鋁合金被廣泛的運用在工業(yè)產(chǎn)品上，因為它具有很好的物理性能，幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁及鋁合金，但是鋁及鋁合金對各種焊接方法的適應性不同，各種焊接方法有其各自的應用場合。
由于焊接方法及焊接工藝參數(shù)的選取不當，造成鋁合金零件焊接后產(chǎn)生嚴重變形，或因為焊縫氣孔、夾渣、未焊透等缺陷，導致焊縫金屬裂紋或材質(zhì)疏松，嚴重影響了產(chǎn)品質(zhì)量及性能。以下小編就帶您分析鋁合金焊接的方法以及注意事項。
鋁合金的三種焊接方法
鎢極氬弧焊
鎢極氬弧焊法主要用于鋁合金，是一種較好的焊接方法，不過鎢極氬弧焊設備較復雜，不合適在露天條件下操作。
電阻點焊、縫焊
這種焊接方法可以用來焊接厚度在5mm以下的鋁合金薄板。但是在焊接時用的設備比較復雜，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。
脈沖氬弧焊
脈沖氬弧焊可以很好的改善在焊接過程中的穩(wěn)定性可以調(diào)節(jié)參數(shù)來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、全位置焊接等場合以及對熱敏感性強的鍛鋁、硬鋁、超硬鋁等的焊接。
鋁合金的焊接注意事項
1 焊接鋁合金（第二屆新基建+鋁加工與促進鋁應用技術(shù)研討會）前先要清理鋁合金表面，不能有油污，塵埃等存在，可以用丙酮清洗鋁合金焊接處的表面，厚板鋁合金要用鋼絲刷清理，之后再加丙酮清洗。
2 在焊接鋁合金的時候要先清理鋁合金表面，不能有油煙，灰塵等，另外厚板鋁合金要用鋼絲刷清理，然后再加丙酮清洗。
3 如果板材比較后可以對板材預熱，這樣可以防止預熱不夠造成成焊不透，在收弧時要用小電流收弧填坑。
4 焊接時一定要規(guī)范，要根據(jù)板材的厚度來焊接。
5 焊槍的電纜不要太長，要是太長會造成送絲穩(wěn)定。
一、焊接材料要求：
01 保護氣體的選擇
焊接時所用的保護氣體有惰性氣體氬氣（Ar）和氦氣（He），生產(chǎn)上普遍使用氬氣。用于焊接鋁及鋁合金的氬氣必須滿足下列純度（體積分數(shù)）要求：氬氣大于99.99%，氦氣小于0.04%，氧氣小于0.03%，水的質(zhì)量分數(shù)小于0.07%。目前國內(nèi)生產(chǎn)的氬氣，其純度一般能達到此要求，故在使用前不需再進行提純處理。
02 鎢電極的選用
氬弧焊用的鎢極材料有純鎢、釷鎢、鈰鎢、鋯鎢四種。純鎢極的熔點和沸點高，不容易熔化揮發(fā)，但電子發(fā)射能力比釷鎢、鈰鎢要差。在純鎢中加入質(zhì)量分數(shù)為1.0%~2.0%的氧化釷（Tho）電極稱為釷鎢極。它的電子發(fā)射能力強，允許的電流密度高，電弧燃燒穩(wěn)定。但釷元素具有一定的放射性，對其推廣應用帶來障礙。目前普遍采用的鈰鎢極（牌號WCe20）是在純鎢中加入質(zhì)量分數(shù)為1.8%~2.2%氧化鈰（雜質(zhì)≤0.1%）而制成。鈰鎢極電子逸出功低，化學穩(wěn)定性高，反復引弧的可靠性高，允許電流密度高（如采用直流正接氬弧焊時，允許電流密度比釷鎢極提高5%~8%），燒損率低，并消除了放射性。
03 溶劑的選擇
在氣焊、碳弧焊過程中，熔化的金屬表面極易氧化而形成氧化膜，為保證焊接質(zhì)量，必須用熔劑去除氧化膜及其他雜質(zhì)。氣焊、碳弧焊用的熔劑是各種鉀、鈉、鋰、鈣等元素的氯化物和氟化物粉末的混合物。用氣焊、碳弧焊方法焊接、角接、搭接等接頭時，焊件上殘留的熔渣往往難以完全清除，在這種情況下，應根據(jù)不同的鋁合金材料選用不同的熔劑。對于鋁鎂合金，不宜用含有鈉的熔劑。
04 焊絲的選用
在鋁合金（第二屆新基建+鋁加工與促進鋁應用技術(shù)研討會）材料的焊接過程中，鋁合金用焊絲的選用至關(guān)重要，選取前應該了解以下內(nèi)容：
是否所有的鋁合金材料都可用作焊接填充合金？
是否所有的鋁合金都可以焊接？
應避免發(fā)生的缺陷有哪些？
如何選擇焊接填充合金？
選擇時應當考慮的標準是什么？
鋁合金系列需要了解
