鋁及鋁合金焊接工藝研究畢業(yè)論文.pdfVIP

威海職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文畢業(yè)論文 畢業(yè)論文題目：鋁及鋁合金焊接工藝的研究畢業(yè)論文題目：鋁及鋁合金焊接工藝的研究 系部 船舶工程系 專業(yè) 焊接技術(shù)及自動(dòng)化 班級(jí) 09 級(jí)焊接 1 班 學(xué)生姓名 孟 祥 理 學(xué)號(hào) 20091403023 指導(dǎo)教師 殷 園 淋 2011 年 10 月 19 日 1 摘要 鋁及鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料， 在 航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。 隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié) 構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合 金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā) 展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研 究的熱點(diǎn)之一。 關(guān)鍵詞：鋁及鋁合金手工氬弧焊焊接特點(diǎn) 2 AbstractAbstract Aluminum and aluminum alloy is the most widely used in industry of a class of non-ferrous metal structure material, in aviation, aerospace, automotive, machinery manufacturing, shipping and the chemical industry has a large application. Recent years, with science and technology and industrial economic development, to the aluminum alloy welding structure of the increasing demand, the aluminum alloy welding sex research will be further. The wide application of aluminum alloy aluminum alloy welding technology promoted the development, and welding technology development and expand the application field of aluminum alloy, aluminum alloy welding technology is therefore become one of the hot spot in the research. Keywords:Aluminum and Aluminum alloy、Handmade Argon Arc Welding、Welding characteristics 3 目錄目錄 摘要1 英文摘要2 第一章緒論4 第二章從應(yīng)用的角度掌握有色金屬的分類.5 2-1什么是金屬盒非金屬，什么是黑色金屬和有色金屬，什么事合 金5 2-2有色金屬的分類5 第三章鋁及鋁合金的性能分析其特點(diǎn)及焊接性6 3-1鋁合金的分類、成分和性能6 3-2鋁合金的焊接性特點(diǎn) 10 第四章鋁及鋁合金的焊接工藝方法 12 4-1鋁合金的焊接方法 12 4-2鋁用焊接材料 14 4-3鋁及鋁合金的焊接工藝方法 17 第五章鋁及鋁合金的焊接實(shí)例 30 5-1鋁合金汽車油箱的焊接實(shí)例 30 5-2海外鋁合金機(jī)器人的焊接實(shí)例 32 第六章總結(jié) 34 參考文獻(xiàn) 35 致謝 36 4 第一章第一章緒論緒論 有色金屬 non-ferrous metal，狹義的有色金屬又稱為非鐵金屬， 是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合 金。有色合金是以一種有色金屬為基體（通常大于 50%） ，加入一種 或幾種其他元素而構(gòu)成的合金。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有色金屬的應(yīng) 用日趨廣泛。雖然有色金屬只占金屬總量的 5%左右，但有色金屬在 工程應(yīng)用中的重要作用確實(shí)鋼鐵或其他材料無(wú)法代替的。 有色金屬具 有特殊的性能，比常規(guī)鋼鐵材料的焊接更復(fù)雜，這給焊接工作帶來(lái)很 大的困難。 鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、 航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來(lái) 科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展， 對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益 增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了 鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展， 同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用 領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。 5 第二章第二章 從應(yīng)用的角度掌握有色金屬的分類從應(yīng)用的角度掌握有色金屬的分類 2-12-1、什么是金屬盒非金屬，什么是黑色金屬和有色金屬，什么事合、什么是金屬盒非金屬，什么是黑色金屬和有色金屬，什么事合 金？金？ 目前，已知的的化學(xué)元素有 118 種，其中自然界只存在 92 種， 科學(xué)家成功研制出并已經(jīng)得到承認(rèn)和命名的元素有 18 種，有 8 種元 素沒(méi)有得到承認(rèn)和命名。 人們通常把這些元素分成金屬和非金屬兩大 類。從物理性能上來(lái)看，具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、可塑性以及特殊光澤 的元素叫金屬，反之是非金屬。