鋁和鋁合金的焊接

1、鋁和鋁合金的焊接石油化工鋁制料倉(cāng)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范石油化工鋁制料倉(cāng)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 SH/T 35132009石油化工鋁制料倉(cāng)施工技術(shù)規(guī)程石油化工鋁制料倉(cāng)施工技術(shù)規(guī)程SH/T 36052009n應(yīng)用 1）大型空分裝置冷箱中主塔（分餾塔）等塔類設(shè)備均為鋁鎂合金材質(zhì)。 2）鋁料倉(cāng) 3） 煤化工裝置中的工藝管道等。2、焊接特性分析 1） 強(qiáng)的氧化能力 鋁和氧的親和力很強(qiáng),在空氣極易生成致密的Al2O3薄膜, Al2O3的熔點(diǎn)高達(dá)2050,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋁和鋁合金的熔點(diǎn)(500600)。Al2O3的相對(duì)密度較大，在焊接過(guò)程中阻礙金屬之間的良好的結(jié)合，引起氧化膜夾渣或未熔合。氧化膜還會(huì)吸附水份，焊接時(shí)會(huì)促使焊縫

2、生成氣孔。在橫焊或仰焊的特定位置下，這些氣孔在凝固過(guò)程中上升至焊縫上部熔合線附近，被上部固態(tài)金屬阻擋而無(wú)法逸出，因而在焊縫上部形成鏈狀氣孔。（2）較高的熱導(dǎo)率和比熱容大 鋁和鋁合金的熱導(dǎo)率和比熱容均為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。在焊接過(guò)程中，由于高的熱導(dǎo)率使熱量能被迅速傳導(dǎo)到基體金屬內(nèi)部，因而焊接鋁及鋁合金時(shí)能量除消耗于熔化金屬熔池外，還要有更多的熱量無(wú)謂消耗于金屬其他部位，這為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭，應(yīng)當(dāng)盡量采用能量集中、功率大的能源，有時(shí)采用預(yù)熱的措施。（3）熱裂傾向大 線膨脹系數(shù)大，約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。體積收縮率較大，達(dá)6.5%左右,鐵約為3.5% 。這樣由于過(guò)大的收縮內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致

3、焊接熔池凝固時(shí)容易產(chǎn)生縮孔、熱裂紋。生產(chǎn)中可采取調(diào)整焊絲的成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋。（4）氣孔敏感性高 鋁和鋁合金熔池很易吸收氫等氣體，高溫下溶入的大量氣體在焊后泠卻凝固過(guò)程中來(lái)不及析出，聚集在焊縫中會(huì)形成氣孔?；≈鶜夥罩械乃帧⒑附硬牧霞澳覆谋砻娴难趸の降乃?，都是焊縫中氫氣的重要來(lái)源。采取的措施：焊前清理母材坡口及焊絲。 5）固態(tài)液化時(shí)無(wú)色澤變化 焊接時(shí)熔池金屬由固態(tài)變成液態(tài)時(shí)，沒(méi)有明顯的色澤變化，給焊接者帶來(lái)不便。（6）低的高溫強(qiáng)度和塑性 由于高溫下的強(qiáng)度和塑性較低，以致于不能支承住液體金屬?gòu)亩鴮?dǎo)致變形或塌陷。采取的措施：加墊板。3 鋁與鋁合金牌號(hào)的分類L-純鋁（L1L6）LF

4、 防銹鋁(Al-Mn、Al-Mg)(LF1LF7、LF10、LF11、LF21)LT 特殊鋁（Al-Si）（LT1）LD 鍛鋁（LD1、LD2、LD5LD10）LY 硬鋁 （LY1、LY2） LC 超硬鋁（LC2、LC4）中國(guó)(GB)國(guó)際(ISO)美國(guó)(AA)日本(JIS)原蘇聯(lián)(OCT)德國(guó)(DIN)英國(guó)(BS)法國(guó)(NF)LG5 - 1199 1N99 AB000 Al99.98R S1 - LG2 - 1090 1N90 AB1 Al99.9 - - LG1 Al99.8 1080 A1080 AB2 Al99.8 1A - L1 Al99.7 1070 A1070 A00 Al99.7

