① 铝型材焊接需要注意哪些事项
铝合金焊接需要注意如下事项
一、铝焊机的调节工艺参数与焊接铝母体的匹配好，小电流会使熔池形成困难。
二、铝焊机的电位器的合理利用，比如是否开启脉冲，是否开启四步模式，这些是和具体的应用挂钩的。
② 铝合金焊接有哪几种方法
一般短焊缝常用交流TIG（钨极氩弧焊）就可以，铝合金焊后打磨就没有焊缝痕迹了，长焊缝MIG（熔化极氩弧焊）效率高，焊丝选用需根据你的母材型号来选择，一般常用的有纯铝、铝硅。铝镁三种焊丝。
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、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛。
③ 铝怎么焊接
(1)要求火焰能率高 铝和铝合金的热导率、比热容都很大,因此要求大功率和能量集中的热源。因此气焊的火焰能率要大,有时需要对焊件进行预热来满足工艺要求。
(2)氧化能力强 氧与铝的亲和力大,其al2o3膜致密结实,厚度约0.1μm,密度为铝的1.4倍,熔点为2050℃。焊接时氧化膜包覆着熔滴及熔化金属,阻碍填充金属与母材的熔合,易造成未熔合、夹渣和成形不良。同时氧化膜还会吸附水分,使焊缝易出现气孔。所以,焊前要严格清理金属表面,焊接过程中对熔池及高温金属要有效保护,防止再氧化。
(3)容易产生气孔液态铝不溶解氮,但可以溶解大量的氢,而在固态时氢在铝中的溶解度几乎等于零。当熔池快速冷却时,氢的溶解度急剧下降,在凝固点由0.69cm3/100g下降到0.036cm3/100g。来不及逸出的氢在焊缝中集聚成气孔。
铝及铝合金焊接时产生的气孔有三种:
1)分散气孔 常出现在焊缝截面中,数量多、尺寸小(<0.2mm)、呈弥散状分布,试样断口上呈圆形高白色的点。焊接气氛中所含的水分是产生这种氢气孔的原因。纯铝比铝镁合金更容易产生这种气孔。
2)集中气孔 往往分布在熔合线附近,尺寸大,断面为圆形,内壁光滑;呈亮白色或金黄色(油污氧化引起)。母材表面及坡口未去净的氧化膜所吸附的水分是产生这种氢气孔的原因。铝镁合金比纯铝容易形成吸水强、疏松、厚的表面氧化膜层,所以,集中气孔比纯铝严重。
3)热影响区气孔 分布于热影响区表面,含镁量较高的铝镁合金易产生此种气孔,并且有时形成连续的凸起鼓胀现象。这是由于高温下氢压的作用,使氢向热影响区扩散而形成气孔。
(4)易产生热裂纹 铝的线膨胀系数大、凝固收缩率大、导热快、加热时间长、受热面积大,所以,焊接变形及应力大。而高温时塑性差,在640～650℃时δ<0.6%,在350～400℃时σb≤10mpa,某些铝合金易形成低熔点共晶物,因此容易产生裂纹。
(5)焊接接头性能下降 铝合金中所含的合金元素mg、zn、mn等高温下易烧损,使焊缝性能下降。热影响区由于受热软化,若纯铝板在冷作硬化状态下焊接,接头强度会下降,热处理强化铝合金软化更严重,接头强度只有母材的40%～50%。
(6)易产生焊缝塌陷和烧穿 由于铝及铝合金高温时强度比较低,固液态转变时没有显著的颜色变化,而且熔池表面又有一层氧化膜,焊接时很难判断熔化情况,所以熔池温度很难掌握,稍不注意就会塌陷乃至烧穿。
气焊铝及铝合金时,材料的相对焊接性见表2。
表2气焊铝及铝合金的相对焊接性
工业纯铝 铝锰合金 铝镁合金 硬铝
适用厚度范围/mm
l1～l7 lf21 lf5、lf6 lf2、lf3
ly11、ly12
适宜范围 厚度界限
好 好 差 尚可 差 0.5～10 0.3～25
2.气焊铝及铝合金用焊丝与焊剂
气焊铝及铝合金时,一般应选用与母材化学成分相近的焊丝,也可用母材切条为填充金属。常用的焊丝牌号及化学成分见表3-42。选用焊丝时必须考虑到抗裂纹性能、耐腐蚀性能和接头力学性能。
铝及铝合金焊前虽然经过清理,但其表面氧化膜有可能清除不干净,焊接时又会产生新的氧化膜。所以,焊接时应采用熔剂,清除熔池中的氧化膜和其它杂质,提高熔化金属的流动性,使焊接顺利并保证质量和成形。气焊铝及铝合金常用熔剂配方见表3。
表3 气焊铝及铝合金熔剂的配方(质量分数)(%)
组成
铝块
晶石 氯化钠 氯化钾 氯化钡 氯化锂 氟化钠 氟化钙
硼砂 其它
cj401 — 27～30 49.5～52 — 13.5～15 7.5～9
— — —
1 — 19 29 48 — — 4 — —
2 30 30 40 — — — — — —
3 20 — 40 40 — — — — —
4 — 45 30 — 10 15 — — —
5 — 27 18 — — — — 14 硝酸钾41
6 — 20 40 20 — 20 — — —
7 — 25 25 — — — — 40 硫酸钠10
8 4.8 — — 33.3 19.5 — 14.8
氧化镁2.8
氟化镁24.8
9 — — — 70 15 氟化锂15 — — —
10 硝酸钾28 9 3 — — — — 40 硫酸钾20
11 4.5 40 15 — — — — — —
12 20 30 30 — — — — — —
3.铝及铝合金气焊的工艺要求