選擇什么樣的焊絲？
一種母材可以用多種鋁合金焊材完成焊接 ，如5083-5083的焊接：可用 5356，5183，5556 等焊絲。但是每一種焊絲得到的焊接接頭可能只能在某一個性能方面是最佳的。選擇最佳的焊絲時，主要應考慮焊接件的最終使用性能。整體來說，主要考察以下幾個性能指標：
總之，選擇鋁合金焊絲過程中，只有在對鋁件焊接及其應用中的許多相關(guān)變量進行了充分分析后，才能選擇出最合適的合金填料。首先必須考慮的是焊接母材的類型和化學性質(zhì)，其次要考慮的是焊接部件的性能要求。最后，在開發(fā)和評估適合的焊接工藝參數(shù)時，合金填料的選擇是不可缺少的一部分。
二、施焊焊工：
應按《鋁容器焊工考試規(guī)則》附錄A的規(guī)定考試合格。
三、焊前準備：
1.鋁材坡口加工應采用機械方法（含剪切），如采用等離子火焰方法加工應從變色部分機械加工去掉不少于3mm，加工后的坡口表面應平整、光滑，不得有裂紋、分層、夾雜、毛刺、飛邊和氧化色。坡口表面應呈銀白色的金屬光澤；必要時對坡口及兩側(cè)不少于50 mm范圍內(nèi)進行100%PT。
2.焊絲、坡口表面及其兩側(cè)不少于50 mm范圍內(nèi)必須進行表面清理（包括去表面氧化膜、鱗片、污染和不合格的氧化色）。打磨可用φ0.15~0.2不銹鋼絲盤刷、金屬磨頭（即電動銑刀）、手工盤銑機、銼刀（應是鋁專用弧形銼刀）、刮刀和丙酮（沾丙酮的白布應干凈，不要使用棉布或棉紗，以避免擦拭時帶出毛絨），但應注意這些工具在使用前應被清理干凈，清理時也應注意不要把氧化膜以壓入母材內(nèi)，因此清理時不要太用力；但不準用砂輪或普通砂紙打磨，因為鋁材很軟而導致砂粒留在鋁材里，焊后就易產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷。
3.對于外委熱加工的部件，如封頭等，原則上在進廠后應對鋁材表面進行100%PT，必要時對不能確定的部位進行RT。
4.焊絲表面可用不銹鋼絲刷或干凈的油砂紙擦洗；對表面氧化皮較厚的焊絲在焊前打磨后還需要化學清理?；瘜W清理：用70℃、5%~10%的NaOH溶液浸泡0.5~3min左右后用清水沖洗，接著用15%左右的HNO3溶液在常溫下浸泡約1~2min后用溫水沖洗，再用手持式吹風機（不能用空氣壓縮機，因為空氣中有水和油）吹干再放入烘箱中100℃烘干即可使用。對鋁材也可參考此法。
5.清理干凈的焊絲和焊件應保持清潔和干燥，不得用手觸摸和口吹焊接部位，焊工一般戴白色的焊工手套，不要因為怕麻煩而戴臟手套；焊前嚴禁污染，否則應重新進行清理，局部污染可局部重新清理；最好用白紙覆蓋在坡口用兩側(cè)。一般機械清理后應立即焊接，如清理后4h之內(nèi)未焊，焊前就應重新清理。
6.焊件裝配應準確，如果裝配不良時，應考慮換部件，而不得強行組對，以避免造成過大的應力。在正式焊接前應對坡口尺寸進行檢查，合格后方可施焊。
7.定位焊選用的焊絲及采取的工藝措施與焊接工藝相同。
8.焊件組對時在應力集中處（如焊縫交叉處和工件上的轉(zhuǎn)角處等）盡量避免進行定位焊，定位焊縫長度和間距可按下表：（mm）
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母材厚度
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定位焊間距
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每段定位焊縫長度
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＜3
3~6
＞6
接管或法蘭
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40~50
50~60
50~80
2~4點
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4~6
5~10
10~12
每點3~8