常見(jiàn)的金屬有鐵、鋁、銅、鎂、鋅等。 在非金屬中， 常溫下呈氣態(tài)的有氫、 氧、 氬等； 常溫下呈液態(tài)的有溴； 常溫下呈固態(tài)的有碳、硼等。 金屬又可分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬通常是指 鐵、鉻、錳和鐵基合金，其他的金屬合金稱為有色金屬。 合金是有兩種或兩種以上的金屬元素與非金屬元素所組合成的 具有合金性質(zhì)的物質(zhì)。 如 3A21 就是由鋁和錳組成的以鋁為基的合金。 2-22-2、有色金屬的分類、有色金屬的分類 有色金屬按其性質(zhì)、用途、產(chǎn)量及其在地殼中的儲(chǔ)量狀況一般分為有 色輕金屬、有色重金屬、貴金屬、稀有金屬和半金屬五大類。在稀有 金屬中，根據(jù)其物理化學(xué)性質(zhì)、原料的共生關(guān)系、生產(chǎn)工藝流程等特 點(diǎn)，又分稀有輕金屬、稀有重金屬、稀有難熔金屬、稀散金屬、稀土 金屬、稀有放射性金屬。 6 第三章第三章鋁及鋁合金性能的分析其特點(diǎn)及焊接性鋁及鋁合金性能的分析其特點(diǎn)及焊接性 3-13-1、鋁合金的分類、成分和性能、鋁合金的分類、成分和性能 （1）鋁合金的分類 鋁合金可分為變形鋁合金（雙分為非熱處理強(qiáng)化鋁合金、熱處理 強(qiáng)化鋁合金兩類）鑄造鋁合金。變形鋁合金是指經(jīng)不同的壓力加工方 法制成的板、帶、管、型、條等 半成品材料；鑄造鋁合金以合金 鑄錠供應(yīng)。鋁合金分類示意見(jiàn)圖 1-1。 鋁合金的分類及性能特點(diǎn)見(jiàn) 表 1-1。 按GB/T3190 1996和 GB/T164741966 的規(guī)定，鋁合 金牌號(hào)命名的基本原則是：可直 接采用國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)。 四位字符牌號(hào)的第一位、第三位、第四位為阿拉伯?dāng)?shù)字，第二位為英 文大寫(xiě)字母。2為 AlCu 系，3為 AlMn 系，4 為 AlSi 系，5為 AlMg 系，6為 AlMgSi 系，7 為 AlZn 系，8為 Al其他元素，9為 Al備用 系。這樣，我國(guó)變形鋁合金的牌號(hào)表示法與國(guó)際上的通用方法基本一 致。 7 表表 1.1鋁合金的分類及性能特點(diǎn)鋁合金的分類及性能特點(diǎn) 分類合 金 名 稱合 金 系性 能 特 點(diǎn)示 例 變 形 鋁 合 金 非 熱 處 理 強(qiáng) 化 鋁 合 金 防銹鋁 Al-Mn 抗 蝕 性、壓 力 加 工 性 與 焊 接 性 能好， 但 強(qiáng) 度 較 低 3A21 Al-Mg5A05 熱 處 理 強(qiáng) 化 鋁 合 金 硬 鋁Al-Cu-Mg力 學(xué) 性 能 高 2A11,2A1 2 超 硬 鋁Al-Cu-Mg-Zn硬 度 強(qiáng) 度 最 高 7A04,7A0 9 鍛 鋁 Al-Mg-Si-Cu 鍛 造 性 能 好 耐 熱 性 能 好 2A14,2A5 0 Al-Cu-Mg-Fe-Ni 2A70,2A8 0 鑄造 鋁合 金 簡(jiǎn) 單 鋁 硅 合 金Al-Si 鑄 造 性 能 好，不 能 熱 處 理 強(qiáng)化 ，力學(xué) 性 能 較 低 ZL102 特 殊 鋁 硅 合 金 Al-Si-Mg 鑄 造 性 能 良 好，可 熱 處 理 強(qiáng) 化，力 學(xué) 性 能 較 高 ZL101 Al-Si-CuZL107 Al-Si-Mg-Cu ZL105,ZL 110 Al-Si-Mg-Cu-NiZL109 鋁 銅 鑄 造 合 金Al-Cu 耐 熱 性 好，鑄 造 性 能 與 抗 蝕 性 差 ZL201 鋁 鎂 鑄 造 合 金Al-Mg力 學(xué) 性 能 高，抗 蝕 性 好ZL301 鋁 鋅 鑄 造 合 金Al-Zn能 自 動(dòng) 淬 火，宜 于 壓 鑄ZL401 鋁 稀 土 鑄 造 合 金 Al-Re耐 熱 性 能 好 非熱處理強(qiáng)化鋁合金非熱處理強(qiáng)化鋁合金 非熱處理強(qiáng)化鋁合金通過(guò)加工硬化、固溶強(qiáng)化提高力學(xué)性能，特 點(diǎn)是強(qiáng)度中等、塑性及耐蝕性好，又稱防銹鋁，原先代號(hào)為 LF。 AlMn 合金和 AlMg 合金屬于防銹鋁合金，不能熱處理強(qiáng)化，但強(qiáng) 度比純鋁高，并且具有優(yōu)異的抗腐蝕性和良好的焊接性，是目前焊接 8 結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣的鋁合金、超硬鋁、鍛鋁等。 硬鋁硬鋁硬鋁的牌號(hào)是按銅的增加順序編排的。Cu 是硬鋁的主要 成分，為了得到高的強(qiáng)度，Cu 含量一般應(yīng)控制在 4.0%4.8%。Mn 也 是硬鋁的主要成分，主要作用是消除鐵對(duì)抗蝕性的不利的影響，還能 細(xì)化晶粒、加速時(shí)效硬化。在硬鋁合金中，銅、硅、鎂等元素能形成 溶解于鋁的化合物，從而促使硬鋁合金在熱處理時(shí)強(qiáng)化。 退火狀態(tài)下硬鋁的抗拉強(qiáng)度為 160220MPa，經(jīng)過(guò)淬火及時(shí)效后 抗拉強(qiáng)度增加至 312460MPa。但硬鋁的耐蝕性能差，為了提高合金 的耐蝕性，常在硬鋁板表面覆蓋一層工業(yè)純鋁保護(hù)層。 超硬鋁超硬鋁合金中鋅、鎂、銅的平均總含量可達(dá) 9.7%13.5%，在 當(dāng)前航空航天工業(yè)中仍是強(qiáng)度最高和應(yīng)用最多的一種輕合金材料。 超 硬鋁的塑性和焊接性差，接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材。由于合金中鋅含量較 多，形成晶間腐蝕及焊接熱裂紋的傾向較大。 鍛鋁鍛鋁具有良好的熱塑性，而且銅含量越少熱塑性越好，適于作 鍛件用。具有中等強(qiáng)度和良好的抗蝕性，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照見(jiàn)表鋁合金的新舊牌號(hào)對(duì)照見(jiàn)表 1.21.2。 