(1) 严格清除焊件接头处及焊丝表面的氧化膜和油污。清理方法有化学清理和机械清理两种。较小焊件及焊丝适于化学清洗,尺寸较大的焊件常用机械方法清理,其工艺见表4。焊件及焊丝经清理后在存放过程中会重新生成氧化膜,所以,应缩短清理后至焊接前的存放时间,干燥环境间隔时间不超过24h,潮湿环境不超过4h, 否则应重新清理氧化膜。采用抛光处理焊丝并用塑料密封,保存期可达半年。
表4铝及铝合金的焊前清理
工序 除油 碱洗 冲洗
溶液ω/% 温度/℃ 时间/min
化学清洗法
纯铝
汽油、煤油、丙酮等除油剂
naoh
6～10 40～60 ≤20 流动清水
铝镁、
铝锰合金 ≤7
工序 中和光化 冲洗 干燥
溶液φ/% 温度/℃ 时间/min
化学清洗法
纯铝 hno3
30
室温或
40～60 1～3 流动清水
风干或
低温干燥
铝镁、铝
锰合金
机械法
用丙酮或汽油进行表面除油,随后用φ0.15mm丝径的铜或不锈钢丝刷子刷,直至露出金属光泽为止。也可以用刮刀清理焊件表面
(2)坡口形式及尺寸 气焊铝及铝合金的坡口形式及尺寸见表5。
气焊铝及铝合金时,不宜采用搭接接头和t形接头。因为这种接头易残留熔剂和焊渣,不便焊后清除,使接头耐腐蚀性下降。
为保证焊件焊接时既焊透而又不塌陷和烧穿,可以采用垫板。垫板可用不锈钢板、碳素钢板或石墨板。当单面焊双面成形时,应在接触介质一面施焊。
(3) 合理选择焊丝与熔剂 sa1si5是一种通用焊丝,焊缝金属流动性好,抗裂纹性能高,并能保证一定的力学性能,除铝镁合金外,常采用此焊丝。因铝镁合金采用sa1si5焊丝时,会在晶间析出mgsi脆性化合物,使接头塑性和抗腐蚀性能下降,甚至引起裂纹,焊接铝镁合金时应采用sa1mg5ti焊丝。
表5铝及合金气焊坡口形式与尺寸
板厚
/mm
施焊
方法
坡口
名称 坡口形式 尺寸
b/mm p/mm
α/(°)
≤2 单面焊 卷边 — — —
≤5 单面焊 i型 1～1.5 — —
5～10 单面焊 v型 2～4 0.5～2 65±5
气焊熔剂有含锂和不含锂两类,含锂的熔剂熔点较低,熔渣的熔点、粘度也较低,焊后易清除,但价格高,吸潮性强,应以干粉状加入熔池。不含锂的熔剂价格低,但熔点高,熔渣粘度大,易夹渣,适于较高温度下焊接用。
气焊角接及搭接接头时,由于熔渣不易清除干净,建议选用表3中序号7熔剂。铝镁合金焊接不宜采用含钠熔剂,可采用表3中序号8、9号熔剂。
(4)气焊铝及铝合金时应采用中性焰或乙炔稍多的中性焰,严禁采用氧化焰。焊接薄板时火焰能率稍小,焊接厚板时火焰能率应大。其板厚与焊炬的使用见表6。
由于铝及铝合金高温固液态转变时没有明显的颜色变化,所以熔化情况不易掌握。当加热表面由光亮银白色变成暗淡的银白色,表面氧化膜起皱,加热处金属有波动现象时,即达熔化温度,可以施焊;用蘸有熔剂的焊丝端头触及加热处有粘性,焊丝与母材能熔合时,即达熔化温度,可以施焊;母材边棱有倒下现象时,母材达熔化温度,可以施焊。
表6气焊铝及铝合金的焊炬与板厚关系
板厚/mm 1.2 1.5～2.0 3.0～4.0
焊炬型号 h01-6 h01-6 h01-6
焊嘴号 1 1～2 3～4
焊嘴孔径/mm
0.9 0.9～1.0 1.1～1.3
焊丝直径/mm
1.5～2.0 2.0～2.5 2.0～3.0
板厚/mm 5.0～7.0
7.0～10.0
10.0～20.0
焊炬型号 h01-12 h01-12 h01-20
焊嘴号 1～3 2～4 4～5
焊嘴孔径/mm
1.4～1.8 1.6～2.0 3.0～3.2
焊丝直径/mm
4.0～5.0 5.0～6.0 5.0～6.0
当气焊薄小件时采用左焊法,厚度较大焊件采用右焊法。
气焊3mm以下薄件时,焊炬倾角为20°～40°,气焊厚件时,焊炬倾角为40°～80°,焊丝与焊炬夹角为80°～100°。
(5)预热 气焊薄小件时,一般不需要预热,厚度大于5mm及结构复杂件,应进行局部或整体预热,温度为150～300℃
(6)定位焊 采用比正式焊接稍大的火焰,焰芯距焊件表面3～5mm,焊炬与焊件夹角为50°左右。较长焊缝从中间向两端定位焊,环缝对称定位焊,一般要求见表7和表8。
(7)焊炬操作 气焊铝及铝合金时,焊炬可以上下跳动前进或平直前进,见图1。
气焊3mm以下薄件时,焊炬上下跳动前进,跳动幅度为3～4mm,焰芯尖端距焊件3～5mm,焊丝做反向的跳动;气焊厚大件时,焊炬平直前进,焰芯尖端距焊件表面3～5mm,焊丝上下跳动,拨开氧化膜,搅动熔池。
表7铝及铝合金板定位焊要求(mm)
板厚 <1.5 1.5～2.0 3～4 5～7
定位焊间距
10～30 30～50 50～70 80～100
定位焊缝长度
5～8 6～10 10～15 20～30
焊点高度 1～1.2 1.2～2 2.5～3 3～5
板厚 7～10 10～16 >16
定位焊间距
100～120 120～180 180～240
定位焊缝长度
30～40 40～50 50～60
焊点高度 3～5 5～7 6～8
管材直径
壁厚(δ)
定位焊位置及数量
定位焊缝长度
定位焊缝高度
≤18 1～3.5
对接定位焊 2处
5～10 ≤δ
25～55 1.5～5
对称定位焊 3处
10～20
δ～2/3δ
75～120 2.5～10
对接定位焊 4处
30～40
δ～2/3δ