5、 - 1070A L2 - 1060 A1060 A0 - - - L3 Al99.5 1050 - A1 Al99.5 1B 1050A L5-1 Al99.0 1100 A1100 A2 Al99.0 3L54 1100 L5 - 1200 A1200 - Al99 1C 1200 LF2 AlMg2.5 5052 A5052 AMr AlMg2.5 N4 5052 LF3 AlMg3 5154 A5154 AMr3 AlMg3 N5 - LF4 AlMg4.5Mn0.7 5083A5083 AMr4 AlMg4.5Mn N8 5083 LF5-1 AlMg5 5056 A5056 - A

6、lMg5 N6 - LF5 AlMg5Mn0.4 5456 - Amr5 - N61 - LF21 AlMn1Cu 3003 A3003 AMu AlMnCu N3 3003 LD2 - 6165 A6165 AB - - - LD7 AlCu2MgNi 2618 2N01 AK4 - H16 2618A LD9 - 2018 A2018 AK2 - - - LD10 AlCu4SiMg 2014 A2014 AK8 AlCuSiMg - 2014 LD11 - 4032 A4032 AK9 - 38S 4032 LD30 AlMg1SiCu 6061 A6061 A33 AlMg1SiCu

7、H20 6061 LD31 AlMg0.7Si 6063 A6063 A31 AlMgSi0.5 H19 - LY1 AlCu2.5Mg 2217 A2217 A18 AlCu2.5Mg0.5 3L86 - 4 焊接材料 焊接材料的選擇 鋁及鋁合金的焊接材料包括電焊條、焊絲、焊劑、電極和保護(hù)氣體。 1） 焊絲 按我國(guó)國(guó)標(biāo)88及GB10858-2008，焊絲分為電焊條芯及焊絲兩個(gè)類別。按美國(guó)國(guó)標(biāo)ANSI/AWS A5.10-92，焊絲分為電極絲（代號(hào)E）及填充絲（代號(hào)R）和電極絲、填充絲兩者兼用絲（ER）。2）焊接材料選用原則焊接時(shí)生成焊接裂紋的傾向低；焊接時(shí)生成焊縫氣孔的傾向低；焊縫及焊接接頭

8、的力學(xué)性能（強(qiáng)度、延性）好；焊縫及焊接接頭在使用環(huán)境條件下的耐蝕性能好；焊縫金屬表面顏色與母材表面顏色能相互匹配。焊絲的性能表現(xiàn)及其適用性需與其預(yù)定用途聯(lián)系起來(lái)，以便針對(duì)不同的材料和主要的性能要求來(lái)選擇焊絲。 表1：針對(duì)不同的材料和性能要求選擇焊絲材料材料按不同性能要求推薦的焊絲按不同性能要求推薦的焊絲要求高強(qiáng)度要求高強(qiáng)度要求高延性要求高延性要求焊后陽(yáng)極化要求焊后陽(yáng)極化后顏色匹配后顏色匹配要求抗海水腐蝕要求抗海水腐蝕要求焊接時(shí)裂要求焊接時(shí)裂紋傾向低紋傾向低1100SAlSi-1SAl-1SAl-1SAl-1SAlSi-12A16SAlCuSAlCuSAlCuSAlCuSAlCu3A21SAlM

9、nSAl-1SAl-1SAl-1SAlSi-15A02SAlMg-5SAlMg-5SAlMg-5SAlMg-5SAlMg-55A05LF14LF14SAlMg-5SAlMg-5LF145083ER5183ER5356ER5356ER5356ER51835086ER5356ER5356ER5356ER5356ER53566A02SAlMg-5SAlMg-5SAlMg-5SAlSi-1SAlSi-16063ER5356ER5356ER5356SAlSi-1SAlSi-17005ER5356ER5356ER5356ER5356X51807039ER5356ER5356ER5356ER5356X518

10、0鋁和鋁合金焊接l焊接純鋁時(shí)，可采用同型號(hào)純鋁焊絲；l焊接鋁-錳合金時(shí)，可采用同型號(hào)鋁-錳合金焊絲或純鋁SAl-1焊絲；l 焊接鋁-鎂合金時(shí)，如果含鎂量在3%以上，可采用同系型號(hào)焊絲；如果含鎂量在3%以下，如5A01及5A02合金，由于其熱裂傾向強(qiáng)，應(yīng)采用高M(jìn)g含量的SAlMg5或ER5356焊絲；焊接鋁-鎂-硅合金時(shí)，由于生成焊接裂紋的傾向強(qiáng)，一般應(yīng)采用SAlSi-1焊絲，如果焊縫與母材顏色不匹配，在結(jié)構(gòu)拘束度不大的情況下，可改用SAlMg-5焊絲； l焊接鋁-銅-鎂、鋁-銅-鎂-硅合金時(shí)，如硬鋁合金2A12、2A14，由于焊接時(shí)熱裂傾向強(qiáng)，一般應(yīng)采用抗熱裂性能好的SAlSi-1、ER414