類 別 新 牌 號(hào)舊 牌 號(hào)類 別新 牌 號(hào)舊 牌 號(hào) 9 防 銹鋁 合金 5A02 5A03 5A05 5A06 5B05 5083 5056 3A21 3003 LF1 LF2 LF3 LF5 LF6 LF10 LF4 LF5-1 LF21 鍛 鋁 合 金 6A02 2A50 2B50 2A70 2A80 2A90 2A14 6061 6063 LD2 LD5 LD6 LD7 LD8 LD9 LD10 LD30 LD31 硬 鋁合 金 2A01 2A02 2A04 2A06 2B11 2B12 2A10 2A11 2A12 2A13 2A16 2A17 LY1 LY2 LY3 LY4 LY6 LY8 LY9 LY10 LY11 LY12 LY13 LY16 LY17 超 硬 鋁 合 金 7A03 7A04 7A09 7A10 7003 LC3 LC4 LC5 LC9 LC10 LC12 （2）鋁合金的性能 鋁合金的物理性能見(jiàn)表鋁合金的物理性能見(jiàn)表 1.31.3。 合 金 密 度 /gcm-1 比 熱 容 （100 ） /Jkg-1K-1 熱 導(dǎo) 率 （25 ） /Wm-1K-1 線 脹 系 數(shù) （20 100 ） /10-6K-1 電 阻 率 （20 ） /10-6m 備 注 （原 牌號(hào) ） 10 3A21 5A03 5A06 2A12 2A16 6A02 2A10 7A04 2.73 2.67 2.64 2.78 2.84 2.70 2.80 2.85 1009 880 921 921 880 795 836 180.0 146.5 117.2 117.2 138.2 175.8 159.1 159.1 23.2 23.5 23.7 22.7 22.6 23.5 22.5 23.1 3.45 4.96 6.73 5.79 6.10 3.70 4.30 4.20 防 銹 鋁 LF21 防 銹 鋁 LF3 防 銹 鋁 LF6 硬 鋁 LY12 硬 鋁 LY16 鍛 鋁 LD2 鍛 鋁 LD10 超 硬 鋁 LC4 防銹銅器（鋁錳合金、鋁鎂合金）主要用于要求高的塑性的焊接 性、在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件，如油箱、汽油或潤(rùn)滑油 導(dǎo)管、各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件等。鋁合金被廣 泛應(yīng)用航空航天、建筑、汽車、機(jī)械制造、電工、化學(xué)工業(yè)、商業(yè)等 領(lǐng)域。鋁合金在飛機(jī)制造中是主要的結(jié)構(gòu)材料，它約占骨架質(zhì)量的 55%，而且大部分關(guān)鍵軸承部件，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸向壓縮機(jī)葉片、機(jī) 翼、骨架、外殼、尾翼等是由鋁合金制造的。 3-23-2鋁合金的焊接性特點(diǎn)鋁合金的焊接性特點(diǎn) 鋁合金熔化焊時(shí)有如下困難和特點(diǎn)： （1）鋁和氧的親和力很大，因此在鋁及鋁合金表面總有一層難熔 的氧化鋁膜遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋁的熔點(diǎn)， 這層氧化膜不溶于金屬并且妨礙被熔 融填充金屬潤(rùn)濕。在焊接或釬焊過(guò)程中應(yīng)將氧化膜清除或破壞掉。 （2）熔焊時(shí)，鋁合金的焊接性首先體現(xiàn)在抗裂性上。在鋁中加入 銅、錳、硅、鎂、鋅等合金元素可獲得不同性能的合金，各種合金元 11 素對(duì)鋁合金焊接裂紋的影響不同。 （3）鋁合金的固態(tài)和液態(tài)色澤不易區(qū)別，焊接操作時(shí)難以控制熔 池溫度。 （4）焊后焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接接頭區(qū)易發(fā)生軟化。 表 1.4 所列的為部分鋁合金的相對(duì)焊接性。 表表 1.41.4部分鋁合金的相對(duì)焊接性部分鋁合金的相對(duì)焊接性 焊 接 方 法 焊接性與適用范圍 說(shuō)明 鋁錳合 金 鋁鎂合金 鋁銅合 金 適用厚度 3003 3004 5083 5056 5052 5454 2014 2024 推薦可用 T I G焊（手 工、自 動(dòng)） 很好很好很好很差110 0.9 25 填 絲 或 不 填 絲，厚 板 需 預(yù) 熱 ， 交 流 電 源 M I G 焊（手 工、自 動(dòng)） 很好很好很好較差84 焊 絲 為 電 極，厚 板 需 預(yù) 熱和 保溫，直 流 反 接 脈沖M I G 焊（手 工、自 動(dòng) ） 很好很好很好較差2 1.6 8 適 用 于 薄 板 焊 接 氣焊很好很差較差很差 0.5 10 0.3 25 適 用 于 薄 板 焊 接 焊 條 電弧焊較好很差較差很差38 直 流 反 接， 需 預(yù) 熱， 操 作 性差 電阻 焊（點(diǎn)焊、 縫焊） 較好很好很好較好 0.7 3 0.1 4 需 要 電 流 大 等離子弧焊很好很好很好較差110 焊縫晶粒小， 抗氣孔 性能好 電子束焊很好 很 好 很 好較 好3753 焊接質(zhì)量好， 適 用于厚件 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的進(jìn)步。 可焊接的鋁 合金材料范圍逐步擴(kuò)大， 現(xiàn)在不僅可以成功地焊接非熱處理強(qiáng)化的鋁 合金，而且解決了傳統(tǒng)的航空航天和軍工等行業(yè)，逐步擴(kuò)大到國(guó)民經(jīng) 濟(jì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。 12 第四章第四章鋁及鋁合金的焊接工藝方法鋁及鋁合金的焊接工藝方法 4-14-1、鋁合金的焊接方法、鋁合金的焊接方法 鋁合金的焊接方法很多，各種方法有其不同的應(yīng)用場(chǎng)合。除了傳 統(tǒng)的熔焊、 電阻焊、 氣焊方法外， 其他一些焊接方法 （如等離子弧焊、 電子束焊、真空擴(kuò)散焊等）也可以容易地將鋁合金焊接在一起。 鋁合金常用焊接方法的特點(diǎn)及適用范圍見(jiàn)表 2.1。應(yīng)根據(jù)鋁及鋁 合金的牌號(hào)、焊件厚度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及對(duì)焊接性的要求等選擇。 