(8) 焊后处理 焊后残存在焊缝及附近的熔剂和焊渣要及时清理干净,否则会腐蚀焊件。清理方法为:先在60～80℃热水中用硬毛刷洗刷焊接接头,重要构件洗刷后再放入 60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液中浸泡5～10min,然后再用硬毛刷仔细洗刷,最后用热水冲洗干洗。
清理后若焊接接头表面无白色附着物即可认为合格,或用质量分数为2%硝酸银溶液滴在焊接接头上,若没有产生白色沉淀物,即说明清洗干净。
铸造铝合金补焊后为消除内应力,可进行300～350℃退火处理。
4.铝及铝合金的气焊实例
铝冷凝器端盖的气焊,其结构见图2,材料为lf6,焊接工艺要点如下:
图1气焊铝及铝合金时焊炬的运动方式
a)上下跳动前进;b)平直前进
1)采用化学清洗的办法(见表4)将接管、端盖、大小法兰、焊丝清洗干净。
图2铝冷凝器端盖示意图
2)焊丝选用sa1mg5ti,φ4mm,熔剂选用cj401。用气焊火焰将焊丝加热,在熔剂槽内将焊丝蘸满cj401备用。
3)采用中性焰,右向焊法焊接。焊炬选用h01-12,选用3号焊嘴。
4)焊接小法兰盘与接管。用气焊火焰对小法兰均匀加热,待温度达250℃左右时组焊接管。定位焊两处,从第三点进行焊接。为避免变形和隔热,在预热和焊接时小法兰盘放在耐火砖上。
5)焊接端盖与大法兰盘。切割一块与大法兰盘等径的厚度20mm的钢板,并将其加热到红热状态,将大法兰盘放在钢板上,用两把焊炬将其预热到300℃左右,快速将端盖组合到大法兰盘上。定位三处,从第四点施焊。焊接过程中保持大法兰盘的温度,并不间断焊接。
6)焊接接管与端盖焊缝,预热温度为250℃
7)焊后清理:先在60～80℃热水中用硬毛刷刷洗焊缝及热影响区,再放入60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液中浸泡5～10min,再用硬毛刷刷洗,然后用热水冲洗干净并风干。
④ 铝及铝合金的焊接方法
一、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，以下是较普遍的焊接方法：
1、气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便，可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。
2、焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。
3、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。
4、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。
5、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。
⑤ 铝合金焊接缺陷
一、强的氧化能力铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，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，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是：
1、焊前用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；
3、在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。
二、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导到基体金属内部，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。
三、线膨胀系数大铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是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，焊接薄板时尤其如此。另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。
四、容易形成气孔
焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，以焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。
铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，在高温下溶入的大量气体，在由液态凝固时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，焊前必须严格限制所使用焊接材料（包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体）的含水量，使用前要进行干燥处理。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。TIG焊时，选用大的焊接电流配合较高的焊接速度。MIG焊时，选用大的焊接电流慢的焊接速度，以提高熔池的存在时间。Al－Li合金焊接时，加强正、背面保护，配合坡口刮削，清除概况氧化膜，可有效地防止气孔。