11、5或BJ-380A焊絲。3）焊絲、焊件的清洗 在焊前必須將鋁絲、鋁板表面上的油污、氧化膜等污物清洗掉。清洗方法如下：a) 去油污 在清除氧化膜之前，先將鋁絲表面、鋁板坡口及其兩側(cè)(各30mm內(nèi))的油污、臟物清洗干凈。在生產(chǎn)上一般采用汽油或丙酮、醋酸乙酯、松香水、四氯化碳等溶劑。也可配制一種化學(xué)混合液進(jìn)行脫脂處理，其步驟如下： 在溫度為(6070)的混合溶液(工業(yè)磷酸三鈉(4050)g，碳酸鈉(4050)g，水玻璃(2030)g，水1L)中加熱(58)min； 在50左右的熱水中沖洗2min； 冷水中沖洗2min。鋁和鋁合金焊接b)清除氧化膜 氧化膜的清理有機(jī)械清理及化學(xué)清理兩種方法。 機(jī)械清理

12、 在去除油污后，可用不銹鋼絲輪、銅絲輪或刮刀，將焊件坡口兩側(cè)表面刮凈。這種方法較簡(jiǎn)便，但清理的質(zhì)量較差，主要用于焊縫質(zhì)量要求不高、焊件尺寸較大、不易用化學(xué)方法清理或化學(xué)清理后又被局部污染的焊件。這種方法難于清除焊絲表面的氧化膜。鋁和鋁合金焊接 化學(xué)清理 鋁及鋁合金板材、管子及鋁絲化學(xué)清理時(shí)，先把鋁板、鋁管及鋁絲放入溫度為4060、濃度810%的氫氧化鈉溶液中侵蝕，保持1015min（對(duì)于鋁合金只需5min）后取出，用冷水沖洗2min；再置于30%的硝酸溶液中進(jìn)行光化處理，以中和余堿，避免堿液繼續(xù)腐蝕鋁板、鋁管、鋁絲；再用流動(dòng)的冷水沖洗23min。 清理工作完成后，鋁絲應(yīng)置于150200的烘箱內(nèi)

13、，隨用隨取。清理過(guò)的焊件、焊絲必須妥善保管，不準(zhǔn)隨意亂放。鋁板坡口清理后宜立即進(jìn)行裝配、焊接，一般不得超過(guò)24h。5、焊接方法 1）氣焊 氣焊的熱功率比電弧焊低，熱量分散，因而焊件變形大，生產(chǎn)效率低。且焊縫金屬晶粒粗大，組織疏松，容器產(chǎn)生夾渣。實(shí)際上被氬焊所取代。 2）焊條電弧焊 焊條電弧焊的接頭質(zhì)量較差，工業(yè)中應(yīng)用較少，主要用于焊補(bǔ)。 3）手工鎢極氬弧焊 優(yōu)點(diǎn)：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)度和塑性較高，接頭質(zhì)量較優(yōu)，可焊接的板厚度為1mm20mm，是焊接鋁和鋁合金最普通的方法。 缺點(diǎn)：此方法不宜在露天操作。4 ）熔化極氬弧焊 優(yōu)點(diǎn)：以焊絲為電極，電流比較大，電弧功率

14、大，熱量集中，焊接速度快，生產(chǎn)效率高?？珊附雍穸葹樾∮?0mm。 缺點(diǎn)：焊絲直徑受送絲系統(tǒng)的限制，且焊縫的氣孔敏感性較大。5）熔化極脈沖鎢極氬弧焊 焊接電流小，參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣，焊件變形小，適用于薄板焊和全位置焊。常用于212mm。6）其它不常用的焊接方法 等離子弧焊、真空電子束焊、激光焊、電阻焊等。6 6 焊接工藝焊接工藝1) 手工鎢極氬弧焊 手工鎢極氬弧焊時(shí)，采用交流電源，利用“陰極破碎作用”清除焊接部位表面上的氧化膜。氬氣的純度必須大于99.99%，含氮量小于0.04%、含氧量小于0.03%、水分小于0.07%，當(dāng)?shù)獨(dú)獬^(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，焊縫表面會(huì)產(chǎn)生淡黃色或草綠色的化合物（氮化物）及氣孔，給焊

