1、铝及铝合金焊接技术资料.pdf

1、 技 术 资 料 铝 及 铝 合 金 类 武汉津联电气设备有限公司 二九年十 一 月 （一）技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 铝及铝合金的焊接方法 1铝及铝合金的焊接特点 （ 1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（ Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理， TodayHot清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其 氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过

2、“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （ 2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量 的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。 HotTa

3、g （ 3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅 0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量 增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅 5% 6%时可不产生热裂，因而采用 SAlSi 条（硅含量 4.5% 6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （ 4）铝对光、热的反

4、射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （ 5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中 氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。 （ 6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。 （ 7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 （ 8） 铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。

5、2焊接方法 几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用 于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊（ TIG 或 MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 熔化极气体保

6、护焊应用越来越广泛（氩气或氩 /氦混合气）。 铝合金焊接的几种先进工艺 :搅拌摩擦焊、激光焊、激光 - 电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法 ,几种工艺均具有优越性 ,并可对厚板铝合金进行焊接。 3.铝合金焊接的 难 点 铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中 ,采用铝合金代替钢板材料焊接 ,结构重量可减轻50 %以上。 铝合金焊接有几大难点 : 铝合金焊接接头软化严重 ,强度系数低 ,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍 ; 铝合金表面易产生难熔的氧化膜 (Al2O3 其熔点为 20

7、60 ) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺 ; 铝合金焊接容易产生气孔 ; 铝合金焊接易产生热裂纹 ; 线膨胀系数大 ,易产生焊接变形 ; 铝合金热导率大 (约为钢的 4 倍 ) ,相同焊接速度下 ,热输入要比焊接钢材大 2 4 倍。 因此 ,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。 4.焊接材料 （ 1）焊丝 铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性 (通过弯曲试验 )达到规定要求，对含镁量超过 3的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因 而焊丝的选用主要按

8、照下列原则： 1）纯铝焊丝的纯度一般不低于母材； 2）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近； 3）铝合金焊丝中的耐蚀元素 (镁、锰、硅等 )的含量一般不低于母材； 4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝； 5）不要求耐蚀性的高强度铝合金 (热处理强化铝合金 )可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝 SAlSi 一 1 等 (注意强度可能低于母材 )。 （ 2）保护气体 保护气体为氩气、氦气或其混合气。交流加高频 TIG 焊时，采用大于 99 9纯氩气，直流正极性焊接宜用氦气。 MIG 焊时，板厚 75 mm 时推荐采用添加 50 75氦气的氩气。氩气应符合 GB T

9、4842?995纯氩的要求。氩气瓶压低于 0.5 MPa 后压力不足，不能使用。 (3)钨极 氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高，不易熔化挥发，电极烧损及尖端的污染较少，但电子发射能力较差。在纯钨中加入 1 2氧化钍的电极为钍钨极 ，电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍元素具有一定的放射性，使用时应采取适当的防护措施。在纯钨中加入 1.8 2.2的氧化铈(杂质 0.1 )的电极为铈钨极。铈钨极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 无放射性，是目前普遍采

10、用的电极。锆钨极可防止电极污染基体金属，尖端易保持半球形，适用于交流焊接。 （ 4）焊剂 气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可去除氧化膜。 5.焊前准备 (1)焊前清理 铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污，清除 质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。常采用化学清洗和机械清理两种方法。 1）化学清洗 化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油，用 40 70的5 10 NaOH 溶液碱洗 3 min 7 min(纯铝时间稍长但不超过 2

11、0 min)，流动清水冲洗，接着用室温至 60的 30 HNO3 溶液酸洗 1 min 3 min，流动清水冲洗，风干或低温干燥。 2）机械清理 在工件尺寸较大、生产周期较长 、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采用机械清理。先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直接用直径为 0.15 mm 0.2 mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池产生夹渣等缺陷。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。 工件和焊丝经过清洗和清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，特别是在潮湿环境下，在被酸、碱等蒸气污染的环境中，氧化膜成长得更快