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9.定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，否則必須清除重焊。重焊應在附近區(qū)域進行，而不要在原處點焊；對接焊縫間隙在工藝沒規(guī)定時，可按2~4mm。
10.對于會熔入永久焊縫的定位焊縫必須保證焊透和清除其表面的氧化層（只允許銀白色），并使焊縫兩端平滑過渡以便于接弧，否則就應修整。在冷態(tài)零件上施焊時，電弧應在始焊稍作停留一下，待母材邊緣開始熔化時，再及時加絲焊接，以保證始焊點焊透。
11.焊接縱縫時，必須在焊件兩端放置引弧板和退弧板，引弧板和退弧板采用與被焊件相同牌號和厚度的鋁材。焊接環(huán)縫時盡量避免產(chǎn)生弧坑。
12.焊接過程中定位焊點開裂，造成板邊錯位或間隙變化，應立即停止焊接，經(jīng)修復后才能繼續(xù)施焊。
13.在焊接過程中，應先鋼絲刷清理上層焊縫表面的黑灰和氧化物。焊時注意處理火口，即收弧處。引弧可在離焊接始端10~20mm，再迅速回始端焊接，第一層采用直線焊接，為了獲得良好的成形，其它層焊時可以橫向擺動，并在兩側(cè)稍停一下，以便熔合。
14.鋁焊接變形和焊時易產(chǎn)生塌陷，因此在焊前應有針對性地制作夾具和墊板。采用夾具時一般零件正反面都需要夾緊，并且夾具的剛性和夾緊力大小要適中，因為過小取不到控制變形作用，過大則焊縫拘束度太強易導致焊縫開裂，夾緊力按350Kg/100mm為宜。軟性鋁材夾具可為碳鋼或不銹鋼，可以減緩散熱；強化鋁材可用鋁材制造夾具，這樣可以加強散熱?？v縫夾具可用琴鍵式，環(huán)縫可用液壓脹形夾具?？v縫裝配時可適當增大間隙，以便焊后有收縮余地；環(huán)縫（包括圓形凸緣、法蘭等）則留些反向錯邊或扳邊，因為焊后凸緣會塌陷變形。墊板材料一般為不銹鋼或碳鋼，對要求不高的鋁材焊接可用石墨制作墊板。選擇墊板材料還應考慮對焊縫冷卻速度的影響。當鋁板較厚或墊板裝配間隙較大時，可用粘土泥封住間隙，焊后去掉即可。墊板尺寸可按下圖：
四、焊接要求：
1.持證焊工應按焊接工藝文件和其它文件焊接。
2.在焊接環(huán)境出現(xiàn)下列情況之一時，應采取有效防護措施，否則不準施焊：
1) 焊接環(huán)境不清潔，有灰塵、煙霧；
2) 焊接環(huán)境風速大于或等于1.5m/s；
3) 焊接環(huán)境相對濕度大于80%；
4) 下雨、下雪的室外作業(yè)；
5) 焊接溫度低于5℃；
3.鋁材產(chǎn)品焊接設在專門的場地，場地應鋪設橡膠或絨布；焊接時應遠離通風口和門窗以避免影響氣體保護效果。
4.用手工鎢極氬弧焊焊接鋁材一般都使用交流，以便產(chǎn)生陰極霧化的作用；熔化極氬弧焊則用直流反接。當由于設備所限采用直流焊接時，焊縫表面一般有一層氧化膜甚至是黑灰，這時可用鋼絲刷或抹布擦去。對焊縫表面由于焊劑熔劑殘留物或氧化而形成的白色膜可用鋼絲刷或抹布醮熱水擦去。
5.焊前預熱：由于鋁材導熱性能很強，因此一般手工鎢極氬弧焊焊接大于10mm厚度時，焊前都應預熱，但不超過100℃，焊時層間溫度也不超過100℃?？梢暰唧w情況用火焰或遠紅外線板進行加熱。
6.在焊接過程中焊絲的填入點不應位于電弧正下方，而應位于熔池邊部，距電弧中心線約0.5~1.0mm處，焊絲填入點不得高于熔池表面或在電弧下橫向擺動，以避免影響母材熔化，破壞氣體保護而使金屬氧化；焊絲回撤時勿使焊絲未端露出氣體保護區(qū)外，以免焊絲未端被氧化后再度送進時隨之帶入熔池。焊接時若鎢極碰到焊縫金屬應立即停止焊接，用金屬磨頭清除污染，并修磨鎢極；無論焊前還是焊接過程中，都應先切除焊絲端部已氧化的部分再焊。
7. 一條焊縫應盡量一次焊完，不得已中途停焊后重新焊接時，應重疊10~20 mm。多層焊縫在進行下一道焊縫前，對前道焊縫進行表面顏色檢查，只允許銀白色；并徹底清除表面污染、夾渣等缺陷?；】討顫M，接弧處應熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法：收弧時勻速抬高電弧，同時加速填充焊絲，直至電弧熄滅，使熄弧處焊縫局部凸出，必要時打磨超標的余高。在焊機上有衰減裝置時，此熄弧方法效果更好。
