鋁合金焊接保護(hù)措施
1、焊前用化學(xué)+機(jī)械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物，順序是先化學(xué)清洗，后機(jī)械打磨；
2、焊接過(guò)程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)；
3、在氣焊時(shí)，采用熔劑，在焊接過(guò)程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點(diǎn)
（1）極易氧化。在空氣中，鋁容易同氧化合，生成致密的三氧化二鋁薄膜（厚度約0．1－0．2μm），熔點(diǎn)高（約2050℃），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鋁及鋁合金的熔點(diǎn)（約600℃左右）。氧化鋁的密度3．95－4．10g/cm3，約為鋁的1．4倍，氧化鋁薄膜的表面易吸附水分，焊接時(shí)，它阻礙基本金屬的熔合，極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷，引起焊縫性能下降。
（2）易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫，由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫，而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫，因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí)，氫來(lái)不及逸出，容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免，氫的來(lái)源很多，有電弧焊氣氛中的氫，鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實(shí)踐，即使氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求，純度達(dá)到99．99% 以上，但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔，當(dāng)空氣相對(duì)濕度超過(guò)80%時(shí)，如果不采取加熱等措施，焊縫就會(huì)明顯出現(xiàn)氣孔。同時(shí)，采用小電流慢速焊，加大焊縫冷卻時(shí)間，并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池?cái)噭?dòng)，可以較好的幫助氣體排出熔池。
（3）焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍，易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
（4）鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大（純鋁0．538卡/Cm．s．℃）。約為鋼的4倍，因此，焊接鋁和鋁合金時(shí)，比焊鋼要消耗更多的熱量。
（5）合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點(diǎn)的元素（如鎂、鋅、錳等），在高溫電弧作用下，極易蒸發(fā)燒損，從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分，使焊縫性能下降。
（6）高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
（7）無(wú)色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí)，無(wú)明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度

焊后處理
(1)焊后清理 焊后留在焊縫及四周的殘存焊劑和焊渣等會(huì)破壞鋁表面的鈍化膜，有時(shí)還會(huì)腐蝕鋁件，應(yīng)清理干凈。外形簡(jiǎn)單、要求一般的工件可以用熱水沖洗或蒸氣吹刷等簡(jiǎn)單方法清理。要求高而外形復(fù)雜的鋁件，在熱水中用硬毛刷洗擦后，再在60℃～80℃左右、濃度為2％～3％的鉻酐水溶液或溶液中浸洗5 min～10 min，并用硬毛洗擦刷，然后在熱水中沖洗擦滌，用烘箱烘干，或用熱空氣吹干，也可自然干燥。
(2)焊后熱處理 鋁容器一般焊后不要求熱處理。假如所用鋁材在容器接觸的介質(zhì)條件下確有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性，需要通過(guò)焊后熱處理以消除較高的焊接應(yīng)力，來(lái)使容器上的應(yīng)力降低到產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力以下，這時(shí)應(yīng)由容器設(shè)計(jì)文件提出特別要求，才進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。如需焊后退火熱處理，對(duì)于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等，推薦溫度為345℃；對(duì)于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等，推薦溫度為415℃；對(duì)于2019、2A11、6A02等，推薦溫度為360℃，根據(jù)工件大小與要求，退火溫度可正向或負(fù)向各調(diào)20℃～30℃，保溫時(shí)間可在0.5 h～2 h之間。

焊前預(yù)備
(1)焊前清理 鋁及鋁合金焊接時(shí)，焊前應(yīng)嚴(yán)格清除工件焊口及焊絲表面的氧化膜和油污，清除質(zhì)量直接影響焊接工藝與接頭質(zhì)量，如焊縫氣孔產(chǎn)生的傾向和力學(xué)性能等。常采用化學(xué)清洗和機(jī)械清理兩種方法。
1）化學(xué)清洗 化學(xué)清洗，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的工件?？捎媒捶ê筒料捶▋煞N?？捎谩⑵?、煤油等表面往油，用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液堿洗3 min～7 min(純鋁時(shí)間稍長(zhǎng)但不超過(guò)20 min)，活動(dòng)凈水沖洗，接著用室溫至60℃的30％HNO3溶液酸洗1 min～3 min，活動(dòng)凈水沖洗，風(fēng)干或低溫干燥。
2）機(jī)械清理 在工件尺寸較大、生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、多層焊或化學(xué)清洗后又沾污時(shí)，常采用機(jī)械清理。先用、汽油等擦試表面以除油，隨后直接用直徑為0.15 mm～0.2 mm的銅絲刷或不銹鋼絲刷子刷，刷到露出金屬光澤為止。一般不宜用砂輪或普通砂紙打磨，以免砂粒留在金屬表面，焊接時(shí)進(jìn)進(jìn)熔池產(chǎn)生夾渣等缺陷。另外也可用刮刀、銼刀等清理待焊表面。
工件和焊絲經(jīng)過(guò)清洗和清理后，在存放過(guò)程中會(huì)重新產(chǎn)生氧化膜，特別是在濕潤(rùn)環(huán)境下，在被酸、堿等蒸氣污染的環(huán)境中，氧化膜成長(zhǎng)得更快。因此，工件和焊絲清洗和清理后到焊接前的存放時(shí)間應(yīng)盡量縮短，在天氣濕潤(rùn)的情況下，一般應(yīng)在清理后4 h內(nèi)施焊。清理后如存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(如超過(guò)24 h)應(yīng)當(dāng)重新處理。
(2)墊板 鋁及鋁合金在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，液態(tài)鋁的活動(dòng)性能好，在焊接時(shí)焊縫金屬輕易產(chǎn)生下塌現(xiàn)象。為了焊透而又不致塌陷，焊接時(shí)常采用墊板來(lái)托住熔池及四周金屬。墊板可采用石墨板、不銹鋼板、碳素鋼板、銅板或銅棒等。墊板表面開一個(gè)圓弧形槽，以焊縫成型。也可以不加墊板單面焊雙面成型，但要求焊接操縱熟練或采取對(duì)電弧施焊能量嚴(yán)格自動(dòng)反饋控制等工藝措施。
(3)焊前預(yù)熱 薄、小鋁件一般不用預(yù)熱，厚度10 mm～15 mm時(shí)可進(jìn)行焊前預(yù)熱，根據(jù)不同類型的鋁合金預(yù)熱溫度可為100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、電爐或噴燈等加熱。預(yù)熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。