12、。因此，工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短，在气候潮湿的情况下，一般应在 清理后 4 h 内施焊。清理后如存放时间过长 (如超过 24 h)应当重新处理。 (2)垫板 铝及铝合金在高温时强度很低，液态铝的流动性能好，在焊接时焊缝金属容易产生下塌现象。为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时常采用垫板来托住熔池及附近金属。垫板可采用石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成型。也可以不加垫板单面焊双面成型，但要求焊接操作熟练或采取对电弧施焊能量严格自动反馈控制等先进工艺措施。 (3)焊前预热 薄、小铝件一般不用预热，厚度 10 mm 15 mm 时

13、可进行焊前 预热，根据不同类型的铝合金预热温度可为 100 200，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、减少气孔等缺陷。 6.焊后处理 (1)焊后清理 焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和焊渣等会破坏铝表面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应清理干净。形状简单、要求一般的工件可以用热水冲刷或蒸气吹刷等简单方法清理。要求高而形状复杂的铝件，在热水中用硬毛刷刷洗后，再在 60 80左右、浓度为2 3的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗 5 min 10 min，并用硬毛刷洗刷，然后在热水中冲刷洗涤，用烘箱烘 干，或用热空气吹干，也可自然干燥。 (2)焊后热处理 铝容器一般焊后不要求热处理。如果

14、所用铝材在容器接触的介质条件下确有明显的应力腐蚀敏感性，需要通过焊后热处理以消除较高的焊接应力，来使容器上的应力降低到产生应力腐蚀开裂的临界应力以下，这时应由容器设计文件提出特别要求，才进行焊后消除应力热处理。如需焊后退火热处理，对于纯铝、 5052、 5086、 5154、 5454、 5A02、 5A03、5A06 等，推荐温度为 345；对于 2014、 2024、 3003、 3004、 5056、 5083、 5456、 6061、技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 6063、 2A12、 2A24、 3A21 等，推荐温度为 415

15、；对于 2017、 2A11、 6A02 等，推荐温度为360，根据工件大小与要求，退火温度可正向或负向各调 20 30，保温时间可在 0.5 h2 h 之间。 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 MIG 焊铝及铝合金工艺特点 铝及铝合金比较活泼，与氧的亲合力很大，极易与氧结合而生成 Al2O3，其熔点为 2050，大约为铝的熔点的 3 倍。另外，在室温下铝表面形成一层牢固而致密的氧化膜。这层氧化膜是不利于焊接的，妨碍接头的结合。为此必须排除氧的影响，首先， MIG 焊的保护气体，必须是惰性气体，可以应用纯氩或 Ar+He 混合气体，不得混入氧

16、化性气体（ O2或 CO2）。其次，应采用直流反极性（ DCRP），使工件为阴极，依靠阴极破碎作用将焊缝及其附近的金属氧化膜（ Ar2O3薄膜）在焊接过程中去除，同时还能保证熔 滴过渡稳定。再次， MIG 焊铝时，电弧温度较高（尤其在大电流时），电弧中充满金属蒸气，当该蒸气失去气体保护时，与空气中的氧相作用生成 Ar2O3等氧化物，在近缝区，甚至在焊缝表面上将形成黑粉。试验表明，采用脉冲 MIG 焊，可以大大减少黑粉。 熔滴和熔池在液态下极易吸潮而生成气孔。所以焊前应仔细清理焊丝与材料表面，同时应注意保护气体的纯度。 因铝及铝合金导热快和热膨胀系数大，使得焊接变形大，易产生未熔合及未焊透。而

17、MIG焊时，恰恰热量比较集中，因此比较适于焊铝。但是焊接大厚度工件时，为了减少变形，应采取预热措施，一 般应在夹具中焊接。 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 MIG 焊铝前，怎样清洗母材和焊丝？ 铝及铝合金焊件在焊前应对其表面进行清理。目的是去除氧化膜和油污，以防止在焊缝中产生气孔和夹渣。 生产中常用的清理方法有清理油污和去氧化膜两道工序。 1）油污的清理 对工件表面的油污，可以用汽油、四氯化碳、三氯乙烯和丙酮等擦拭，擦拭时宜采用清洁白布蘸上溶剂清理，注意不得用棉纱。 2）氧化膜的清理 表面氧化膜利用上述溶剂清理是无效的，只能采用化学清洗和机