8.A、B類接頭焊縫的余高、余高差及寬度差下表 mm：
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焊縫位置
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焊縫余高
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焊縫余高差
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焊縫寬度差
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鎢極氬弧焊
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熔化極氬弧焊
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手工焊、半自動焊
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自動焊、機械化焊
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平焊
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0~3
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0~5
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0~2
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0~3
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0~2
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除平焊外的其他焊縫位置
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0~4
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0~5
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0~3
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0~3
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0~2
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9.接管與殼體的D類焊縫當殼體厚度≤12mm時，一般應將殼體扳邊對接焊，扳邊高度為25~30mm。
10.C、D類接頭的焊縫厚度t，在圖樣上無其他規(guī)定時，應不小于組成角焊縫兩邊構(gòu)件厚度δ1、δ2較小值的0.7倍，且不應小于3mm，在一般情況下不超過10 mm（按下圖）；在襯里或復合板復合采用蓋板搭接角焊縫時，蓋板厚度構(gòu)成了角焊縫的一側(cè)邊長度L2一般較薄，使得焊腳長度受到側(cè)邊長度的限制，當L2≤4mm時，應要求t≥0.7 L2。
11.C、D類接頭的焊縫與母材應呈圓滑過渡。
12.焊縫和熱影響區(qū)表面應進行100%檢查，不得有裂紋、未熔合、氣孔、弧坑、夾渣和飛濺物等缺陷，焊縫外不應有打弧點。
13.鋁材壓力容器焊縫表面不應有咬邊。常壓容器焊縫表面的咬邊深度不應大于0.5mm，咬邊連續(xù)長度不應大于100mm，焊縫兩側(cè)咬邊的總長度不應超過該焊縫長度的10%。
14.換熱器換熱管焊接順序：管板組裝（換熱管預留長度應不少于4mm，以便后面的機加工）；管端及管板清理；一端脹管；焊接一面管板；機加工未焊換熱管管端；脹管；管端及管板清理；焊接未焊一面的換熱管。焊接時第一層一般不加絲焊（第一層是否進行PT或氣密性檢測按規(guī)定），但其它層應加絲焊。