五、焊接接头容易软化
焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，焊接接头中热影响区会出现软化，即强度降低，使基体金属近缝区部位的一些力学性能变坏。对于冷作硬化的合金也是如此，使接头性能弱化，并且焊接线能量越大，性能降低的程序也愈严重。针对此类问题，采取的措施主要是制定符合特定材料焊接的工艺，如限制焊接条件，采取适当的焊接顺序，控制预热温度和层间温度，焊后热处理等。对于焊后软化不能恢复的铝合金，最好采用退火或在固溶状态下焊接，焊后再进行热处理，若不允许进行焊后热处理，则应采用能量集中的焊接方法和小线能量焊接，以减小接头强度降低。
六、合金元素蒸发和烧损
某些铝合金含有低沸点的合金元素，这些元素在高温下容易蒸发烧损，从而改变了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，在调整工艺的同时，常常采用含有这些沸点元素含量比母材高的焊丝或其他焊接材料。
七、铝在高温时的强度和塑性低
铝在370℃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，甚至形成塌陷或烧穿，为了解决这个问题，焊接铝及铝合金时常常要采用垫板。
八、焊接接头的耐腐蚀性能低于母材
热处理强化铝合金（如硬铝）接头的耐腐蚀性的降低很明显，接头组织越不均匀，耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度或致密性也影响接头耐蚀性能。杂质较多、晶粒粗大以及脆性相析出等，耐蚀性就会明显下降，不仅产生局部表面腐蚀而且经常出现晶间腐蚀，此外对于铝合金，焊接应力的存在也是影响耐蚀性的一个重要因素。
为了提高焊接接头的耐蚀性，主要采取以下几个措施：
1、改善接头组织成分的不均匀性。主要是通过焊接材料使焊缝合金化，细化晶粒并防止缺陷；同时调整焊接工艺以减小热影响区，并防止过热，焊后热处理。
2、消除焊接应力，如局部表面拉应力可以采用局部锤击办法来消除。
3、采取保护措施，如采取阳极氧化处理或涂层等。
九、无色泽变化，给焊接操作带来困难
铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。
⑥ 铝焊接工艺
铝及铝合金的焊接工艺
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，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“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。
（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。
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、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）
3.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<25 mm时宜用氩气；板厚25 mm～50 mm时氩气中宜添加10％～35％的氦气；板厚50mm-75mm时氩气中宜添加l0％～35％或50％的氦气；当板厚>75 mm时推荐采用添加50％～75％氦气的氩气。氩气应符合GB／T 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，无放射性，是目前普遍采用的电极。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。
4. 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20 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0.15mm～0.2mm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。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。
5.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、6063、2A12、2A24、3A21等，推荐温度为415℃；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 h～2 h之间。
⑦ 铝焊的窍门是什么
