铝及铝合金焊接工艺设计参数介绍步骤及注意事项

由天下分享时间：2024/12/26 23:51:01 加入收藏我要投稿点赞

- .

铝及铝合金的焊接工艺技术参数介绍、方法、步

骤及注意事项

一、为什么MIG焊铝的工艺难题较多

答：MIG焊铝的工艺难题主要有：

（1）铝及铝合金的熔点低（纯铝 660℃），表面生成高熔点氧化膜（ AL2O3 2050℃），容易造成焊接不熔合；

（2）低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹；（3）母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔；

（4）铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的难度较大；

（5）焊接变形较大。

二、铝及铝合金焊接难点

（1）强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄，厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点（约660℃），而且体积质量大，约为铝的1.4倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保护。

（2）较大的热导率和比热容铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍，焊接过程量的热量被迅速传导到基体金属部。因此，焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等工艺措施。

- -可修编-

- .

（3）热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%左右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的应力而产生热裂纹。生产中常用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。

（4）容易形成气孔形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g，而在660℃凝固温度时，氢的溶解度突降至0.04ml/100g，使原来溶解于液态铝中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及逸出，留在焊缝成为气孔。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氢的主要来源，因此焊前必须严格做好焊件的表面清理工作。

（5）接头不等强度铝及铝合金的热影响区由于受热而发生软化、强度降低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为母材的75%～100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%～505。

（6）焊穿铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。

三、铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作？

（1）焊前清理清理的目的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产生气孔、夹渣的重要措施。

a 化学清洗效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两种，清洗剂及清洗工艺，见表1。

表1 铝及铝合金的化学清洗法

- -可修编-

- .

b 机械清理先用有机溶剂（丙酮、松香或汽油）擦拭焊件表面的油污，然后用细铜线刷至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在4h施焊，否则应重新清理。

（2）垫板：为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成形。

（3）预热：对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度为100～300℃。

四、铝及铝合金焊后应进行哪些清理工作？