18、械清理。 a.化学清洗是使用碱和酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可以除油污，具体工艺过程 如下： 体积分数为 6% 10%的氢氧化钠溶液，在 70左右浸泡 0.5min水洗体积分数为 15%的硝酸在常温下浸泡 1min 进行中和处理水洗温水洗干燥。 洗好后的表面为无光泽的银白色。 b.机械清理可以采用风动或电动铣刀，还可以采用刮刀、锉刀等工具。对于较薄的氧化膜也可采用不锈钢丝刷或细钢丝刷子刷，直到露出金属光泽。 清理后最好立即施焊，如果停放时间超过 4h，应重新清理。 对于焊丝清理更为重要。焊丝的供应状态应是清理干净和经光亮处理的盘丝焊丝，通常采用塑料袋密封包装。每当开封后应尽快用完。否

19、则污染的焊 丝难以再用。 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 最基本的铝合金知识和 MIG 焊技巧 铝合金越来越多的用于机械制造行业 . 随之而来的是对铝合金焊接的要求也越来越高 .目前国外 MIG 焊铝的技术工艺日趋成熟 , 主要用于全焊接铝合金游轮 , 火车及汽车箱体 ,摩托车架 , 压力容器 , 工作平台 , 飞机等 . 这里仅介绍最基本的铝合金知识和 MIG 焊技巧 (所有材料牌号参照 AWS 标准 ). 1. 铝合金分类及对应焊材 : 1.2. 纯铝 (1xxx 系列 ), 可焊性很好 , 对应焊材 : ER1100 和 ER4043

20、 1.3. 铝铜合金 (2xxx 系列 ), 可焊性较差 , 对应焊材 : ER4043, ER4015, ER2319 1.4. 铝锰合金 (3xxx 系列 ), 可焊性很好 , 对应焊材 : ER4043, ER5356 1.5. 铝硅合金 (4xxx 系列 ), 一般用于制造焊丝 (4043, 4047) 1.6. 铝镁合金 (5xxx 系列 ), 高强度 , 可焊性很好 , 对应焊丝 : ER5356, ER5183 等 1.7. 铝镁硅合金 (6xxx 系列 ), 应用最广 , 可焊性好 , 对应焊丝 : ER5xxx, ER4xxx 1.8. 铝锌合金 (7xxx 系列 ), 高强

21、度 , 用于飞机制造业 , 可焊性很差易裂 , 对应焊丝 : ER5356 (仅限 7005 和 7039 母材 ) 1.9. 其它铝合金 (8xxx 系列 ), 可焊性很差 2. 铝合金 MIG 焊对焊接设备的要求 : 2.1. 直流 CV 焊接电源或脉冲电源 2.2. 送丝机构及推拉式焊枪 2.3. 铝焊接用导电嘴 (孔径比碳钢用稍大 ) 2.4. 连接电缆 2.5. 100% Ar 及流量计 (也有 Ar+He 混合气 ) 3. 焊前准备工作 (非常重要 ) 3.1. 清理工件待焊处油污 (丙酮擦拭 ). 3.2. 用不锈钢丝刷或专用砂轮去除待焊处氧化膜 (至少 20 毫米范围 ). 技

22、术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 3.3. 如用水冷焊枪 , 确保无漏水 . 3.4. 确保焊丝处于干净无损坏状态 . 3.5. 确保送丝轮 , 送丝软管处于良好状态 . 4. 焊接参数 (仅供参考 ) 4.1. 根据不同的材料和板厚选用不同型号的焊丝和直径 4.2. 常用焊接规范 : 4.2.1. 0.8 毫米焊丝 (板厚小于 3 毫米 ): WFS: 12-15m/min, I=70-130A, U=17-21V,焊速 =600-1125mm/min 4.2.1. 0.9 毫米焊丝 (板厚小于 5 毫米 ): WFS: 10-12m/min

23、, I=145-175A, U=20-22V,焊速 =600-1125mm/min 4.2.3. 1.0 毫米焊丝 (板厚大于 5 毫米 ): WFS: 8-12m/min, I=150-200A, U=22-24.5V, 焊速 =600-1125mm/min 4.2.4.1.2 毫米焊丝 (板厚大于 5 毫米 ): WFS: 7.5-10m/min, I=190-220A, U=22-26V,焊 速 =600-800mm/min 4.2.5. 1.6 毫米焊丝 (板厚大于 5 毫米 ): WFS: 5-8m/min, I=240-330A, U=24-30V, 焊速 =400-800mm/m