15、工的操作帶來(lái)困難；而且當(dāng)氧氣過(guò)量時(shí)，在熔池表面上還會(huì)出現(xiàn)密集的黑點(diǎn)，使電弧不穩(wěn)定，飛濺較大，水分會(huì)導(dǎo)致熔池沸騰，并形成氣孔。鋁和鋁合金焊接 a) 大于3mm厚的焊件需加工成V形坡口，厚度超過(guò)14mm的焊件宜開(kāi)雙V形坡口，厚度超過(guò)3mm的管子也應(yīng)加工成V形坡口。 b)組對(duì)方式通常有不留間隙、留間隙加墊板和較大間隙（對(duì)弧焊)。鎢極端部通常燒結(jié)成球珠形以利于電弧穩(wěn)定燃燒。 c)板厚超過(guò)10mm的焊件焊接時(shí)或重要結(jié)構(gòu)定位焊時(shí)，應(yīng)采取預(yù)熱措施。預(yù)熱溫度的選擇主要取決于焊件大小及焊縫金屬的冷卻速度。板材愈厚，預(yù)熱溫度愈高。一般預(yù)熱溫度控制在200250。多層焊時(shí)，要保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度。鋁和鋁合金焊

16、接 2) 2) 熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊 (MIG(MIG焊焊) ) 熔化極氬弧焊（分為自動(dòng)及半自動(dòng)）適用于中等厚度、大厚度鋁及鋁合金板材的焊接，焊接時(shí)采用直流反接。采用該方法焊接時(shí)焊接速度快，焊接接頭熱影響區(qū)和焊件的變形量小。焊前焊件不必預(yù)熱，例如厚度達(dá)30mm的鋁板僅需正、反面各焊接一層。 自動(dòng)熔化極氬弧焊時(shí)，氣孔的敏感性較大，這與焊絲直徑有顯著關(guān)系，為此，常選用粗的焊絲及較大的焊接電流值，焊絲直徑越粗，焊絲的比表面積就越小，反之，越大。用細(xì)焊絲焊接時(shí)，由鋁絲表面帶入熔池的氧化膜及表面吸附水等雜質(zhì)的數(shù)量要高于粗絲焊，因此容易產(chǎn)生氣孔缺欠。6mm的鋁板對(duì)接焊時(shí)開(kāi)I形坡口，間隙小于0.5mm，

17、厚度大于8mm的鋁板，需加工成V形坡口。鋁和鋁合金焊接7、鋁及鋁合金焊接時(shí)常見(jiàn)的缺欠 鋁及鋁合金焊縫中常見(jiàn)的缺欠有焊縫成形不良、基體金屬的咬邊、裂紋、氣孔、未焊透、燒穿、夾渣等。1.焊縫成形不良 焊縫成形不良表現(xiàn)在熔寬尺寸不一，成形粗糙，且不光亮；接頭太多；焊縫中心突起，兩邊平坦或凹陷；焊縫滿溢等。這些缺欠的形成原因主要是與焊工的操作不夠熟練，焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，焊炬角度不正確，氧乙炔火焰或電弧沒(méi)有嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)坡口，導(dǎo)電嘴孔徑太大（對(duì)自動(dòng)、半自動(dòng)熔化極氬弧焊而言），焊絲表面、焊條涂料及氬氣中含有水分等因素有關(guān)。2.裂紋 鋁合金焊縫中的裂紋是在焊縫金屬結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的。純鋁、鋁錳、鋁鎂合金的熱裂紋