表表 2.12.1鋁合金常用焊接方法的特點(diǎn)及適用范圍鋁合金常用焊接方法的特點(diǎn)及適用范圍 焊接方法特點(diǎn)適用范圍 氣焊 熱功率低， 焊件變形大， 生產(chǎn)率低， 易產(chǎn)生夾渣、裂紋等缺陷 用于非重要場(chǎng)合的薄板對(duì)接焊及補(bǔ) 焊等 手工電弧焊接頭質(zhì)量差用于鑄鋁件補(bǔ)焊及一般修理 鎢極氬弧焊 焊縫金屬致密，接頭強(qiáng)度高、塑性 好，可獲得優(yōu)質(zhì)接頭 應(yīng)用廣泛，可焊接板厚 120 鎢極脈沖氬弧焊 焊接過(guò)程穩(wěn)定，熱輸入精確可調(diào)， 焊件變形量小，接頭質(zhì)量高 用于薄板、全位置焊接、裝配焊接 及對(duì)熱敏感性強(qiáng)的鍛鋁、硬鋁等高 強(qiáng)度鋁合金 熔化極氬弧焊電弧功率大，焊接速度快 用于厚件的焊接，可焊厚度為 50 以下 熔化極脈沖氬弧 焊 焊接變形小，抗氣孔和抗裂性好， 工藝參數(shù)調(diào)節(jié)廣泛 用于薄板或全位置焊，常用于厚度 212 的工件 等離子弧焊 熱量集中，焊接速度快，焊接變形 和應(yīng)力小，工藝較復(fù)雜 用于對(duì)接焊要求比氬弧焊更高的場(chǎng) 合 真空電子束焊 熔深大熱影響區(qū)小，焊接變形量小 接頭力學(xué)性能好 用于焊接尺寸較小的焊件 激光焊焊接變形小，生產(chǎn)率高用于需進(jìn)行精密焊接的焊件 （1）氣焊 氧乙炔氣焊火焰的熱功率低，熱量較分散，因此焊件變形大、 生產(chǎn)率低。用氣焊焊接較厚的鋁焊件時(shí)需預(yù)熱，焊后的焊縫金屬不但 晶粒粗大、 組織疏松， 而且容易產(chǎn)生氧化鋁夾雜、 氣孔及裂縫等缺陷。 13 這種方法只用于厚度范圍在 0.510 的不重要鋁結(jié)構(gòu)件和鑄件的 焊補(bǔ)上。 （2）鎢極氬弧焊 這種方法是在氬氣保護(hù)下施焊，熱量比較集中，電弧燃燒穩(wěn)定， 焊縫金屬致密，焊接接頭的強(qiáng)度和塑性高，在工業(yè)中獲得起來(lái)越廣泛 的應(yīng)用。鎢極氬弧焊用于鋁合金是一種較完善的焊接方法，但鎢極氬 弧焊設(shè)備較復(fù)雜，不宜在室外露天條件下操作。 （3）熔化極氬弧焊 自動(dòng)、半自動(dòng)熔化極氬弧焊的電弧功率大，熱量集中，熱量影響 區(qū)小，生產(chǎn)效率比手工鎢極氬弧焊可提高 23 倍?？梢院附雍穸仍?50 以下的純鋁及鋁合金板。 例如， 焊接厚度 30 的鋁板不必預(yù)熱， 只焊接正、反兩層就可獲得表面光滑、質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊縫。半自動(dòng)熔化 極氬弧焊適用于定位焊縫、斷續(xù)的短焊縫及結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則的焊件， 用半自動(dòng)氬弧焊焊炬可方便靈活地進(jìn)行焊接， 但半自動(dòng)焊的焊絲直徑 較細(xì)，焊縫的氣孔敏感性較大。 （4）脈沖氬弧焊 1）鎢極脈沖氬弧焊 用這種方法可明顯改善小電流焊接過(guò)程的穩(wěn)定性， 便于通過(guò)調(diào)節(jié) 各種工藝參數(shù)來(lái)控制電弧功率和焊縫成形。 焊件變形小、 熱影響區(qū)小， 特別適用于薄板、 全位置焊接等場(chǎng)合以及對(duì)熱敏感性強(qiáng)的鍛鋁、 硬鋁、 超硬鋁等的焊接。 2）熔化極脈沖氬弧焊 14 可采用的平均焊接電流小，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，焊件的變形及熱影 響區(qū)小，生產(chǎn)率高，抗氣孔及抗裂性好，適用于厚度在 210 鋁合 金薄板的全位置焊接。 （5）電阻點(diǎn)焊、縫焊 可用來(lái)焊接厚度在 4 以下的鋁合金薄板。 對(duì)于質(zhì)量要求較高的 產(chǎn)品可采用直流沖擊波點(diǎn)焊、縫焊機(jī)焊接。焊接時(shí)需要用較復(fù)雜的設(shè) 備，焊接電流大、生產(chǎn)率較高，特別適用于大批量生產(chǎn)的零、部件。 （6）攪拌摩擦焊 攪拌摩擦焊是一種可用于各種合金板焊接的固態(tài)連接技術(shù)。 與傳 統(tǒng)熔焊方法相比，攪拌摩擦焊無(wú)飛濺、無(wú)煙塵，不需要添加焊絲和保 護(hù)氣體，接頭無(wú)氣孔、裂紋。與普通摩擦相比，它不受軸類零件的限 制，可焊接直焊縫。這種焊接方法還有一系列其它優(yōu)點(diǎn)，如接頭的力 學(xué)性能好、節(jié)能、無(wú)污染、焊前準(zhǔn)備要求低等。由于鋁及鋁合金熔點(diǎn) 低，更適于采用攪拌摩擦焊。 4-24-2、鋁用焊接材料、鋁用焊接材料 （1）焊絲 采用氣焊、鎢極氬弧焊等焊接鋁合金時(shí)，需要加填充焊絲。鋁及 鋁合金焊絲分為同質(zhì)焊絲和異質(zhì)焊絲兩大類。 為了得到良好的焊接接 頭，應(yīng)從焊接構(gòu)件使用要求考慮，選擇適合于母材的焊絲作為填充材 料。 選擇焊絲首先要考慮焊縫成分要求，還要考慮產(chǎn)品的力學(xué)性能、 耐蝕性能，結(jié)構(gòu)的剛性、顏色及抗裂性等。選擇熔化溫度低于母材的 15 填充金屬，可大大減小熱影響區(qū)的晶間裂紋傾向。對(duì)于非熱處理合金 的焊接接頭強(qiáng)度，按 1000 系、4000 系、5000 系的次序增大。含鎂 3%以上的 5000 系的焊絲， 應(yīng)避免在使用溫度 65以上的結(jié)構(gòu)中采用， 因?yàn)檫@些合金對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋很敏感， 在上述溫度和腐蝕環(huán)境中會(huì)發(fā) 生應(yīng)力腐蝕龜裂。用合金含量高于母材的焊絲作為填充金屬，通?？?防止焊縫金屬的裂紋傾向。 目前， 鋁合金常用的焊絲大多是與基體金屬成分相近的標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào) 焊絲。在缺乏標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)焊絲時(shí)，可從基體金屬上切下狹條代用。較為 通用的焊絲是 HS311，這種焊絲的液態(tài)金屬流動(dòng)性好，凝固時(shí)的收縮 率小，具體優(yōu)良的抗裂性能。為了細(xì)化縫晶粒、提高焊縫的抗裂性及 力學(xué)性能， 通常在絲中加入少量的 Ti、 V、 Zr 等合金元素作為變質(zhì)劑。 選用鋁合金焊絲應(yīng)注意的問(wèn)題如下。 1） 焊接接頭的裂紋敏感性影響裂紋敏感性的直接因素是母材 與焊絲的匹配。選用熔化溫度低于母材的焊縫金屬，可以減小焊縫金 屬和熱影響區(qū)的裂紋敏感性。 例如， 焊接硅含量 0.6%的 6061 合金時(shí)， 選用同一合金作焊縫，裂紋敏感性很大，但用硅含量 5%的 ER4043 焊 絲，由于其熔化溫度比 6061 合金低，在冷卻過(guò)程中有較高的塑性， 所以抗裂性能良好。