铝焊极易产生的缺陷就是气孔，气孔易出现在焊缝的上部。由于铝材的导热性能好，首先凝固的是熔池底部，气孔由熔池底部上升，气孔在上升的过程中，来不及溢出，即被熔池里已凝固的金属封住,这就是气孔产生的原因。产生气孔的直接原因主要是氢气，大气中的水，氩气中的碳氢化合物，均是氢气的来源。而极易产生气孔的焊接位置就是横焊缝。底部首先凝固的金属液体迫使气泡向上升，升到顶部被坡口上边缘顶住无法溢出，所以从底片上反应出来的气孔均在焊缝与母材接触的焊缝上部，为了较好的防止气孔的产生，除了焊工本人的熟练操作技能以外，还得从以下几方面寻找解决问题的措施。
1.操作姿势的选择：焊工可以选择最方便的站式平胸位置的焊接，高空操作时，要搭设合适的操作高度的脚手架，脚手架操作平台应距焊缝1.5米高度，操作平台层要求平整，焊工操作行走自如。
2.坡口的选择：根据焊工的操作习惯，可以选择以下几种坡口形式，
（1）双面同步氩弧焊，有钝边的单面坡口和无钝边的单面坡口，有钝边的单面坡口如果有6mm的钝边，对口间隙一定要有6mm左右，无钝边的单面坡口对口的间隙也应在3-4mm之间，上坡口为40度左右，下坡口为30度左右。
（2）带不锈钢衬环的单面焊接，坡口为不带钝边的外坡口，对口的间隙应在3-4mm之间，上坡口为40度左右，下坡口为30度左右。
3．焊接方法：
（1）双面同步氩弧焊；筒体内外的2名焊工要同时起弧，向同一方向焊接，配合默契。留有间隙的坡口，里外的焊工可以彼此看到相互的电弧掌握焊接的速度，没有间隙的坡口也可以根据透出焊肉的高低来判断是否速度一致，如果透得多，里面的焊工速度可以快一点，如果少可以慢一点。里面的焊工根据坡口的形式可以选择不送丝，由于外部要熔焊丝，外面焊机的焊接电流一般高出里面焊机焊接电流的10-20A左右，尽量减少焊接的层数，因为焊层越多，越易产生气孔。坡口加工的不平度要求均匀，对口间隙要均匀，可以通过点固焊的方式或者加不锈钢的间隔板的方法来控制对口间隙。
（2）带不锈钢衬环的单面焊接：焊工在外坡口起弧焊接，熔点温度较高的不锈钢衬环迫使内透的焊肉完好成形，保证焊缝内部的表面成形，单面带衬环的焊缝，避免电弧温度过高熔化不锈钢衬环，在打磨时也应避免打磨到不锈钢衬环，造成不锈钢材质污染。
4．点固焊：为了保证对口的间隙均匀，防止在焊接时产生的焊接变形影响对口间隙，在对口的过程中用点固焊的方式来减少焊接变形，点固焊每隔200mm左右点焊长度为10-15mm，点焊时起弧和收弧时要注意焊缝的成形应平滑过度，如果因为起弧和收弧造成陡面，应用刮刀剔成平滑过度，否则容易产生未溶合，点固焊在带有衬环的单面焊接中以正式焊接同等对待，尽量避免打磨切除。
5．组对：在组对前要着重检查上下筒体的周长、椭圆度、坡口不平度，周长允许偏差为±13mm，坡口不平度应≤2mm，筒体的椭圆度应≤25mm。在上下筒体上均匀分成几等份，等分处应有标识，在对口时上下各标识的等份点应对齐，将周长累计偏差平均分摊掉，减少对口的错边时，筒体的错边量应≤3mm。
6．天气：应在好的天气下施焊，风速控制在6.3m/秒，焊接湿度不低于90%，焊接应连续进行，不间断，一条焊缝一气呵成，避免中间停留时间长，表面氧化，焊接时焊接间隔的时间最好不要超过15分钟，因为铝焊在熔化状态时，极易与空气中的的氧生成氧化铝，影响焊接的质量。
7．预热：预热采用加热板电加热法或应用氧乙炔火焰加热，预热温度控制在120-150度。如果采用氧乙炔火焰加热时，加热应采用中焰加热，不要正对着坡口，应朝着坡口外，偏成30度左右的角，大面积的加热，不要对着一点猛烤，否则将铝板烤化。判断预热温度的方法可以用测温笔或戴着电焊手套摸筒体，感觉烫手即可。从安全方面考虑加热应在外坡口进行。
8．焊机：焊机应经常检查性能是否完好，施焊时电弧是否稳定，焊机的焊把要短，气管也要短，气管越长，气管中存在水的情况也多，气管在使用前应用纯氩冲一下，在废板上试焊长一点，尽量排尽气管中的污物；气管越长，在断弧时，跑进气管里的空气越多，在再次起弧时，极易造成氩气不纯，影响焊接质量。
9．焊前清理：坡口及焊件表面的油污和氧化膜应清除；
a.用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污,坡口两侧的清除范围应不小于50mm;
b.对焊丝采用化学法清理表面氧化膜,用约70℃5％～10％NaOH溶液浸泡30～60S后,接着用约15％的HNO3 (常温)浸泡2min左右后用温水洗净,再使其完全干燥;
c．坡口采用机械法清理表面氧化膜,用直径为0.2mm左右的不锈钢丝刷清除至露出金属光泽,两侧的清除范围距坡口边缘应不小于30mm,使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理;不宜用砂轮、砂布打磨以防砂粒形成焊接夹渣等缺陷，可用刮刀清理焊面；用机械法清理坡口表面，剔除表面的氧化铝膜，焊丝用化学试剂的方法清理。
10．氩气纯度要高，在试板上试验的方法确定氩气的纯度是否合格，如果焊接拍片合格，将此瓶气做上标识用于正式焊接上，通过多次试验的方法，储备一定的用于正式焊接的氩气使用量。
11．试板：每道焊缝每位焊工要做1块焊接试板，焊接试板的长度≮1米，在焊接试板透视合格后，才能用于正式焊接。
12．返修：在确定有密集性气孔的位置，用手枪电钻将此处的母材打穿，再用刮刀将其中间锡除，再用内磨机将其打磨成原坡口形式再焊，至到焊接合格为止。