18、形成傾向很小，但在結(jié)構(gòu)剛性較大、雜質(zhì)含量較多或工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，也會(huì)引起裂紋。 鋁鎂合金的含鎂量低于2%-3%時(shí)，有裂紋形成傾向。但若在鋁鎂合金焊絲中加入0.2%以下的鈦?zhàn)鳛樽冑|(zhì)劑時(shí)，可細(xì)化晶粒、提高焊縫金屬的抗裂性和力學(xué)性能。 硬鋁的焊接性很差，對(duì)焊接熱循環(huán)及焊接線能量十分敏感，焊接時(shí)的結(jié)晶裂紋(熱裂紋)問(wèn)題極為嚴(yán)重，特別當(dāng)采用與基體金屬相同成分的填充焊絲焊接時(shí)，其結(jié)晶裂紋的傾向性往往可高達(dá)80%以上，甚至發(fā)生貫穿性開(kāi)裂。鋁和鋁合金焊接防止熱裂紋的措施如下：1)控制基體金屬及焊絲的成分。純鋁、鋁錳合金及焊絲中的鐵、硅含量比應(yīng)大于1，以減少焊縫金屬中低熔點(diǎn)硅共晶的數(shù)量，使鐵、硅、鋁的多元化合

19、物呈斷續(xù)分布。2)通過(guò)填充焊絲向焊縫金屬加入少量細(xì)化晶粒的變質(zhì)劑，有利于防止熱裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)在LY16硬鋁焊縫中加入0.5%鋯后，焊縫金屬可變成細(xì)小的等軸晶組織。3)應(yīng)盡量采用加熱集中的焊接方法（如熔化極自動(dòng)氬弧焊）及選擇大電流、高焊接速度的焊接工藝參數(shù)，4)在鋁結(jié)構(gòu)裝配、施焊時(shí)不使焊縫承受很大的剛性，在工藝上采取分段焊、預(yù)熱或適當(dāng)降低焊接速度等措施。5）盡量采用開(kāi)坡口和留小間隙的對(duì)接焊，并避免采用十字形接頭及不適當(dāng)?shù)亩ㄎ?、焊接順序?）焊接結(jié)束或中斷時(shí)，應(yīng)及時(shí)填滿弧坑，然后再移去熱源，否則易引起弧坑裂紋。鋁和鋁合金焊接3氣孔 鋁合金自動(dòng)熔化極氬弧焊時(shí)，焊縫表面上的氣孔比較多，大量微氣孔。微氣

20、孔的數(shù)量及大小隨著層數(shù)的增多而增加。焊縫表面中心線上的微氣孔比焊縫內(nèi)部中心線上的微氣孔多。當(dāng)大氣濕度較大時(shí)，第二層焊縫表面中心線上會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的大氣孔。鋁焊縫中各種氣孔的特征及形成原因如表3所示。鋁和鋁合金焊接表3 鋁焊縫中各種氣孔的特征及形成原因因氣孔種類氣孔種類氣孔特征氣孔特征氣孔形成原因氣孔形成原因表面氣孔表面氣孔位于焊縫上表面位于焊縫上表面焊絲及焊件坡口兩側(cè)的污垢和水分清除不干凈，氬氣、乙焊絲及焊件坡口兩側(cè)的污垢和水分清除不干凈，氬氣、乙炔氣雜質(zhì)太多，焊接速度不均，電弧過(guò)長(zhǎng)炔氣雜質(zhì)太多，焊接速度不均，電弧過(guò)長(zhǎng)彌散氣孔彌散氣孔尺寸較?。s在尺寸較?。s在0.5mm以下），位于接頭、以下），

21、位于接頭、引弧處及焊縫上表面引弧處及焊縫上表面采用不清潔的焊絲或焊絲放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，焊接工藝參數(shù)較采用不清潔的焊絲或焊絲放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，焊接工藝參數(shù)較小等小等局部密集氣孔局部密集氣孔尺寸比彌散氣孔大，常出現(xiàn)在接頭處，焊尺寸比彌散氣孔大，常出現(xiàn)在接頭處，焊縫內(nèi)壁呈現(xiàn)黑色或灰黑色縫內(nèi)壁呈現(xiàn)黑色或灰黑色在局部處氣體保護(hù)性能突然變壞，空氣中的氮、氧侵入熔在局部處氣體保護(hù)性能突然變壞，空氣中的氮、氧侵入熔池池單個(gè)大氣孔單個(gè)大氣孔氣孔直徑甚大，在氣孔直徑甚大，在34mm左右左右焊接速度過(guò)快，熔池溫度低，焊縫根部存在未焊透等缺欠焊接速度過(guò)快，熔池溫度低，焊縫根部存在未焊透等缺欠根部鏈狀氣孔根部鏈狀氣孔氣孔較大，