24、in 4.3. 注 : 4.3.1. 角焊比对接焊规范稍大 , 立焊和仰焊规范比上述稍小 . 4.3.2. ER4043 (ER4XXX) 焊丝取下限值 , ER5356 (ER5XXX) 取上限值 . 4.3.3. 保护气流量 : 10-20L/MIN, 仰焊时多一些 , 用粗焊丝时多一些 . 4.3.4. 焊丝干伸长度 : 12-15mm 4.3.5. 过渡方式 : 喷射过渡 (Spray arc transfer) 4.3.6. 极性 : DC+ (直流反接 ) 5. 操作技巧 5.1. 半自动焊时总是左焊法 (右焊时焊缝成型很差 , 表面发黑 , 易产生未熔合缺陷 ),收弧时回焊接 1

25、0 毫米左右以消除弧坑裂纹 . 5.2. 立焊时总是立向上焊 . 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 5.3. 自动焊时焊枪与焊缝轴线在行走方向 (无论左右 ) 成 95-100 度角 . 总之 , MIG 焊铝合金比焊一般钢材难一些 , 但是如果准备充分 , 材料设备匹配 , 操作方法得当 , 就可以得到 很好的效果 . 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 铝及铝合金焊接知识问答 1.为什么叫纯铝？它们是如何分类的？ 答：工业纯铝：含铝量 99.00% 。国产牌号： L1、 L2、 L3、 L

26、4、 L5 。国际型号： 1060、 1035、 1100、 1200、 1370 等国产焊丝牌号： HS301 2.为什么叫铝合金？它们是如何分类的？ 答：在铝材中加入镁 、硅、锰、铜、锌等合金元素，形成不同的组织和性能，形成不同系列的铝合金材料，如： 1铝铜合金（ LY19 2014 2219 2024） 2铝锰合金（ LF21 3003 3005 3105） 国产焊丝牌号： HS321 3铝硅合金（ LT1 4A11 4043 4047） 国产焊丝牌号： HS311 4铝镁合金 （ LF2-LF16 5005 5052 5182 5356 ） 国产焊丝牌号： HS331 5铝镁硅合金（

27、LD2 LD31 6061 6063 6070） 6铝铜镁锌合 金（ 7005 7050 7075 7475 ） 7铝铜镁锂合金（ 8090）等 3.为什么 MIG 焊铝要用亚射流过渡？ 答：亚射流过渡 在射流过渡的电弧成分中调试出 3 5%的短路过渡成分，保证电弧长度较短，电弧不漂移，气体保护和阴极雾化效果好，产生气孔的倾向小，焊缝内在质量高。 4.为什么 MIG 焊铝的工艺难题较多？ 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 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），表面生成高熔点氧化膜（ AL2O3 2050）

28、，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。 5.为什么 MIG 焊铝要用 1.2/ 1.6 焊丝？ 答： MIG 焊铝时，因焊丝的熔化速度很快，送丝速度高；铝焊丝刚性小，比较软，推丝送进时，细焊丝容易堆丝打弯，影响正常焊接。所以一般使用 1.2/ 1.6 铝焊丝。 6.什么叫清洁宽度？ 答： TIG 交流和 MIG 直流反接焊铝时，负电极（母材）表面上集中发射电子的光亮微小区域 “阴极雾化区”，此区域为清洁宽 度，清理铝

29、表面氧化膜。 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 铝合金焊接的难点和解决办法 众所周知，铝合金的焊接与一般的碳钢，不锈钢等的焊接不同，有很多问题需要解决。下面本人以最简洁的语言从铝合金材料在焊接中的特点以及焊接难点，解决方法这几方面讲述如何进行铝合金的焊接。 一、铝合金材料在焊接过程中的特点以及焊接难点： 1、 热导率很大，大约为钢的 2 到 4 倍，同时耐热性很差，一般铝合金均不耐高温， 膨胀系数大，容易产生焊接变形，焊接裂纹倾向也很明显，而且越薄的铝合金板材 越难焊接，容易焊穿 2、铝合金焊接 中极易产生气孔，由于在熔池中的氢不能在焊缝成型