此外，焊縫金屬避免鎂與銅的組合，因?yàn)?Al MgCu 有很高的裂紋敏感性。 2）焊接接頭的力學(xué)性能工業(yè)純鋁的強(qiáng)度最低，4000 系列鋁 合金居中，5000 系列鋁合金強(qiáng)度最高。鋁硅焊絲雖然有較高的抗裂 性能，但含硅焊絲的塑性較差，所以對(duì)焊后需要塑性變形加工的接頭 16 來(lái)說(shuō)，應(yīng)避免選用含硅焊絲。 3）焊接接頭的使用性能填充金屬的選擇除取決于母材成分 外，還與接頭的幾何形狀、運(yùn)行中的抗腐蝕性要求以及對(duì)焊接件的外 觀要求有關(guān)。例如，為了使容器具有良好的抗腐蝕能力或防止所儲(chǔ)存 產(chǎn)品對(duì)其的污染，儲(chǔ)存過(guò)氧化氫的焊接容器要求高純度的鋁合金。在 這種情況下，填充金屬的純度至少要相當(dāng)于母材。 （2）焊條 鋁合金焊條型號(hào)、規(guī)格與用途見(jiàn)表 2.2。鋁合金焊條的化學(xué)成分 和力學(xué)性能見(jiàn)表 2.3。 表表 2.22.2鋁及鋁合金焊條的型號(hào)（牌號(hào)鋁及鋁合金焊條的型號(hào)（牌號(hào)） 、規(guī)格與用途、規(guī)格與用途 型號(hào)牌號(hào) 藥皮類 型 焊芯材 質(zhì) 焊條規(guī)格/用途 E1100L109鹽基型純鋁3.2，4.5 345 355 焊接純鋁板、純鋁容器 E4043L209鹽基型 鋁硅合 金 3.2，4.5 345 355 焊接鋁板、鋁硅鑄件、一般鋁合 金、 鍛鋁、 硬鋁 （鋁鎂合金除外） E3003L309鹽基型 鋁錳合 金 3.2，4.5 345 355 焊接鋁錳合金、 純鋁及其他鋁合 金 表 2.3鋁及鋁合金焊條的化學(xué)成分和力學(xué)性能 型號(hào)牌號(hào)藥皮類型 電源種 類 焊芯化學(xué)成分 /% 熔敷金 屬 抗拉強(qiáng) 度 /MPa 焊接接頭 抗拉強(qiáng)度 /MPa E1100L109鹽基型 直流反 接 Si+Fe0.95,Co0.050.20 Mn0.05,Be0.0008 Zn0.10,其他總量0.15 Al99.0 6480 E4043L209鹽基型 直流反 接 Si4.56.0,Fe0.8 Cu0.30,Mn0.05 Zn0.10,Mg0.0008 其他總量0.15,Al 余量 11895 E3003L309鹽基型 直流反 接 Si0.6,Fe0.7 Cu0.050.20,Mn1.01.5 Zn0.10,其他總量0.15 11895 17 Al 余量 （3）保護(hù)氣體 焊接鋁合金的惰性氣體有氬所和氦氣。氬氣的技術(shù)要求為 Ar 99.9%,氧0.005%， 氫0.005%， 水分0.02mg/L， 氮0.015%。 氧、 氮增多，均惡化陰極霧化作用。氧0.3%，則使鎢極燒損加劇，超過(guò) 0.1%使焊縫表面無(wú)光澤或發(fā)黑。 鎢極氬弧焊時(shí)，交流加高頻焊接選用純氬氣，適用大厚度板；直 流正極性焊接選用 Ar+He 或純 Ar。 熔化極氬弧焊時(shí)，當(dāng)板厚25 時(shí)，采用純 Ar。當(dāng)板厚為 25 50 時(shí)，采用添加 10%35%Ar 的 Ar+He 混合氣體。當(dāng)板厚為 5075 時(shí)，宜采用添加 10%35%或 50%He 的 Ar+He 混合氣體。當(dāng)板厚 75 時(shí)，推薦添加 50%75%He 的 Ar+He 混合氣體。 4-3、鋁及鋁合金的焊接工藝 4-34-3、鋁及鋁合金的焊接工藝方法、鋁及鋁合金的焊接工藝方法 （1） 、鋁合金的氣焊 氧乙炔氣焊的熱效率低，焊接熱輸入不集中，焊接鋁及鋁合金 時(shí)需采用熔劑，焊后又需清除殘?jiān)?，接頭質(zhì)量及性能也不高。因?yàn)闅?焊設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)需電源，操作方便靈活，常用于焊接對(duì)質(zhì)量要求不高 的鋁合金構(gòu)件，如厚度較薄的薄板及小零件，以及補(bǔ)焊鋁合金構(gòu)件和 鋁鑄件。 1）氣焊的接頭形式 18 氣焊鋁合金時(shí)，不宜采用搭接接頭和 T 形接頭，這種接頭難以清 理流入縫隙中的殘留熔劑和焊渣，應(yīng)盡可能采用對(duì)接接頭。為保證焊 件焊接時(shí)既焊透又不塌陷和燒穿，可以采用帶槽的墊板，墊板一般用 不銹鋼或純銅等制成，帶墊板焊接可獲得良好的反面成形，提高焊接 生產(chǎn)率。 2）氣焊熔劑的選用 鋁合金氣焊時(shí)，為了使焊接過(guò)程順利進(jìn)行，保證焊縫質(zhì)量，氣焊 時(shí)需要加熔劑來(lái)去除鋁表面的氧化膜及其他雜質(zhì)。 氣焊熔劑（又稱氣劑）是氣焊時(shí)的助熔劑，主要作用是去除氣焊 過(guò)程中生成在鋁表面的氧化膜，改善母材的潤(rùn)濕性能，促使獲得致密 的焊縫組織等。氣焊鋁合金必須采用熔劑，一般是在焊前熔劑直接撒 在被焊工件坡口上，或者沾在焊絲上加入熔池內(nèi)。 鋁合金熔劑是鉀、鈉、鈣、鋰等元素的氯人鹽，是粉碎后過(guò)篩并 按一定比例配制的粉狀化合物。例如鋁冰晶石（Na3AlF6）在 1000 進(jìn)可以熔解氧化鋁， 又如氯化鉀等可使難熔的氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹鄣穆?化鋁。這種熔劑的熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，還能改善熔化金屬的流動(dòng)性， 使焊縫成形良好。 鋁合金氣焊熔劑有含 鋰熔劑和無(wú)鋰熔劑兩類。含鋰熔劑的氯化 鋰能改善熔渣的物理性能、降低熔渣的熔點(diǎn)和黏度，能較好地去除氧 化膜，適用于薄板和全位置焊接。但氯化鋰價(jià)格貴，而且吸濕性強(qiáng)。 不含鋰的熔劑熔點(diǎn)高、黏度大、流動(dòng)性差，易產(chǎn)生焊縫夾渣，適用于 厚大件的焊接。對(duì)于搭接接頭、不熔透角焊縫和難以完全清理掉殘留 19 熔渣的焊縫，以及含鎂較高的鋁鎂合金選用熔劑時(shí)，不宜采用含鈉組 成物的熔劑。 將粉狀熔劑和蒸餾水調(diào)成糊狀 （每100g熔劑約加入50mL蒸餾水） 涂于焊件坡口和焊絲表面，涂層厚 0.51.0 ?；蛴米茻岬暮附z直 接蘸熔劑干粉使用，這樣可減少熔池中水分的來(lái)源，減少氣孔。調(diào)制 好的熔劑應(yīng)在 12h 內(nèi)用完。 鋁合金氣焊熔劑容易吸潮，所以應(yīng)該對(duì)其瓶裝密封，以防受潮失 效。焊接時(shí)，應(yīng)先用潔凈水或蒸餾水將熔劑調(diào)成糊狀，然后把這涂在 接頭上，或者浸涂在焊絲上。