22、位于焊縫根部氣孔較大，位于焊縫根部由于接頭根部及其邊緣的氧化膜未清除干凈及電弧的由于接頭根部及其邊緣的氧化膜未清除干凈及電弧的“陰陰極破碎作用極破碎作用”達(dá)不到接頭根部達(dá)不到接頭根部柱狀氣孔柱狀氣孔氣孔深度較深，且呈長(zhǎng)條狀，常出現(xiàn)于焊氣孔深度較深，且呈長(zhǎng)條狀，常出現(xiàn)于焊補(bǔ)處補(bǔ)處缺欠焊補(bǔ)時(shí)熔合不良而引起缺欠焊補(bǔ)時(shí)熔合不良而引起防止氣孔的措施如下：1)焊前準(zhǔn)備 工件、焊絲、惰性氣體、工業(yè)大氣、送絲機(jī)構(gòu)、焊接操作人員的手套及手跡，都可以提供氫源。主要的氫源是水分、含水氧化膜、油污。材料及焊絲自身的含氫量宜控制為每100g金屬內(nèi)含氫不超過(guò)0.4mL。 工件表面應(yīng)經(jīng)機(jī)械清理或化學(xué)清洗，以去除油污及含水氧

23、化膜。工件清理或清洗后，用干燥、潔凈、不起毛的織物或聚乙烯薄膜膠帶將坡口及其鄰近區(qū)域覆蓋好，防止其隨后沾污。必要時(shí)臨焊前再用潔凈的刮刀刮削坡口及焊絲表面，繼而用焊槍向坡口吹氬，吹除坡口內(nèi)刮屑，然后施焊。工件表面清洗后，存放待焊時(shí)間不能超過(guò)424h，否則需再行清洗。 普通焊絲表面制備過(guò)程與工件相同。拋光焊絲可不經(jīng)任何清理而直接用于焊接，焊絲拆封后存放待用時(shí)間放寬限制，但不要長(zhǎng)期拆封存放，拆封但未用完的焊絲可再封存于干燥環(huán)境內(nèi)。鋁和鋁合金焊接 惰性氣體管路:應(yīng)采用不銹鋼管或銅管的管路，從管路末端至焊槍之間應(yīng)采用硬質(zhì)聚四氟乙烯管，不宜采用橡膠和乙烯樹(shù)脂管路，因其吸水性強(qiáng)。要確保惰性氣體管路(包括管接

24、頭)不滲露，否則無(wú)內(nèi)壓時(shí)夾帶潮氣的工業(yè)大氣將滲入管路內(nèi)。由于焊槍結(jié)構(gòu)內(nèi)尚需接冷卻水管，應(yīng)確保其管接頭不會(huì)漏水。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境內(nèi)濕度大時(shí)，可用經(jīng)加熱的氬氣通吹氣體管路，以去除管壁上可能附著的水分。也可采用試板進(jìn)行電弧焊接試驗(yàn)，根據(jù)焊道的外觀和陰極霧化區(qū)的寬窄來(lái)定性檢查惰性氣體的純度、露點(diǎn)和保護(hù)效果，同時(shí)也藉以清除焊槍和氣體管路中的冷凝水。 焊絲輸送機(jī)構(gòu):焊絲輸送機(jī)構(gòu)內(nèi)不能有油或油污，送絲套管也應(yīng)采用聚四氟乙烯管，也應(yīng)注意清除套管壁上可能附著的冷凝水。 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境:鋁及鋁合金焊接生產(chǎn)產(chǎn)房?jī)?nèi)環(huán)境溫度不宜超過(guò)25，相對(duì)濕度不宜超過(guò)50%。如果難于控制整體環(huán)境，可考慮在大廠房?jī)?nèi)為焊件創(chuàng)造能空調(diào)或去濕的局部小環(huán)