30、之前排出就导致了 焊缝中存在气孔。 3、 铝合金表面直接暴露在空气中特别容易在表面产生一层难熔的氧化模（成分为三氧 化二 铝 ），这层氧化模的熔点高达 2050 度，因此在进行钨极氩弧焊时会产生氧化模 打 不透无法焊接等情况 4、 铝合金的焊接接头软化情况严重，焊缝强度系数均低于母材 5、 铝合金材料在溶化状态下表面张力小，很容易凹陷 二、 针对以上铝合金材料的特点和焊接难点，在进行铝合金焊接时有如下要求： 1 焊接设备的要求： 首先讲一下采用 MIG/MAG 焊接方法时的焊接设备。要求焊接铝合金的MIG/MAG 焊机必须具备脉冲功能，包括单脉冲和双脉冲。最好是用双脉冲焊接铝合金，双脉冲简言之

31、就是两个脉冲叠加，一个固定的高频脉冲上叠加一个低频脉冲，即为高频脉冲低频调制。在高频脉冲上加低频脉冲就使得双脉冲电流以一定频率（低频脉冲的频率）在峰值电流和基值电流间切换，这样可以使焊缝形成规则的鱼鳞纹。在焊接过程中通过调整低频脉冲的频率，低频脉冲的峰值，基值电流来改善焊技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 缝成型，首先调节低频脉冲的频率决定了双脉冲峰值电流和基值电流切换的快慢，体现在焊接效果上就是焊缝 鱼鳞纹的细密贴合程度，低频脉冲频率低，双脉冲峰值电流和基值电流切换速度慢，鱼鳞纹间距就大；反之，低频脉冲的频率高，双脉冲峰值电流和基值电流切换速

32、度快，焊缝鱼鳞纹间距小而细密。根据板材厚度调节峰值电流和基值电流大小可以取得相应的熔深，在峰值电流和基值电流相互切换过程中可以有效的搅动熔池，排出氢气减少气孔；减少对母材的热量输入，防止铝合金材料过热产生膨胀变形，还可以使焊缝组织颗粒细密，使得焊缝强度提高。 2 焊接铝合金的注意事项： （ 1）焊接铝合金前先要清理铝合金表面，不能有油污，尘埃等存在，可以用丙酮清 洗铝合金焊接处的表面，厚板铝合金要用钢丝刷清理，之后再加丙酮清洗。 （ 2）焊丝的选择要尽量接近母材，选择铝硅或铝镁焊丝要根据焊缝要求决定。另外 铝镁焊丝只能焊接铝镁材料，而铝硅焊丝既可以焊接铝硅也可以焊接铝镁材料 （ 3）在板材较厚

33、时有必要对板材进行预热，以防止由于预热不够造成焊不透，在收 弧时要以小电流收弧填坑 （ 4）最好用双脉冲 （ 5）进行钨极氩弧焊时要采用交直流氩弧焊机，焊接电流在正负间切换，当钨极处 于正极用来清理铝材表面氧化模， 处于负极时进行焊接 （ 6） 焊接规范要根据板材厚度和焊缝要求设定 （ 7） MIG 焊接要用铝专用送丝轮，使用特氟龙导丝管，不产生铝屑 （ 8） 焊枪电缆长度不要过长，铝焊丝较软，焊枪电缆过长会影响送丝稳定 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 MIG 熔化极氩弧焊铝及铝合金焊接工艺 熔化极氩气焊以焊丝作电板 ,焊接电流可大大提高

34、,得到熔深大的焊缝 ,焊丝熔数速度快 ,生产效率相当高 ,如大厚度铝板制造结构 ,采用 MIG 熔化极焊接进行双面焊对接焊 ,可全厚度焊透 ,易得到高质 量的焊透。 一、铝金属性质 1导热性强，热熔量大（约为钢的 3 4 倍）。 2线膨胀系数大（约为钢的 2 倍）。 3熔点低（ 660）其合金更低（铝合金系列为 595，铝锌系列为 475）。 4液态和固态无颜色的变化。 5铝合金中的锰、镁、锌等在高温极易蒸发。 6导电率高，特别在电阻焊接中，电能的需要比焊接钢时高。 7在常温中，其表面与空气形成一层致密的氧化膜（ AI2O3），熔点在 2050，氧化膜能吸附大量的水分，而形成气孔，容易引起夹