調(diào)好的糊狀熔劑最好隨調(diào)隨用，不要久 放，以免變質(zhì)。 3）焊嘴和火焰的選擇 鋁合金有強(qiáng)烈的氧化性和吸氣性。氣焊時(shí)，為使鋁不被氧化，應(yīng) 采用中性焰或微弱碳化焰（乙炔既過(guò)剩的碳化焰） ，使鋁熔池置于還 原性氣氛的保護(hù)下而不被氧化。嚴(yán)禁采用氧化焰，因?yàn)橛醚趸暂^強(qiáng) 的氧化焰會(huì)使鋁強(qiáng)烈氧化，阻礙焊接過(guò)程進(jìn)行；而乙炔過(guò)多，游離的 氫可能溶入熔池，會(huì)促使縫產(chǎn)生氣孔，使焊縫疏松。 4）定位焊縫 為防止焊件在焊接中產(chǎn)生尺寸和相對(duì)位置的變化， 焊件焊前需要 點(diǎn)固焊。由于鋁的線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱速度快、氣焊加熱面積大，因 此，定位焊縫較鋼件應(yīng)密一些。 定位焊用的填充焊絲與產(chǎn)品焊接時(shí)相同， 定位焊接前應(yīng)在焊縫間 隙內(nèi)涂一層氣劑。定位焊的火焰功率比氣焊時(shí)稍大。 20 5）氣焊操作 焊接鋼鐵材料時(shí)，可以從鋼材的顏色變化判斷加熱的溫度。但焊 鋁時(shí)，卻沒(méi)有這個(gè)方便條件。因?yàn)殇X合金從室溫加熱到熔化的過(guò)程中 沒(méi)有顏色的明顯變化，給操作者帶來(lái)控制焊接溫度困難。但可根據(jù)以 下現(xiàn)象掌握施焊時(shí)機(jī)： 1當(dāng)被加熱的工件表面由光亮白色變成暗淡的銀白色，表面氧 化膜起皺，加熱處金屬有波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，表明即將達(dá)到熔化溫 度，可以施焊； 2用蘸有熔劑的焊絲端頭及被加熱處，焊絲與母材能熔合時(shí)， 即達(dá)到熔化溫度，可以施焊； 3母材邊棱有倒下現(xiàn)象時(shí)，母材達(dá)到熔化溫度，可以施焊。 氣焊薄板可采用左焊法，焊絲位于焊接火焰之前，這種焊法因火 焰指向未焊的冷金屬，熱量散失一部分，有利于防止熔池過(guò)熱、熱影 響區(qū)金屬晶粒長(zhǎng)大和燒穿。母材厚度大于 5 可采用右焊法，此法焊 絲在焊炬后面，火焰指向焊縫，熱量損失小，熔深大，加熱效率高。 氣焊厚度小于 3 的薄件時(shí)，焊炬傾角為 2040；氣焊厚件時(shí)， 焊炬傾角為 4080，焊絲與焊炬夾角為 80100。 鋁合金氣焊應(yīng)盡量將接頭一次焊成，不堆敷第二層，因?yàn)槎逊蟮?二層時(shí)會(huì)造成焊縫夾渣等。 6）焊后處理 氣焊焊縫表面的殘留焊劑和熔渣對(duì)鋁接頭的腐蝕， 是鋁接頭日后 使用中引起損壞的原因之一。 在氣焊后 16h 之內(nèi)， 應(yīng)將殘留的熔劑、 21 熔渣清洗掉，以防引起焊件腐蝕。焊后清理工序如下。 焊后將焊件放入 4050的熱水槽中浸漬，最好用流動(dòng)的熱 水，用硬毛刷刷焊縫及焊縫附近殘留熔劑、熔渣的地方，直至清除干 凈。 將焊件浸入硝酸溶液中。當(dāng)室溫為 25以上時(shí)，溶液濃度 15%25%，浸漬時(shí)間為 1015min。室溫為 1015時(shí)，溶液濃度 20%25%，浸漬時(shí)間為 15min。 將焊件置于流動(dòng)熱水（溫度為 4050）的槽中浸漬 5 10min。 用冷水將焊件沖洗 5min。 將焊件自然晾干，也可放在干燥箱中烘干或用熱空氣吹干。 （2）鋁合金的鎢極氬弧焊（TIG 焊） 也稱為鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊， 是利用鎢極與工件之間形成電 弧產(chǎn)生的大量熱量熔化待焊處，外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭。 氬弧焊焊鋁是利用其“陰極霧化”的特點(diǎn)，自行去除氧化膜。鎢極及 縫區(qū)域由噴嘴中噴出的惰性氣體屏蔽保護(hù)， 防止焊縫區(qū)和周圍空氣的 反應(yīng)。 TIG 焊工藝最適于焊接厚度小于 3 的薄板，工件變形明顯小于 氣焊和手弧焊。交流 TIG 焊陰極具有去除氧化膜的清理作用，可以不 用熔劑，避免了焊后殘留熔劑、熔渣對(duì)接頭的腐蝕。接頭形式可以不 受限制，焊縫成形良好、表面光亮。氬氣流對(duì)焊接區(qū)的沖刷使接頭冷 22 卻加快， 改善了接頭的組織和性能， 適于全位置焊接。 由于不用熔劑， 焊前清理的要求比其他焊接方法嚴(yán)格。 焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流 TIG 焊和交流脈沖 TIG 焊， 其次是直流反接 TIG 焊。通常，用交流焊接鋁合金時(shí)可在載流能力、 電弧可控性以及電弧清理作用等方面實(shí)現(xiàn)最佳配合， 故大多數(shù)鋁合金 的 TIG 焊都采用交流電源。采用直流正接（電極接負(fù)極）時(shí)，熱量產(chǎn) 生于工件表面，形成深熔透，對(duì)一定尺寸的電極可采用更大的焊接電 流。即使是厚截面也不需預(yù)熱，且母材幾乎不發(fā)生變形。雖然很少采 用直流反接（電極接正極）TIG 焊方法來(lái)焊接鋁，但這種方法在連續(xù) 焊或補(bǔ)焊薄壁熱交換器、管道厚在 2.4 以下的類似組件時(shí)有熔深 淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優(yōu)點(diǎn)。 1）鎢極 鎢的熔點(diǎn)是 340，是熔點(diǎn)最高的金屬。鎢在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的電 子發(fā)射能力，在鎢電極加入微量稀土元素釷、鈰、鋯等的氧化物后， 電子逸出功顯著降低，載流能力明顯提高。鋁合金 TIG 焊時(shí)，鎢極作 為電極主要起傳導(dǎo)電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。常用 鎢極材料分純鎢、釷鎢及鈰鎢等。 2）焊接工藝參數(shù) 為了獲得優(yōu)良的焊縫成形及焊接質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊件的技術(shù)要求， 合理地選定焊接工藝參數(shù)。 鋁合金手工 TIG 焊的主要工藝參數(shù)有電流 種類、極性和電流大小、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長(zhǎng)度、噴嘴至工件 的距離等。