25、境。鋁和鋁合金焊接焊接工作地應(yīng)遠(yuǎn)離切割、板金、加工等工作地，焊接工作地禁放雜物，應(yīng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)整齊清潔。 從事裝配及焊接的工人身上的油污及手跡、汗跡含有碳?xì)浠衔铮彩菤湓?。接觸、加工、焊接鋁件時(shí)，宜穿戴專用白色勞保工裝，選擇白色穿戴的目的即在于易發(fā)現(xiàn)和清除臟污。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免采用橫焊、仰焊及可達(dá)性不好的接頭，以免焊接時(shí)易于發(fā)生突然斷弧，以致斷弧處滋生氣孔。焊接接頭應(yīng)便于實(shí)施自動(dòng)焊以代替引弧、熄弧、接頭頻繁的手工焊，凡可實(shí)施反面坡口的部位可設(shè)計(jì)成反面V形坡口。3)焊前預(yù)熱 焊前預(yù)熱減緩散熱有利于減緩熔池冷卻速度，延長(zhǎng)熔池存在時(shí)間，便于氫氣泡逸出，免除或減少焊縫氣孔，是適用于鋁及鋁合

26、金結(jié)構(gòu)定位焊、焊接、補(bǔ)焊時(shí)預(yù)防焊縫氣孔的有效措施。鋁和鋁合金焊接預(yù)熱方法最好是在夾具內(nèi)設(shè)置電阻加熱或焊件外遠(yuǎn)紅外局部加熱。對(duì)于退火狀態(tài)的Al、Al-Mn、及w(Mg)量小于5%的A1-Mg合金，預(yù)熱溫度可選用100150，對(duì)于固溶時(shí)效強(qiáng)化的Al-Mg-Si、Al-Cu-Mg、Al-Cu-Mn、Al-Zn-Mg合金，預(yù)熱溫度一般不超過(guò)100。減緩散熱的方法為選用熱導(dǎo)率小的材料制造胎夾具(如鋼)及焊縫墊板(不銹鋼或鈦合金)。4)優(yōu)選焊接方法 鎢極交流氬弧焊和鎢極直流正極性短弧氦弧焊時(shí)，電弧過(guò)程穩(wěn)定，環(huán)境大氣混入弧柱及熔池較少，因而對(duì)焊縫氣孔的敏感性較低。極性及參數(shù)非對(duì)稱調(diào)節(jié)的鎢極方波交流氬弧焊和等

27、離子弧焊時(shí)，陰極霧化充分，焊接過(guò)程中可排除氣孔和夾雜物，對(duì)焊縫氣孔的敏感性亦較低，甚至可獲得無(wú)缺欠焊縫。 熔化極氬弧焊存在熔滴過(guò)渡過(guò)程穩(wěn)定性較差，環(huán)境大氣難免混入弧柱區(qū)，熔池熔氫較多、焊接速度及熔池冷卻速度較大，因而生成焊縫氣孔的敏感性較強(qiáng)，宜選用亞射流過(guò)渡及粗絲焊接。鋁和鋁合金焊接5)優(yōu)選焊接工藝參數(shù) 降低電弧電壓、增大焊接電流、降低焊接速度，有利于減小焊接熔池溶解的含氫量，延長(zhǎng)液態(tài)熔池存在時(shí)間，減緩熔池冷卻速度，便于氫氣泡逸出，減少焊縫氣孔。6）焊接操件技術(shù) 始焊及定位焊接時(shí)，工件溫度低、散熱快，熔池冷卻速度大，焊接處易產(chǎn)生焊縫氣孔，宜采用引弧板。定位焊起弧后稍滯留，然后填絲焊接，以免該部

28、位產(chǎn)生未焊透及氣孔。 單面焊時(shí)，背面焊根處易產(chǎn)生根部氣孔。最好實(shí)行反面坡口雙面焊，正面焊后，反面清根，去除根部氣孔及氧化膜夾雜物，然后施行背面封底焊。多層焊時(shí)，宜采用薄層焊道，每層熔池熔化金屬體積較小，便于氫氣泡逸出。 補(bǔ)焊時(shí)，必須先檢測(cè)原有缺欠的準(zhǔn)確位置，確保缺欠完全排除，最好隨即安排一次工藝性X射線透視，驗(yàn)證缺欠排除程度。補(bǔ)焊時(shí)，焊件溫度低，補(bǔ)焊焊縫短，起弧熄弧間距小，補(bǔ)焊操作不便，熔池冷卻速度大，極易產(chǎn)生氣孔，因此，補(bǔ)焊難度較大，必要時(shí)，可施行遠(yuǎn)紅外輻射局部預(yù)熱。鋁和鋁合金焊接 手弧焊時(shí)，焊接及補(bǔ)焊過(guò)程中對(duì)焊縫氣孔的預(yù)防在很大程度上取決于焊工的操作技藝。焊工應(yīng)善于觀察焊接熔池狀態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程

