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鋁合金材料焊接的工藝方法

鋁合金材料焊接的工藝方法

（1）焊前預(yù)備

　　選用化學(xué)或機(jī)械辦法，嚴(yán)厲整理焊縫坡口兩邊的外表氧化膜。

　　化學(xué)清潔是運(yùn)用堿或酸清潔工件外表，該法既可去掉氧化膜，還可除油污，詳細(xì)技術(shù)進(jìn)程如：體積分?jǐn)?shù)為6%～10%的氫樣化鈉溶液，在70℃擺布浸泡0．5min→水洗→體積分?jǐn)?shù)為15%的硝算在常溫下浸泡1min進(jìn)行中和處理→水洗→溫水洗→枯燥。其實(shí)，絕大多數(shù)的鋁合金都可以實(shí)現(xiàn)成功焊接、不發(fā)生破損等相關(guān)問題。洗好后的鋁合金外表為無(wú)光澤的銀白色。

　　機(jī)械整理可選用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)銑刀，還可選用刮到、銼刀等東西，關(guān)于較薄的氧化膜也可用0．25mm的銅絲刷打磨鏟除氧化膜。

　　整理好后當(dāng)即施焊，假如放置時(shí)刻超越4h，應(yīng)從頭整理。

　?。?）確定安裝空隙及定位焊距離

　　施焊進(jìn)程中，鋁板受熱脹大，致使焊縫坡口空隙削減，焊前安裝空隙假如留得太小，焊接進(jìn)程中就會(huì)引起兩板的坡口堆疊，添加焊后板面不平度和變形量；相反，安裝空隙過大，則施焊艱難，并有燒穿的也許。采用丙烷、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣體或一炔焊炬對(duì)工件焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為150～260℃，然后進(jìn)行焊接。適宜的定位焊距離能確保所需的定位焊空隙，因而，挑選適宜的安裝空隙及定位焊距離，是削減變形的一項(xiàng)有效辦法。依據(jù)經(jīng)歷，不一樣板厚對(duì)接縫較合理的安裝技術(shù)參數(shù)如表2。

　　（3）挑選焊接設(shè)備

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上焊接產(chǎn)品品種較多，通常情況下宜選用溝通鎢極亞弧焊（即TIG焊）。它是在亞氣的維護(hù)下，使用鎢電極與工件問發(fā)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲的一種焊接辦法。鋁合金型材框架專業(yè)焊接加工制造，提供各種鋁合金框架焊接、鋁材框架結(jié)構(gòu)焊接、鋁焊接加工等業(yè)務(wù)，產(chǎn)品用于電力設(shè)備鋁框架、光伏鋁支架等領(lǐng)域。該焊機(jī)工作時(shí)，因?yàn)闇贤娏鞯臉O性是在周期性的改換，在每個(gè)周期里半波為直流正接，半波為直流反接。正接的半波時(shí)期鎢極能夠發(fā)射足夠的電子而又不致于過熱，有利于電弧的穩(wěn)定。反接的半波時(shí)期工件外表生成的氧化膜很簡(jiǎn)單被整理掉而獲得外表亮光漂亮、成形杰出的焊縫。

　　（4）挑選焊絲

　　通常選用301純鋁焊絲及311鋁硅焊絲。

　?。?）選取焊接辦法和參數(shù)

　　通常以左焊法進(jìn)行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上時(shí)，以右焊法進(jìn)行，焊炬和工件成90°角。

　　焊接壁厚在3mm以上時(shí)，開V形坡口，夾角為60°～70°，空隙不得大于1mm，以多層焊完結(jié)。然而，當(dāng)制造商用鋁材進(jìn)行焊接時(shí)，還需要面對(duì)一些獨(dú)特挑戰(zhàn)，比如：堅(jiān)韌的氧化層，非常不一樣的合金組合物，需要使用剛性較小的填充金屬絲以及非常干凈的堿金屬。壁厚在1．5mm以下時(shí)，不開坡口，不留空隙，不加填充絲。焊固定管子對(duì)接接頭時(shí)，當(dāng)管徑為200mm，壁厚為6mm時(shí)，應(yīng)選用直徑為3～4mm的鎢極，以220～240A的焊接電流，直徑為4mm的填充焊絲，以1～2層焊完。