13．无损检测：100%透视的焊口按照JB4730Ⅱ级合格，20%透视的焊口按照JB4730Ⅲ级合格，如果因为结构原因造成无法探伤的可以用着色的方法来检查，要求Ⅰ级合格，确实因为点状气孔的原因造成焊口拍片无法Ⅱ级合格时，针对气孔的缺陷可以让步放行到Ⅲ级或Ⅳ级合格，但线形气孔不可以。判断线形气孔的标准：气孔长度/气孔宽度≥3。
14．其它：复层焊时避免焊接缺陷，打底焊后焊肉与母材之间不一定是圆滑过度，如果不处理好，极容易在此点产生未溶合的缺陷，我们可以用两种方式来处理这种焊接隐患，可以用刮刀将高处部分焊肉剔除，也可以用砂轮机将母材打磨成平滑过度。
⑧ 铝合金焊接方法
铝合金的气焊
氧－乙炔气焊的热效率低，焊接热输入不集中，焊接铝及铝合金时需采用熔剂，焊后又需清除残渣，接头质量及性能也不高。因为气焊设备简单，无需电源，操作方便灵活，常用于焊接对质量要求不高的铝合金构件，如厚度较薄的薄板及小零件，以及补焊铝合金构件和铝铸件。
（1）气焊的接头形式
气焊铝合金时，不宜采用搭接接头和T形接头，这种接头难以清理流入缝隙中的残留熔剂和焊渣，应尽可能采用对接接头。为保证焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿，可以采用带槽的垫板，垫板一般用不锈钢或纯铜等制成，带垫板焊接可获得良好的反面成形，提高焊接生产率。
（2）气焊熔剂的选用
铝合金气焊时，为了使焊接过程顺利进行，保证焊缝质量，气焊时需要加熔剂来去除铝表面的氧化膜及其他杂质。
气焊熔剂（又称气剂）是气焊时的助熔剂，主要作用是去除气焊过程中生成在铝表面的氧化膜，改善母材的润湿性能，促使获得致密的焊缝组织等。气焊铝合金必须采用熔剂，一般是在焊前熔剂直接撒在被焊工件坡口上，或者沾在焊丝上加入熔池内。
铝合金熔剂是钾、钠、钙、锂等元素的氯人盐，是粉碎后过筛并按一定比例配制的粉状化合物。例如铝冰晶石（Na3AlF6）在1000℃进可以熔解氧化铝，又如氯化钾等可使难熔的氧化铝转变为易熔的氯化铝。这种熔剂的熔点低，流动性好，还能改善熔化金属的流动性，使焊缝成形良好。
（3）焊嘴和火焰的选择
铝合金有强烈的氧化性和吸气性。气焊时，为使铝不被氧化，应采用中性焰或微弱碳化焰（乙炔既过剩的碳化焰），使铝熔池置于还原性气氛的保护下而不被氧化。严禁采用氧化焰，因为用氧化性较强的氧化焰会使铝强烈氧化，阻碍焊接过程进行；而乙炔过多，游离的氢可能溶入熔池，会促使缝产生气孔，使焊缝疏松。
（4）定位焊缝
为防止焊件在焊接中产生尺寸和相对位置的变化，焊件焊前需要点固焊。由于铝的线膨胀系数大、导热速度快、气焊加热面积大，因此，定位焊缝较钢件应密一些。
定位焊用的填充焊丝与产品焊接时相同，定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂。定位焊的火焰功率比气焊时稍大。
（5）气焊操作
焊接钢铁材料时，可以从钢材的颜色变化判断加热的温度。但焊铝时，却没有这个方便条件。因为铝合金从室温加热到熔化的过程中没有颜色的明显变化，给操作者带来控制焊接温度困难。但可根据以下现象掌握施焊时机：
1）当被加热的工件表面由光亮白色变成暗淡的银白色，表面氧化膜起皱，加热处金属有波动现象时，表明即将达到熔化温度，可以施焊；
2）用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处，焊丝与母材能熔合时，即达到熔化温度，可以施焊；
3）母材边棱有倒下现象时，母材达到熔化温度，可以施焊。
气焊薄板可采用左焊法，焊丝位于焊接火焰之前，这种焊法因火焰指向未焊的冷金属，热量散失一部分，有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法，此法焊丝在焊炬后面，火焰指向焊缝，热量损失小，熔深大，加热效率高。
气焊厚度小于3㎜的薄件时，焊炬倾角为20～40°；气焊厚件时，焊炬倾角为40～80°，焊丝与焊炬夹角为80～100°。铝合金气焊应尽量将接头一次焊成，不堆敷第二层，因为堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。
⑨ 我用铝焊粉焊接时为什么铝熔液表皮没有破裂
(1)要求火焰能率高 铝和铝合金的热导率、比热容都很大,因此要求大功率和能量集中的热源。因此气焊的火焰能率要大,有时需要对焊件进行预热来满足工艺要求。
(2)氧化能力强 氧与铝的亲和力大,其al2o3膜致密结实,厚度约0.1μm,密度为铝的1.4倍,熔点为2050℃。焊接时氧化膜包覆着熔滴及熔化金属,阻碍填充金属与母材的熔合,易造成未熔合、夹渣和成形不良。同时氧化膜还会吸附水分,使焊缝易出现气孔。所以,焊前要严格清理金属表面,焊接过程中对熔池及高温金属要有效保护,防止再氧化。
(3)容易产生气孔液态铝不溶解氮,但可以溶解大量的氢,而在固态时氢在铝中的溶解度几乎等于零。当熔池快速冷却时,氢的溶解度急剧下降,在凝固点由0.69cm3/100g下降到0.036cm3/100g。来不及逸出的氢在焊缝中集聚成气孔。
铝及铝合金焊接时产生的气孔有三种:
1)分散气孔 常出现在焊缝截面中,数量多、尺寸小(<0.2mm)、呈弥散状分布,试样断口上呈圆形高白色的点。焊接气氛中所含的水分是产生这种氢气孔的原因。纯铝比铝镁合金更容易产生这种气孔。