29、和氣泡產(chǎn)生及逸出情況、切忌盲目追求高焊接速度，應(yīng)善于通過(guò)操作手法，作前后適當(dāng)攪動(dòng)，以利氣泡逸出。 自動(dòng)焊時(shí)，可采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械或物理方法攪拌熔池，如超聲攪拌、電磁攪拌、脈沖換氣(氬、氦)、脈沖送絲等。 預(yù)防鋁及鋁合金焊縫氣孔是一個(gè)復(fù)雜的難題，實(shí)際生產(chǎn)中常需結(jié)合生產(chǎn)條件，采取綜合防治技術(shù)措施。鋁和鋁合金焊接8 鋁和鋁合金管道焊接 8.1 坡口加工 坡口加工采用機(jī)械方法，也可采用等離子弧等火焰方法加工。加工后的表面平整、光滑、不應(yīng)有裂紋、分層、夾渣、飛邊等。如用等離子弧等方法加工有污染時(shí)，切割面應(yīng)打磨光滑。 8.2 焊前清理 焊絲及坡口表面及其兩側(cè)50mm范圍進(jìn)行表面清理，一般可選用以下方法： 1）

30、用丙酮等有機(jī)溶劑去除表面的油和油脂。 2）宜用機(jī)械法或化學(xué)法清除表面氧化膜。 3) 經(jīng)清理的焊絲和焊件，焊前嚴(yán)禁沾污，否則應(yīng)重新清理。一般應(yīng)在清理后4h內(nèi)施焊。機(jī)械法：坡口及其兩側(cè)表面用刮削、銼削或銑削，也可用0.2mm左右的不銹鋼絲刷(輪)清理露出金屬光澤.焊絲表面用不銹鋼絲刷或干凈的油砂紙擦洗。化學(xué)法：用約705%10%的NaOH溶液浸3min左右水洗，接著用約30%的HNO3溶液在常溫下浸2min左右后用流水沖洗，再進(jìn)行100左右的烘干。8.3 墊板1) 鋁及鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，液態(tài)鋁的流動(dòng)性能好，在焊接時(shí)焊縫金屬容易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。為了保證焊透而又不致塌陷，焊接時(shí)常采用墊板來(lái)托住熔池

31、及附近金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼板或碳素鋼板等。墊板表面開(kāi)一個(gè)圓弧形槽，以保證焊縫反面成型。加墊板焊接時(shí)，坡口不留鈍邊，墊板焊前一定要打磨干凈，焊接時(shí)要保證墊板一定不要熔化。2) 不銹鋼襯環(huán)作用 在小管徑鋁鎂合金管焊接過(guò)程中，我們可以在焊接前在鋁鎂合金管道內(nèi)使用嵌入環(huán)式不銹鋼襯圈墊環(huán)，一方面可以有效防止焊縫金屬塌陷、滴漏，便于焊縫成型；另一方面對(duì)打底焊縫進(jìn)行有效保護(hù)，降低氧化程度，減少氣孔、夾渣等焊接缺陷的生成。3) 不銹鋼襯環(huán)的制作 不銹鋼襯環(huán)包括襯圈及槽形鋁，先特制一個(gè)帶槽的AL合金襯圈，使用時(shí)不銹鋼帶鑲?cè)肫洳蹆?nèi)即成，不銹鋼帶一般為1.5mm厚，20mm寬。4) 不銹鋼襯環(huán)的裝配 不銹鋼襯環(huán)的裝配定位如下圖8.4 組對(duì)與定位組對(duì)與定位 管道組對(duì)前將焊絲、坡口表面及兩側(cè)不小于50范圍內(nèi)的油污、氧化物等雜質(zhì)用丙酮和四氯化碳等有機(jī)溶劑或者不銹鋼鋼絲刷除去；露出金屬光澤。 清理好的焊件及焊絲在8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行施焊，若超過(guò)8小時(shí)的，則采取有效的防護(hù)措施，否則重新清理。 管道組對(duì)時(shí)，應(yīng)內(nèi)壁平齊，