴承座加工、组装

管母、衬管检查

打V型坡口

焊口、焊丝、衬管清洗

焊接

反弧垂预拱

检验

2.焊接场所应有防风、防雨、防雪的设施，焊接时的环境温度不应低于5℃，场地应平整、宽敞、可求近利用工地的水泥马路。
3、准备10-15组双轴承座，以方便管母的焊接转动。各轴承应用经纬仪找准布置在同一直线和同一水平面上。
4、管母的对接接头处应有8*φ12的补墙孔。如图：

1.管母 2.衬管 3.补墙孔
5、焊接前应将灌母坡口表面各50mm范围内墙刷干净。可采用20-50%硝酸水溶液进行表面腐蚀，时间1-2min，然后防在温水中清洗，再进行烘干（或吹干）表面不得有氧化膜，水分和油污，铝焊丝应清洗干净，方法为：
a、 用丙酮除去焊丝表面油污。
b、 在15%氢养化钠水溶液中清洗10-15min。
c、 用水冲洗。
d、 在30%硝酸溶液中清洗2-5min。
e、 用水冲洗。
f、 烘干
6、装配及定位焊
先把管母抬上焊接轴承座，套上衬管，用插销控制装配间隙并使衬管与管母同轴。用三点把衬管与管母点焊，间隙控制在3-4mm之间
7、管母的焊接要点焊前预热至120-150度之间，目的是为了消除焊接接头处的水分和潮气，以免产生气孔，焊接过程中要避免过多的断弧，在确需断弧时要填满弧坑，以免产生裂纹，其弧再起弧都应在坡口或焊缝内进行，避免檫伤。
8、焊枪摆动应以不影响熔池输入热量，氩气保护效果及操作视野好为原则，焊枪与焊件表面的夹角以70-80度为宜，焊丝的填入角度一般为10-15度，为了操作方便，焊丝应位于电弧的前方，填入方法常用点滴填入法，填入动作应熟练、均匀、快慢要适当，焊丝的断头应始终处在氩气保护区域之内。
9、收弧时，应填满弧坑，收弧不当也会影响焊缝质量，甚至造成裂纹。
10、每道焊缝应一次焊完，打底层因衬管不存在焊穿，所以可用较大电流打底。
11、为保证焊缝质量，管母应放置在预先准备好的轴承座上，转动管母避开仰焊位置。
12、反弧垂预拱
管母因设备间隔的跨距大，水平支持会自然下垂，即产生弧垂。为使安装后的管型母线平直美观，应进行反弧垂预拱，考虑到管母除自重外尚有阻尼线，衬管和静触头的重量，应叠加后一起进行预拱。预拱应精心操作，先从第一根摸索经验，积累数据，严禁弯曲过头，随时注意焊缝处有无裂纹出现，严禁有裂纹的管母用于工程上。
十一、注意事项
1、 管母焊接必须遵守《电力建设安全工作规程》。
2、 焊接场所应考虑通风良好，防止火灾事故的发生。
3、 配合人员应配戴面罩，防止弧光伤人。
4、 机具应可靠接地，防止触电事故的发生。
经过500kV、220kV许多变电所的施工，铝镁合金管型母线的焊接质量，单位工程优良率均达到99%以上，拒绝了重大质量事故的发生，为公司创国家一流施工企业提供了质量保证。