35、渣，（因氧化膜比重与铝相近） 8氢在铝的液态和固态的溶介比为 20 左右，（所以若在焊接气氛中的氢含量过高便会容易产生气孔）所以在气体金属电弧焊接中，焊缝冷却速度过快，氢不易折出，而在钨极气体电弧焊接时，气孔倾向小于气体金属电弧焊接。 二、焊接材料 大多数的铝金材料是可以用气体金属电弧焊或钨极气体电弧焊来进行焊接，不同的焊接材料选用如下： 本国牌号 纯铝 丝 301 铝锰合金 丝 321 铝镁合金 丝 331 铝硅合金 丝 311 根据焊接工件材料牌号，选用相同焊丝材料牌号进行焊接，可以获得优良的焊接质量 三、焊前准备工作： 工件清洁，焊接部位处必须打磨干净，以去除氧化膜，可用砂轮机安装铜丝轮

36、或不锈钢丝轮打磨焊接处边缘部位，约为 10 15mm 范围，至光洁金属为止。 确保送丝稳定，减少送丝阻力，是焊接稳定的关键问题。 焊接送丝较管采用聚四氟乙稀尼龙软管 ,使送丝滑动顺 畅 ,且有一定硬度耐磨。 送丝机采用双主动轮送丝 ,且必须安导丝管 (前主动轮与焊枪接头处 )管中心与送丝轮槽对中，且对准送丝轮上切点，安装精确，（可克服焊丝顶弯现象）。 采用 U 型槽送丝轮，稍压紧即可。 专机自动焊接，应使用直枪，减少焊枪 R 角送丝阻力。 由于铝丝导电性良好，使用焊丝 1.2mm 时应使用 1.6mm 导电咀 ,(配用铬锆铜导电咀 )。 保护气体采用隋性气体氩气 ,为使保护效果良好 ,应采用纯

37、氩 99.99%气体 ,也可采用混合气体保护。 a.氩气 +（ 1 3） %二 氧化碳，可简化焊丝及焊件表面清理，获及无气孔，强度和塑性好的焊缝，焊缝外观光顺平滑。 b.氩气 +2%氧气，特别有利于清除气孔。 四、焊接规范： 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 1直流反极性接法，即工件接“一”极，焊枪接“十”极，阴极破碎区大。 2可选择较低的电弧电压，采用“亚射流过渡”焊接，焊接过程中发出轻微的“啪啪”声，此时焊接过程稳定，焊缝熔深大，焊缝成型美观。 焊丝直径 1.2mm 焊接电流 160 180A； (190 200A/19 20V) (焊接

38、厚度 =3mm 铝板平角焊 ) 电弧电压 18 20V； （ 130 140A/18 19V） （厚度 =3mm 铝板主角焊下向上也可上向下焊） 3焊接工件较厚也可以采用“射流过渡”焊接 焊丝直径 1.2mm 焊接电流 250 280A 电弧电压 22 24V 气体流量 25 28 升 /分 4根据工件不同厚度具体焊接规范如表： 不同工件厚度选用焊丝直径不同，气流也不同，即板越厚，焊丝直径越大，焊接效率越高，气 体流量也越大。 表： 板厚（ mm） 焊丝直径（ mm） 喷咀直径（ mm） 焊接电流（ A） 电弧电压（ V） 氩气流量升 /分 焊接厚数正 /反 3 5 1.2 20 160 17

39、0 18 19 18 20 1/1 6 7 1.2 20 180 190 19 20 18 20 1/1 8 2 20 190 240 22 24 20 23 1/1 10 12 2 20 280 300 25 26 28 30 1/1 14 16 2.5 20 320 350 28 29 30 32 1/1 18 22 2.5 20 380 420 32 36 35 40 1/1 注 :应配置 50 升 /分流量计 当板厚 10mm 以上时应考虑用砂轮机磨出 V 型槽 , 槽深约 3 4mm 即可进行焊接 五、焊接操作技术： 1引弧焊丝伸出长度距工件 10 15mm，对准焊接处引弧焊接 2左

