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1、1铝及铝合金零件的焊接工艺铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀能力强，具有良好 的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来， 由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，造成铝合金零件焊接后因应力过于 集中产生严重变形，或因为焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，导致焊缝金属裂 纹或材质疏松，严重影响了产品质量及性能。1铝合金材料特点铝是银白色的轻金属，具有良好的塑性、较高的导电性和导热性，同时还 具有抗氧化和抗腐蚀的能力。铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜，在焊缝中容易 产生夹杂物，从而破坏金属的连续性和均匀性，降低其机械性能和耐腐蚀性能。 常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机
2、械性能。广毅荣铜铝批发.2铝合金材料的焊接难点(1)极易氧化。在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜 (厚度约0.1-0.2m)，熔点高(约2050)，远远超过铝及铝合金的熔点(约 600左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3，约为铝的1.4倍，氧化铝薄膜的表 面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔 合等缺陷，引起焊缝性能下降。(2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝 可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时， 氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避免，氢的 来源很
3、多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践 证明，即使氩气按 GB/T4842标准要求，纯度达到99.99%以上，但当水分含量达 到20ppm 时，也会出现大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80%时，焊缝就会 明显出现气孔。(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两 倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.)。约为钢的4倍，因此，焊接铝 和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。(5)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等)， 在高温电弧作用下，极易蒸
4、发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分，使焊缝性 能下降。(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，破坏了焊缝金属的成 形，有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。2(7)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色变化，使操 作者难以掌握加热温度。3铝合金材料焊接的工艺方法(1)焊前准备采用化学或机械方法，严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。化学清洗是使用碱或酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可除油污， 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。洗好后的铝合金表面
5、为无光泽的银白色。机械清理可采用风动或电动铣刀，还可采用刮刀、锉刀等工具，对于较薄 的氧化膜也可用0.25mm 的铜丝刷打磨清除氧化膜。清理好后立即施焊，如果放置时间超过4h，应重新清理。(2)确定装配间隙及定位焊间距施焊过程中，铝板受热膨胀，致使焊缝坡口间隙减少，焊前装配间隙如果 留得太小，焊接过程中就会引起两板的坡口重叠，增加焊后板面不平度和变形 量;相反，装配间隙过大，则施焊困难，并有烧穿的可能。合适的定位焊间距能 保证所需的定位焊间隙，因此，选择合适的装配间隙及定位焊间距，是减少变 形的一项有效措施。根据经验，不同板厚对接缝较合理的装配工艺参数如表2。(3)选择焊接设备目前市场上焊接产
6、品种类较多，一般情况下宜采用交流钨极氩弧焊(即 TIG 焊)。它是在氩气的保护下，利用钨电极与工件问产生的电弧热熔化母材和填充 焊丝的一种焊接方法。该焊机工作时，由于交流电流的极性是在周期性的变换， 在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波期间钨极可以发 射足够的电子而又不致于过热，有利于电弧的稳定。反接的半波期间工件表面 生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。(4)选择焊丝一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。(5)选取焊接方法和参数一般以左焊法进行，焊炬和工件成60角。焊接厚度15mm 以上时，以右焊 法进行，焊炬和工件成90角。焊接壁厚在3mm 以上时，开 V 形坡口，夹角为6070，间隙不得大于31mm，以多层焊完成。壁厚在1.5mm 以下时，不开坡口，不留间隙，不加填充丝。 焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm 时，应采用直径为34mm 的钨极，以220240A 的焊接电流，直径为4mm 的填充焊丝，以12层焊完。此信息来自中国铝管交易网