2)集中气孔 往往分布在熔合线附近,尺寸大,断面为圆形,内壁光滑;呈亮白色或金黄色(油污氧化引起)。母材表面及坡口未去净的氧化膜所吸附的水分是产生这种氢气孔的原因。铝镁合金比纯铝容易形成吸水强、疏松、厚的表面氧化膜层,所以,集中气孔比纯铝严重。
3)热影响区气孔 分布于热影响区表面,含镁量较高的铝镁合金易产生此种气孔,并且有时形成连续的凸起鼓胀现象。这是由于高温下氢压的作用,使氢向热影响区扩散而形成气孔。
(4)易产生热裂纹 铝的线膨胀系数大、凝固收缩率大、导热快、加热时间长、受热面积大,所以,焊接变形及应力大。而高温时塑性差,在640～650℃时δ<0.6%,在350～400℃时σb≤10mpa,某些铝合金易形成低熔点共晶物,因此容易产生裂纹。
(5)焊接接头性能下降 铝合金中所含的合金元素mg、zn、mn等高温下易烧损,使焊缝性能下降。热影响区由于受热软化,若纯铝板在冷作硬化状态下焊接,接头强度会下降,热处理强化铝合金软化更严重,接头强度只有母材的40%～50%。
(6)易产生焊缝塌陷和烧穿 由于铝及铝合金高温时强度比较低,固液态转变时没有显著的颜色变化,而且熔池表面又有一层氧化膜,焊接时很难判断熔化情况,所以熔池温度很难掌握,稍不注意就会塌陷乃至烧穿。
气焊铝及铝合金时,材料的相对焊接性见表2。
表2气焊铝及铝合金的相对焊接性
工业纯铝 铝锰合金 铝镁合金 硬铝
适用厚度范围/mm
l1～l7 lf21 lf5、lf6 lf2、lf3
ly11、ly12
适宜范围 厚度界限
好 好 差 尚可 差 0.5～10 0.3～25
2.气焊铝及铝合金用焊丝与焊剂
气焊铝及铝合金时,一般应选用与母材化学成分相近的焊丝,也可用母材切条为填充金属。常用的焊丝牌号及化学成分见表3-42。选用焊丝时必须考虑到抗裂纹性能、耐腐蚀性能和接头力学性能。
铝及铝合金焊前虽然经过清理,但其表面氧化膜有可能清除不干净,焊接时又会产生新的氧化膜。所以,焊接时应采用熔剂,清除熔池中的氧化膜和其它杂质,提高熔化金属的流动性,使焊接顺利并保证质量和成形。气焊铝及铝合金常用熔剂配方见表3。
表3 气焊铝及铝合金熔剂的配方(质量分数)(%)
组成
铝块
晶石 氯化钠 氯化钾 氯化钡 氯化锂 氟化钠 氟化钙
硼砂 其它
cj401 — 27～30 49.5～52 — 13.5～15 7.5～9
— — —
1 — 19 29 48 — — 4 — —
2 30 30 40 — — — — — —
3 20 — 40 40 — — — — —
4 — 45 30 — 10 15 — — —
5 — 27 18 — — — — 14 硝酸钾41
6 — 20 40 20 — 20 — — —
7 — 25 25 — — — — 40 硫酸钠10
8 4.8 — — 33.3 19.5 — 14.8
氧化镁2.8
氟化镁24.8
9 — — — 70 15 氟化锂15 — — —
10 硝酸钾28 9 3 — — — — 40 硫酸钾20
11 4.5 40 15 — — — — — —
12 20 30 30 — — — — — —
3.铝及铝合金气焊的工艺要求
(1) 严格清除焊件接头处及焊丝表面的氧化膜和油污。清理方法有化学清理和机械清理两种。较小焊件及焊丝适于化学清洗,尺寸较大的焊件常用机械方法清理,其工艺见表4。焊件及焊丝经清理后在存放过程中会重新生成氧化膜,所以,应缩短清理后至焊接前的存放时间,干燥环境间隔时间不超过24h,潮湿环境不超过4h, 否则应重新清理氧化膜。采用抛光处理焊丝并用塑料密封,保存期可达半年。
表4铝及铝合金的焊前清理
工序 除油 碱洗 冲洗
溶液ω/% 温度/℃ 时间/min
化学清洗法
纯铝
汽油、煤油、丙酮等除油剂
naoh
6～10 40～60 ≤20 流动清水
铝镁、
铝锰合金 ≤7
工序 中和光化 冲洗 干燥
溶液φ/% 温度/℃ 时间/min
化学清洗法
纯铝 hno3
30
室温或
40～60 1～3 流动清水
风干或
低温干燥
铝镁、铝
锰合金
机械法
用丙酮或汽油进行表面除油,随后用φ0.15mm丝径的铜或不锈钢丝刷子刷,直至露出金属光泽为止。也可以用刮刀清理焊件表面
(2)坡口形式及尺寸 气焊铝及铝合金的坡口形式及尺寸见表5。
气焊铝及铝合金时,不宜采用搭接接头和t形接头。因为这种接头易残留熔剂和焊渣,不便焊后清除,使接头耐腐蚀性下降。
为保证焊件焊接时既焊透而又不塌陷和烧穿,可以采用垫板。垫板可用不锈钢板、碳素钢板或石墨板。当单面焊双面成形时,应在接触介质一面施焊。
(3) 合理选择焊丝与熔剂 sa1si5是一种通用焊丝,焊缝金属流动性好,抗裂纹性能高,并能保证一定的力学性能,除铝镁合金外,常采用此焊丝。因铝镁合金采用sa1si5焊丝时,会在晶间析出mgsi脆性化合物,使接头塑性和抗腐蚀性能下降,甚至引起裂纹,焊接铝镁合金时应采用sa1mg5ti焊丝。
表5铝及合金气焊坡口形式与尺寸
板厚
/mm
施焊
方法
坡口
名称 坡口形式 尺寸
b/mm p/mm
α/(°)
≤2 单面焊 卷边 — — —
≤5 单面焊 i型 1～1.5 — —
5～10 单面焊 v型 2～4 0.5～2 65±5