40、向焊法，从左向右焊接，焊枪与工件后倾夹角角 70 80保持距离、保持夹角、匀速前进焊 接。 3立角焊可以下向焊法和上向焊法。 4铝焊接焊速较快，当气体流量不纯或流量不大焊缝出现发黑和焊接两边处发黑现象，此时应加大气体流量，或减慢焊速，则焊缝时银白色，并在两边有发亮气体保护线。 5工件焊接时应进到抽风处理。 6焊枪软管弯曲，焊接时其弯曲直径应 1.5 米保持软管送丝顺畅。 7焊接工件不得吹风焊接当穿堂风过大时，应加挡板进行焊接。 8送丝机应随时移动不同工种的焊接位置，保持送丝顺畅。 9焊接工件前应进行规范调试，可用模拟工艺板进 行，调试准确后，方可进行焊接。 10每天工作完毕后，应关气瓶机和关机

41、，剩余铝焊丝应用塑料胶袋包扎，防止氧化。 11喷咀使用一定时期应进行清洁一次，清除飞溅粘附物，保持通气顺畅。 技术资料 -铝及铝合金类 武汉津联电气设备有限公司 周元奎： 13971375872 容器用铝材的焊接 铝材具有优异的物理特性和力学性能，其密度低、强度高、热导率高、电导率高，耐蚀能力强。铝材广泛用于容器、机械、电力、化工、航空、航天等焊接结构的产品上。 一 、铝材的分类及牌号表示方法 1. 铝材的分类 （ 1）按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系 列又分为 Al-Mn 合金、Al-Cu 合金、 Al-Si 合金和 Al-Mg 合金等。 （ 2）按压力加工能力，可分为变

42、形铝和非变形铝（例如：铸铝）。 （ 3）按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。 2. 牌号表示方法和状态代号 （ 1）四位数字体系牌号命名方法 1997 年 1 月 1 号， 我国开始实施 GB/T16474?996变形铝和铝合金牌号表示方法标准。新的牌号表示方法采用变形铝和铝合金国际牌号注册组织推荐的国际四位数字体系牌号命名方法，例如工业纯铝有 1070、 10

43、60 等， Al-Mn 合金有 3003等， Al-Mg 合金有 5052、 5086 等。 （ 2）四位字符体系牌号命名方法 1997 年 1 月 1 号前，我国采用前苏联的牌号表示方法。一些老牌号的铝及铝合金化学成分与国际四位数字体系牌号不完全吻合，不能采用国际四位数字体系牌号代替，为保留国内现有的非国际四位数字体系牌号，不得不采用四位字符体系牌 号命名方法，以便逐步与国际接轨。例如：老牌号 LF21 的化学成分与国际四位数字体系牌号 3003 不完全吻合，于是，四位字符体系表示的牌号为 3A21。 四位数字体系和四位字符体系牌号第一个数字表示铝及铝合金的类别，其含义如下： 1） 1XXX

44、 系列枣工业纯铝； 2） 2XXX 系列枣 Al-Cu、 Al-Cu-Mn 合金，； 3） 3XXX 系列枣 Al-Mn 合金； 4） 4XXX 系列枣 Al-Si 合金； 5） 5XXX 系列枣 Al-Mg 合金； 6） 6XXX 系列枣 Al-Mg-Si 合金； 7） 7XXX 系列枣 Al-Mg-Si-Cu 合金； 8） 8XXX 系列枣其它。 （ 3）铝铸件牌号 我国容器用铝铸件牌号采用 ZAl+主要合金元素符号 +合金元素含量数百分率表示。例如； ZAlSi7Mg1A、 ZAlCu4、 ZAlMg5Si 等。 （ 4）状态代号 相同牌号的铝及铝合金，状态不同时，力学性能不相同。按照 GB/T16475变形铝和铝合金状态代号标准，新状态代号规定如下： O 枣 退火状态 H112 枣热作