鋁材焊接、鋁合金焊接中如何避免熱開裂

開裂是鋁材焊接、鋁合金焊接中可能發(fā)生的一個(gè)重大問題。即使很小的縫隙也可能導(dǎo)致焊縫不合規(guī)范，并導(dǎo)致焊點(diǎn)故障。其實(shí)，絕大多數(shù)的鋁合金都可以實(shí)現(xiàn)成功焊接、不發(fā)生破損等相關(guān)問題。關(guān)鍵是使用合適的填充金屬絲、適當(dāng)?shù)墓ば騺?lái)完成焊接。

有兩種類型的開裂——熱開裂和應(yīng)力開裂，熱開裂是焊鋁時(shí)比較常見的。熱開裂是焊接復(fù)合物時(shí)常遭遇一個(gè)麻煩，它會(huì)影響金屬焊接的凝固程度。

有三個(gè)因素可以顯著影響鋁合金焊接熱開裂的概率：

1）母材組合的開裂敏感度；

2）選擇合適的填充金屬絲，有助于不選容易開裂的材料組合物；以及

3）選擇合適的焊接接頭設(shè)計(jì)，來(lái)處理基礎(chǔ)金屬，有助于避免開裂敏感的焊接組合。

有些鋁合金焊接起來(lái)比其他金屬更容易開裂，所以選擇一種合適的填充金屬絲非常重要，這會(huì)產(chǎn)生低開裂敏感度的焊接金屬組合。進(jìn)行焊接時(shí)，保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時(shí)間為90%，并減少在薄金屬蓋上的停留時(shí)間。當(dāng)焊接具有低裂紋敏感性的鋁材時(shí)，會(huì)采用類似成分的填充金屬絲。反之，焊接高開裂敏感性的鋁合金時(shí)，會(huì)選擇低裂紋敏感性的不同成分的填充金屬絲。

鋁填充金屬絲，均按照美國(guó)焊接學(xué)會(huì)（AWS）的分類，對(duì)應(yīng)鋁業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)注冊(cè)號(hào)碼，以確定特定的合金組合成分。并非所有的填充金屬絲都適于焊接所有的鋁基合金。需要一個(gè)有信譽(yù)的填充金屬絲選擇指南，以確保不同的鋁合金焊接的選擇。

開裂是鋁材焊接中可能發(fā)生的一個(gè)重大問題。即使很小的縫隙也可能導(dǎo)致焊縫不合規(guī)范，并導(dǎo)致焊點(diǎn)故障。其實(shí)，絕大多數(shù)的鋁合金都可以成功焊接，不發(fā)生破損。關(guān)鍵是使用合適的填充金屬絲、適當(dāng)?shù)墓ば騺?lái)焊接。

焊縫設(shè)計(jì)是另一個(gè)重要的考慮因素，可以影響焊縫的組合物，有助于防止熱裂紋。以及3）選擇合適的焊接接頭設(shè)計(jì)，來(lái)處理基礎(chǔ)金屬，有助于避免開裂敏感的焊接組合。無(wú)斜角的焊縫，會(huì)導(dǎo)致基本金屬熔焊稀釋率不夠，有適當(dāng)斜角的焊縫，就可以充分稀釋。這就意味著可以在一個(gè)斜面邊緣，增加在焊縫沉積的填料金屬的量，產(chǎn)生一個(gè)不太可能開裂的復(fù)合層。有些鋁基合金，比如6XXX系列，是可能強(qiáng)烈影響熱開裂的非常重要的一種因素。

應(yīng)力開裂

雖然不像熱開裂那么普遍，應(yīng)力開裂也可能影響鋁的焊接。導(dǎo)致應(yīng)力開裂的一個(gè)主要原因是：在焊縫凝固和冷卻時(shí)的過度收縮率。適當(dāng)?shù)臅r(shí)候選擇含有硅的填充金屬絲，能減少收縮壓力，有助于避免應(yīng)力裂紋。