气焊熔剂有含锂和不含锂两类,含锂的熔剂熔点较低,熔渣的熔点、粘度也较低,焊后易清除,但价格高,吸潮性强,应以干粉状加入熔池。不含锂的熔剂价格低,但熔点高,熔渣粘度大,易夹渣,适于较高温度下焊接用。
气焊角接及搭接接头时,由于熔渣不易清除干净,建议选用表3中序号7熔剂。铝镁合金焊接不宜采用含钠熔剂,可采用表3中序号8、9号熔剂。
(4)气焊铝及铝合金时应采用中性焰或乙炔稍多的中性焰,严禁采用氧化焰。焊接薄板时火焰能率稍小,焊接厚板时火焰能率应大。其板厚与焊炬的使用见表6。
由于铝及铝合金高温固液态转变时没有明显的颜色变化,所以熔化情况不易掌握。当加热表面由光亮银白色变成暗淡的银白色,表面氧化膜起皱,加热处金属有波动现象时,即达熔化温度,可以施焊;用蘸有熔剂的焊丝端头触及加热处有粘性,焊丝与母材能熔合时,即达熔化温度,可以施焊;母材边棱有倒下现象时,母材达熔化温度,可以施焊。
表6气焊铝及铝合金的焊炬与板厚关系
板厚/mm 1.2 1.5～2.0 3.0～4.0
焊炬型号 h01-6 h01-6 h01-6
焊嘴号 1 1～2 3～4
焊嘴孔径/mm
0.9 0.9～1.0 1.1～1.3
焊丝直径/mm
1.5～2.0 2.0～2.5 2.0～3.0
板厚/mm 5.0～7.0
7.0～10.0
10.0～20.0
焊炬型号 h01-12 h01-12 h01-20
焊嘴号 1～3 2～4 4～5
焊嘴孔径/mm
1.4～1.8 1.6～2.0 3.0～3.2
焊丝直径/mm
4.0～5.0 5.0～6.0 5.0～6.0
当气焊薄小件时采用左焊法,厚度较大焊件采用右焊法。
气焊3mm以下薄件时,焊炬倾角为20°～40°,气焊厚件时,焊炬倾角为40°～80°,焊丝与焊炬夹角为80°～100°。
(5)预热 气焊薄小件时,一般不需要预热,厚度大于5mm及结构复杂件,应进行局部或整体预热,温度为150～300℃
(6)定位焊 采用比正式焊接稍大的火焰,焰芯距焊件表面3～5mm,焊炬与焊件夹角为50°左右。较长焊缝从中间向两端定位焊,环缝对称定位焊,一般要求见表7和表8。
(7)焊炬操作 气焊铝及铝合金时,焊炬可以上下跳动前进或平直前进,见图1。
气焊3mm以下薄件时,焊炬上下跳动前进,跳动幅度为3～4mm,焰芯尖端距焊件3～5mm,焊丝做反向的跳动;气焊厚大件时,焊炬平直前进,焰芯尖端距焊件表面3～5mm,焊丝上下跳动,拨开氧化膜,搅动熔池。
表7铝及铝合金板定位焊要求(mm)
板厚 <1.5 1.5～2.0 3～4 5～7
定位焊间距
10～30 30～50 50～70 80～100
定位焊缝长度
5～8 6～10 10～15 20～30
焊点高度 1～1.2 1.2～2 2.5～3 3～5
板厚 7～10 10～16 >16
定位焊间距
100～120 120～180 180～240
定位焊缝长度
30～40 40～50 50～60
焊点高度 3～5 5～7 6～8
管材直径
壁厚(δ)
定位焊位置及数量
定位焊缝长度
定位焊缝高度
≤18 1～3.5
对接定位焊 2处
5～10 ≤δ
25～55 1.5～5
对称定位焊 3处
10～20
δ～2/3δ
75～120 2.5～10
对接定位焊 4处
30～40
δ～2/3δ
(8) 焊后处理 焊后残存在焊缝及附近的熔剂和焊渣要及时清理干净,否则会腐蚀焊件。清理方法为:先在60～80℃热水中用硬毛刷洗刷焊接接头,重要构件洗刷后再放入 60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液中浸泡5～10min,然后再用硬毛刷仔细洗刷,最后用热水冲洗干洗。
清理后若焊接接头表面无白色附着物即可认为合格,或用质量分数为2%硝酸银溶液滴在焊接接头上,若没有产生白色沉淀物,即说明清洗干净。
铸造铝合金补焊后为消除内应力,可进行300～350℃退火处理。
4.铝及铝合金的气焊实例
铝冷凝器端盖的气焊,其结构见图2,材料为lf6,焊接工艺要点如下:
图1气焊铝及铝合金时焊炬的运动方式
a)上下跳动前进;b)平直前进
1)采用化学清洗的办法(见表4)将接管、端盖、大小法兰、焊丝清洗干净。
图2铝冷凝器端盖示意图
2)焊丝选用sa1mg5ti,φ4mm,熔剂选用cj401。用气焊火焰将焊丝加热,在熔剂槽内将焊丝蘸满cj401备用。
3)采用中性焰,右向焊法焊接。焊炬选用h01-12,选用3号焊嘴。
4)焊接小法兰盘与接管。用气焊火焰对小法兰均匀加热,待温度达250℃左右时组焊接管。定位焊两处,从第三点进行焊接。为避免变形和隔热,在预热和焊接时小法兰盘放在耐火砖上。
5)焊接端盖与大法兰盘。切割一块与大法兰盘等径的厚度20mm的钢板,并将其加热到红热状态,将大法兰盘放在钢板上,用两把焊炬将其预热到300℃左右,快速将端盖组合到大法兰盘上。定位三处,从第四点施焊。焊接过程中保持大法兰盘的温度,并不间断焊接。
6)焊接接管与端盖焊缝,预热温度为250℃
7)焊后清理:先在60～80℃热水中用硬毛刷刷洗焊缝及热影响区,再放入60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酐水溶液中浸泡5～10min,再用硬毛刷刷洗,然后用热水冲洗干净并风干。