15.鋁焊接應注意坡口鈍邊較大，一般為2~6mm。對有墊板的接頭，鈍邊可適當減小。當鋁板較薄時，對接焊都應考慮扳邊對接焊，如當≤3mm考慮扳邊和不加絲焊。鋁焊接可采用雙面同時焊，背面加絲或不加絲視具體情況而定。
五、焊縫返修：
1.對需要返修的缺陷應當分析產(chǎn)生原因，提出改進措施，編制焊接返修工藝（應考慮加工裝防焊接變形）后才能開始返修（下表為一般情況下焊縫缺陷及原因分析）；
2.焊縫同一部位返修次數(shù)不宜超過2次。
3.一般用金屬磨頭清除缺陷和開坡口。如果缺陷較深時，可先用規(guī)定的手工銑打磨，再用金屬磨頭打磨坡口表面。坡口應寬度均勻、表面平滑和便于施焊的凹槽，凹槽兩端有一定的坡度（一般不大于1：4）。
4.返修前需將缺陷清除干凈，一般應進行100%PT確認（若缺陷是裂紋，則必須進行100%PT）。補焊時只需將缺陷除盡即可，不要挖得太深，必要時進行RT進行確認缺陷已完全清除。補焊時先不填絲，用電弧對補焊區(qū)金屬熔化；填絲后電弧應稍偏向焊絲，防補焊區(qū)金屬過熱，電弧可在補焊長度方向上適度往復移動，以延長熔池存在時間，以利于氫氣泡從熔池逸出。
5.返修焊縫性能和質(zhì)量要求應與原焊縫相同；
6.鋁焊接主要焊縫缺陷是氣孔和裂紋：
6.1 氣孔產(chǎn)生原因：鋁焊接（中國鋁工業(yè)技術(shù)發(fā)展論壇）氣孔主要是氫進入焊接熔池而形成的。氫來源有：材料、焊絲、保護氣體、送絲機構(gòu)、焊工的手套和環(huán)境濕度太高等，如焊絲被污染、材料及焊絲本身的氧化膜、送絲機構(gòu)上有油污或汗?jié)n等。預防措施：
6.1.1材料及焊絲內(nèi)的含氫量≤0.4mL /100g；
6.1.2 被焊件表面應去除油污及氧化膜，存放時間不超過4h。表面清理后應用干燥、潔凈、不起毛的物件覆蓋坡口及兩側(cè)；
6.1.3 焊絲盡量使用拋光焊絲，不然處理方法同上；
6.1.4 保護氣體內(nèi)雜質(zhì)含量：H2≤0.001%；O2≤0.02%；N2≤0.1%；H2O≤0.02%；
6.1.5保護氣體管路：一般采用不銹鋼管或銅管，軟管采用塑料管而不能用橡膠等易吸水的軟管；焊前應檢查冷卻水管道，確保不會漏水；當環(huán)境濕度很大時，應對保護氣體進行加熱對管路進行吹掃；
6.1.6 送絲機構(gòu)：不得有油污，送絲管采用聚四氟乙烯管或尼龍，并焊前清理管內(nèi)污染和冷凝水；
6.1.7現(xiàn)場環(huán)境：溫度不宜超過25℃，相對濕度不超過50%，保持環(huán)境清潔；
6.1.8焊工：工作服裝盡量是白色的，以便能及時發(fā)現(xiàn)和清理污染。焊時注意汗水和油漬不要再次污染焊件；
6.1.9 在焊前都應在試板上試焊，以便檢查保護氣體和管路是否合格。
6.1.10 焊接工藝上預防措施：用雙面焊代替單面焊；每道焊縫薄時比厚時有利于氣孔逸出；大直徑焊絲有利于減少氣孔；焊前預熱、焊后緩冷；降低電弧電壓、增大電流、降低焊接速度，有利于減少氣孔。
6.2 裂紋產(chǎn)生原因：材料焊接性較差；選擇焊絲時沒考慮抗裂性；結(jié)構(gòu)的拘束度過大。預防措施：
6.2.1 對焊接性較差的鋁材在焊接前應考慮其抗裂性而不能只考慮強度；必要時可考慮對焊件進行退火后焊接，焊后再淬火時效。
6.2.2 選擇抗裂紋性好的焊絲，如含Si等低熔點元素的焊絲。
6.2.3 盡量減少焊接接頭的拘束度，合理安排焊接順序，讓焊縫能夠有橫向收縮余量，以減小焊接應力。沒有必要定位焊的就不要焊定位焊，能雙面定位焊的就不要單面定位焊。
6.2.4 盡量改單面焊為雙面焊。
六、探傷要求：
1.封頭拼縫焊后應進行100%RT，成形后再按規(guī)定100%RT或100%PT。
2.A、B類焊縫一般進行100%RT。
3.容器上的C、D類焊接接頭進行100%PT。
4.鋁材表面補焊焊縫進行100%PT。
5.鋁卡具和拉筋的臨時固定連接焊縫拆除后的焊痕等進行100%PT。
6.其他圖樣要求探傷的部位。
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