焊鋁過程中出現(xiàn)的大部分裂縫，會(huì)在焊口（通常用來(lái)定義焊頭里不希望出現(xiàn)的凹陷）里出現(xiàn)，常被忽視。由于淬硬現(xiàn)象可通過熱處理改善，而晶粒粗大卻很難細(xì)化，因此為防止晶粒粗大，應(yīng)選擇硬參數(shù)。焊口裂縫是很小的，不加處理的話，就可能擴(kuò)大到整個(gè)焊縫并造成重大故障。操作方法是，焊工注意在焊接過程中把焊口完全填滿，要么采用焊接電源供應(yīng)設(shè)備上的自動(dòng)焊口填補(bǔ)功能，要么用其他已經(jīng)批準(zhǔn)的焊口填補(bǔ)方法。

提高焊接移動(dòng)速度，有助于減少應(yīng)力開裂的可能性，因?yàn)檫@樣做可以縮小熱影響區(qū)，減小堿金屬熔化的程度。通過降低母材在焊接過程中及之后的殘余應(yīng)力水平，也可以用預(yù)熱來(lái)起到幫助作用。這反過來(lái)也會(huì)降低應(yīng)力開裂的可能性。

要避免在非常冷的情況下焊接鋁，要避免預(yù)熱操作導(dǎo)致的過熱——150°F的預(yù)熱溫度，就足以滿足所有的鋁合金焊接要求了。鋁合金焊接、鋁材焊接，我們的專業(yè)的！

在鋁材焊接中如何快速調(diào)節(jié)氣保焊的電流及電壓

電流是控制焊縫熔深的（電流也可以理解為送絲速度，電流越大，在電壓不變的情況下，單位時(shí)間內(nèi)送出的焊絲越多，前提是電壓足以讓焊絲熔化），電壓是控制熔寬的。

首先，先把電流旋鈕調(diào)到小，把電壓旋鈕調(diào)到大，試焊一下，此時(shí)不要?jiǎng)与妷盒o，逐步調(diào)大電流，到能正常焊接就停下；

第二步，反過來(lái)，就是把電流旋鈕先調(diào)到大，然后把電壓旋鈕調(diào)到小，試焊一下，不要?jiǎng)与娏餍o，逐步增加電壓，一直到能正常焊接就停下；

第三步，把電流和電壓旋鈕都調(diào)到小，逐步增大電壓和電流（過程中需要反復(fù)調(diào)節(jié)），直到找到你認(rèn)為焊縫成型好，然后聲音柔和，并且是你自己能控制得住的匹配。

具體現(xiàn)象及原因

（1）電壓偏低，握槍的右手會(huì)感覺到焊槍頭部發(fā)硬，焊槍頭部的強(qiáng)烈振動(dòng)，可聽到爆斷聲，移動(dòng)焊槍有阻力，通過面罩觀察，焊絲插入熔池，飛濺多。

【提示】這是因?yàn)殡妷禾?，送絲速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熔化速度，電弧引燃后又被焊絲踏滅時(shí)發(fā)出的響聲。

（2）電壓偏高，焊槍頭部過于綿軟，幾乎沒有振動(dòng)，可隨心所欲地移動(dòng)焊槍，通過面罩觀察，焊絲飄在熔池上方，端部形成大熔球，時(shí)而出現(xiàn)大熔滴飛濺。

【提示】如果熔化速度超過送絲速度太多，電弧會(huì)一直返燒到導(dǎo)電嘴，把焊絲和導(dǎo)電嘴熔化在一起，送絲終止，電弧熄滅。這對(duì)導(dǎo)電嘴和送絲機(jī)構(gòu)都會(huì)造成損壞，所以引弧時(shí)應(yīng)確認(rèn)電壓沒有偏高。

（3）電壓與電流匹配時(shí)的現(xiàn)象：電弧穩(wěn)定燃燒，發(fā)出細(xì)密的沙沙聲，手感焊槍頭部略有振動(dòng)，軟硬適度，電壓表擺動(dòng)不超過5V，電流表擺動(dòng)不超過30A，在手的握把處不應(yīng)出現(xiàn)振動(dòng)。

【操作指南】

1）調(diào)節(jié)焊接電壓旋鈕時(shí)，要慢慢提升焊接電壓，焊絲熔化速度加快，爆斷的噼啪聲漸漸變成平穩(wěn)的沙沙聲；

2）觀察電壓表和電流表，如果電流低于預(yù)定值，先提高焊接電流，再提高焊接電壓；如果電流高于預(yù)定值，先降低焊接電壓，再降低焊接電流。