自動(dòng) TIG 焊的工藝參數(shù)還包括電弧電壓（弧長(zhǎng)） 、焊接速 23 度及送絲速度等。 工藝參數(shù)是根據(jù)被焊材料和厚度，先確定鎢極直徑與形狀、焊 絲直徑、保護(hù)氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速 度，再根據(jù)實(shí)際焊接效果調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直至符合使用要求為止。 鋁合金 TIG 焊工藝參數(shù)的選用要點(diǎn)如下。 噴嘴孔徑與保護(hù)氣體流量鋁合金 TIG 的噴嘴孔徑為 522 ；保護(hù)氣體流量一般為 515L/min。 鎢極伸出長(zhǎng)度及噴嘴至工件的距離鎢極伸出長(zhǎng)度：對(duì)接焊縫 時(shí)一般為 56 ，角焊縫時(shí)一般為 78 。噴嘴至工件的距離一般 取 10 左右為宜。 焊接電流與焊接電壓與板厚、接頭形式、焊接位置及焊工技 術(shù)水平有關(guān)。手工 TIG 焊時(shí)，采用交流電源，焊接厚度小于 6 鋁合 金時(shí)，最大焊接電流可根據(jù)電極直徑 d 按公式 I=（6065）d 確定。 電弧電壓主要由弧長(zhǎng)決定，通常使弧長(zhǎng)近似等于鎢極直徑比較合理。 焊接速度鋁合金 TIG 焊時(shí)，為了減小變形，應(yīng)采用較快的焊 接速度。手工 TIG 焊一般是焊工根據(jù)熔池大小、熔池形狀和兩側(cè)熔合 情況隨時(shí)調(diào)整焊接速度， 一般的焊接速度為 812m/h;自動(dòng) TIG 焊時(shí)， 工藝參數(shù)設(shè)定之后，在焊接過(guò)程中焊接速度一般不變。 焊絲直徑一般由板厚和焊接電流確定，焊絲直徑與兩者之間 呈正比關(guān)系。 交流電特點(diǎn)是負(fù)半波（工件為負(fù)）時(shí)，有陰極清理作用，正半 波（工件為正）時(shí)，鎢極因發(fā)熱量低，不容易熔化。為了獲得足夠的 24 熔深和防止咬邊、焊道過(guò)寬和隨之而來(lái)的熔深及焊縫外形失控，必須 維持短的電弧長(zhǎng)度，電弧長(zhǎng)度大約等于鎢極直徑。 為了防止起弧處及收弧處產(chǎn)生裂紋缺陷，有時(shí)需要加引弧板和 熄弧板。當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒，鎢極端部被加熱到一定的溫度后，才能將 電弧移入焊接區(qū)。 鎢極脈沖惰性氣體保護(hù)焊擴(kuò)大了 TIG 焊的應(yīng)用范圍，特別適用 于焊接精密零件。在焊接時(shí)，高脈沖提供大電流值，這是在留間隙的 根部焊接時(shí)為完成熔透所需的；低脈沖可冷卻熔池，這就可防止接頭 根部燒穿。脈沖作用還可以減少向母材的熱輸入，有利于薄鋁件的焊 接。交流鎢極脈沖氬弧焊有加熱速度快、高溫停留時(shí)間短、對(duì)熔池有 攪拌作用等優(yōu)點(diǎn)，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。交流鎢極 脈沖氬弧焊對(duì)仰焊、立焊、管子全位置焊、單面焊雙面成形，可以得 到較好的焊接效果。鋁合金交流脈沖 TIG 焊的工藝參數(shù)見(jiàn)表 3.2。 表表 3.23.2 鋁合金交流脈沖鋁合金交流脈沖 TIGTIG 焊的工藝參數(shù)焊的工藝參數(shù) 3）鋁合金 TIG 焊常見(jiàn)缺陷及防止措施 氣孔 產(chǎn)生原因氬氣純度低或氬氣管路內(nèi)有水分、漏氣等；焊絲或母 材坡口附近焊前未清理干凈或清理后又被污物、水分等沾污；焊接電 流和焊速過(guò)大或過(guò)小；熔池保護(hù)欠佳，電弧不穩(wěn)，電弧過(guò)長(zhǎng)，鎢極伸 母材 板厚 / 鎢 極 直 徑/ 焊絲直 徑/ 電 弧 電 壓/V 脈沖電 流/A 基值電 流/A 脈沖比 /% 氣體流量 /Lmin-1 頻 率 /HZ 5A03 1.5 3 2.5 148045 335 1.7 2.51595502 5A062 2 1083442.5 2A122.513140523682.6 25 出過(guò)長(zhǎng)等。 防止措施保證氬氣的管路，選擇認(rèn)真清理焊絲、焊件，清理后 及時(shí)焊接，并防止再次污染。更新送氣管路，選擇合適的氣體流量， 調(diào)整好鎢極伸出長(zhǎng)度；正確選擇焊接工藝參數(shù)。必要時(shí)，可以采取預(yù) 熱工藝，焊接現(xiàn)場(chǎng)裝擋風(fēng)裝置，防止現(xiàn)場(chǎng)有風(fēng)流動(dòng)。 裂紋 產(chǎn)生原因焊絲合金成分選擇不當(dāng)；當(dāng)焊縫中的鎂含量小于 3%， 或鐵、硅雜質(zhì)含量超出規(guī)定時(shí)，裂紋傾向增大；焊絲的熔化溫度偏高 時(shí)，會(huì)引起熱影響區(qū)液化裂紋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，焊縫過(guò)于集中或受 熱區(qū)溫度過(guò)高， 造成接頭拘束應(yīng)力過(guò)大； 高濁停留時(shí)間長(zhǎng)， 組織過(guò)熱； 弧坑沒(méi)填滿，出現(xiàn)弧坑裂紋等。 防止措施所選焊絲的成分與母材要匹配； 加入引弧板或采用電 流衰減裝置填滿弧坑；正確設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)，合理布置焊縫，使焊縫盡 量避開(kāi)應(yīng)力集中處，選擇合適的焊接順序；減小焊接電流或適當(dāng)增加 焊接速度。 未焊透 產(chǎn)生原因焊接速度過(guò)快，弧長(zhǎng)過(guò)大，焊件間隙、坡口角度、焊 接電流均過(guò)小，鈍邊過(guò)大；工件坡口邊緣的毛刺、底邊的污垢焊前沒(méi) 有除凈；焊炬與焊絲傾角不正確。 防止措施正確選擇間隙、鈍邊、坡口角度和焊接工藝參數(shù)；加 強(qiáng)氧化膜、熔劑、熔渣和油污的清理；提高操作技能等。 焊縫夾鎢 26 產(chǎn)生原因接觸引弧所致； 鎢極末端形狀與焊接電流選擇得不合 理，使尖端脫落；填絲觸及到熱鎢極尖端和錯(cuò)用了氧化性氣體。 防止措施采用高頻高壓脈沖引??；根據(jù)選用的電流，采用合理 的鎢極尖端形狀； 減小焊接電流， 增加鎢極直徑， 縮短鎢極伸出長(zhǎng)度； 更新惰性氣體；提高操作技能，勿使填絲與鎢極接觸等。 咬邊 產(chǎn)生原因焊接電流太大，電弧電壓太高，焊炬擺幅不均勻，填 絲太少，焊接速度太快。 防止措施減小焊接電流與電弧電壓，保持焊炬擺幅均勻，適當(dāng) 增加送絲速度或降低焊接速度。 （3）鋁合金的熔化極氬弧焊（MIG 焊） 也稱為熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊,電弧是在惰性氣體保護(hù)中的 焊件和鋁及鋁合金焊絲之間形成,焊絲作為電極及填充金屬。由于焊 絲作為電極,可采用高密度電流,因而母材熔深大,填充金屬熔敷速度 快,焊接生產(chǎn)率高。 MIG 焊接鋁合金通常采用直流反極性，這樣可保持良好的陰極霧 化作用。 鋁合金 MIG 焊不必用熔劑支隊(duì)妨礙熔化的氣體鋁的氧化鋁薄 膜， 這層氧化鋁膜的去除是利用焊件金屬為負(fù)極時(shí)的電弧作用。 因此， MIG 焊接后不會(huì)因沒(méi)有仔細(xì)去除熔劑而造成焊縫金屬腐蝕的危險(xiǎn)。焊 接薄、中等厚度板材時(shí)，可用純氦保護(hù)。焊前一般不預(yù)熱，板厚較大 時(shí)，也只需預(yù)熱起弧部位。根據(jù)焊炬移動(dòng)方式的不同，鋁合金 MIG 焊 27 工藝分為半自動(dòng)MIG和自動(dòng)MIG焊， 對(duì)焊工的操作技術(shù)水平要求較低， 比較容易訓(xùn)練完成。 1）鋁合金半自動(dòng) MIG 焊工藝 半自動(dòng)焊的焊槍由操作者握持著向前移動(dòng)。 熔化極半自動(dòng)氬焊多 采用平特性電源，焊絲直徑為 1.23.0 ?？刹捎米蠛阜ǎ妇媾c 工件之間的夾角為 75，以提高操作者的可見(jiàn)度。多用于點(diǎn)焊、短 焊縫、斷續(xù)焊縫及鋁容器中的橢圓形封頭、人孔接管、支座板、加強(qiáng) 圈、各種內(nèi)件及錐頂?shù)取?熔化極半自動(dòng)氬弧焊的點(diǎn)固焊縫應(yīng)設(shè)在坡口反面， 點(diǎn)固焊縫的長(zhǎng) 度為 4060 ，對(duì)于相同厚度的鋁錳、鋁鎂合金，焊接電流應(yīng)降低 2030A，氬氣流量增大 1015L/min。 脈沖 MIG 焊可以將熔池控制得很小，容易進(jìn)行全位置焊接，尤其 焊接薄板、薄壁管的立焊縫、仰焊縫和全位置焊縫是一種較理想的焊 接方法。 脈沖 MIG 焊電源是直流脈沖， 脈沖 TIG 焊的電源是交流脈沖。 它們的焊接工藝參數(shù)基本相同。純鋁、鋁鎂合金半自動(dòng)脈沖 MIG 焊的 工藝參數(shù)見(jiàn)表 3.3。 表表 3.33.3鋁鎂合金半自動(dòng)脈沖鋁鎂合金半自動(dòng)脈沖 MIGMIG 焊的工藝參數(shù)焊的工藝參數(shù) 合金 牌號(hào) 板厚 / 焊 絲 直 徑/ 基值電 流/A 脈沖電 流/A 電弧電 壓/V 脈沖頻 率/Hz 氬 氣 流 量 /Lmin-1 備注 5A03 （LF3） 1810 2025 1201401819 50 20 噴嘴孔徑 16 焊絲牌號(hào) LF3 5A05 （LF5） 401216018019202022 噴嘴孔徑 16 焊絲牌號(hào) LF5 2）鋁合金自動(dòng) MIG 焊工藝 28 由自動(dòng)焊機(jī)的小車帶動(dòng)焊槍向前移動(dòng)。 根據(jù)焊件厚度選擇坡口尺 寸、焊絲直徑和焊接電流等工藝參數(shù)。表 3.4 為部分鋁鎂合金和硬鋁 自動(dòng) MIG 焊的工藝參數(shù)。鋁合自動(dòng) MIG 焊的工藝參數(shù)見(jiàn)表 3.5。 表表 3.43.4部分鋁鎂合金和硬鋁自動(dòng)部分鋁鎂合金和硬鋁自動(dòng) MIGMIG 焊的工藝參數(shù)焊的工藝參數(shù) 板材 牌號(hào) 焊絲 型號(hào) （ 牌 號(hào)） 板材 厚度 / 坡 口 形 式 坡口尺寸焊 絲 直 徑 / 噴 嘴 直 徑 / 氬 氣 流 量 /Lmi n-1 焊接 電流 /A 電 弧 電 壓 /V 焊接 速度 /mh-1 備注 鈍 邊 / 坡 口 角 度/ （） 間 隙 / 5A05 SAl Mg-5 （ H S331 ） 52.02228240 21 22 42 單 面 焊 雙 面成形 5A02 5A03 SAl Mn （ H S331 ） 12 18 20 25 V 形 8 14 16 16 120 0 1 3.0 4.0 4.0 4.0 22 28 28 28 3035 5060 5060 5060 3203 50 4504 70 4504 70 4504 70 28 30 29 30 28 30 29 30 24 18.7 18 1619 正 反 面 均 焊 一 層 2A11 SalSi -5 （ H S311 ） 50 雙 V 6 8 75 0 0.5 28 4505 00 24 27 1518 可 采 用 雙 面 U 形坡口, 鈍邊 68 表 3.5鋁合金自動(dòng) MIG 焊的工藝參數(shù) 板 厚 / 接頭及 坡口形式 焊 絲 直 徑 / 焊接電流 /A 電弧電壓 /V 焊 接 速 度 /mh-1 氣體流量 /Lmin-1 焊道數(shù) 46 810 12 對(duì)接 I 形 坡口 142 142 2 140220 220300 280300 1922 2025 2025 2530 1525 1520 1518 1822 2025 2 2 2 68 10 對(duì)接 V 形 坡口 加襯墊 142 202.5 240280 420460 2225 2729 1525 1520 2022 2430 1 1 1216 2025 對(duì)接 X 形 坡口 2.02.5 2.54 280300 380520 2426 2630 1215 1020 2025 2830 24 24 29 3040 5060 2.54 2.54 420540 460540 2730 2832 1020 1020 2830 2830 35 58 46 812 T 形接頭 1.42 2 200260 270330 1822 2426 2030 2025 2022 2428 1 12 鋁合金 MIG 焊需注意的問(wèn)題如下。 噴射過(guò)渡焊接時(shí)，電弧電壓應(yīng)稍低一點(diǎn)，使電弧略帶輕微爆破 聲，此時(shí)熔滴形式屬于噴射過(guò)渡中的射滴過(guò)渡?；￠L(zhǎng)增大對(duì)焊縫成形 不利，對(duì)防止氣孔也不利。 在中等焊接電流范圍內(nèi)（250400A） ，可將弧長(zhǎng)控制在噴射過(guò) 渡區(qū)與短路過(guò)渡區(qū)之間，進(jìn)行亞射流電弧焊接。這種熔滴過(guò)渡形式的 焊縫成形美觀，焊接過(guò)程穩(wěn)定。 粗絲大電流 MIG 焊（4001000A）在平焊厚板時(shí)具有熔深大、 生產(chǎn)率高、 變形小等優(yōu)點(diǎn)。 但由于熔池