基本的鋁合金知識(shí)和MIG 焊技巧
鋁合金越來(lái)越多的用于機(jī)械制造行業(yè). 隨之而來(lái)的是對(duì)鋁合金焊接的要求也越來(lái)越高。目前國(guó)外MIG 焊鋁的技術(shù)工藝日趨成熟, 主要用于全焊接鋁合金游輪、火車及汽車箱體、摩托車架、壓力容器、軌道交通、工作平臺(tái)及飛機(jī)等。


這里僅介紹基本的鋁合金知識(shí)和MIG焊技巧 (所有材料牌號(hào)參照AWS 標(biāo)準(zhǔn))。


1.鋁合金分類及對(duì)應(yīng)焊材


1.1. 純鋁 (1xxx 系列), 可焊性很好, 對(duì)應(yīng)焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 鋁銅合金 (2xxx 系列), 可焊性較差, 對(duì)應(yīng)焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 鋁錳合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 對(duì)應(yīng)焊材: ER4043、ER5356
1.4. 鋁硅合金 (4xxx 系列), 一般用于制造焊絲 (4043、4047)
1.5. 鋁鎂合金 (5xxx 系列), 高強(qiáng)度, 可焊性很好, 對(duì)應(yīng)焊絲: ER5356、ER5183 等
1.6. 鋁鎂硅合金 (6xxx 系列), 應(yīng)用廣, 可焊性好, 對(duì)應(yīng)焊絲: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 鋁鋅合金 (7xxx 系列), 高強(qiáng)度, 用于飛機(jī)制造業(yè), 可焊性很差易裂, 對(duì)應(yīng)焊絲: ER5356 (7005 和7039 母材)
1.8. 其它鋁合金 (8xxx 系列), 可焊性很差


2.鋁合金MIG 焊對(duì)焊接設(shè)備的要求


2.1. 直流CV 焊接電源或脈沖電源
2.2. 送絲機(jī)構(gòu)及推拉式焊槍
2.3. 鋁焊接用導(dǎo)電嘴 (孔徑比碳鋼用稍大)
2.4. 連接電纜
2.5. Ar 及流量計(jì) (也有Ar+He 混合氣)


3.焊前準(zhǔn)備工作 (非常重要)


3.1. 清理工件待焊處油污 (擦拭)
3.2. 用不銹鋼絲刷或砂輪去除待焊處氧化膜 (至少20毫米范圍)
3.3. 如用水冷焊槍, 確保無(wú)漏水
3.4. 確保焊絲處于干凈無(wú)損壞狀態(tài)
3.5. 確保送絲輪, 送絲軟管處于良好狀態(tài)


4. 焊接參數(shù) (僅供參考)


4.1. 根據(jù)不同的材料和板厚選用不同型號(hào)的焊絲和直徑


4.2. 常用焊接規(guī)范:
4.2.1. 0.8 毫米焊絲 (板厚小于3毫米): WFS: 12-15m/min, I=70-130A, U=17-21V，焊速=600-1125mm/min
4.2.1. 0.9 毫米焊絲 (板厚小于5毫米): WFS: 10-12m/min, I=145-175A, U=20-22V，焊速=600-1125mm/min
4.2.3. 1.0 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 8-12m/min, I=150-200A, U=22-24.5V，焊速=600-1125mm/min
4.2.4.1.2 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 7.5-10m/min, I=190-220A, U=22-26V，焊速=600-800mm/min
4.2.5. 1.6 毫米焊絲 (板厚大于5毫米): WFS: 5-8m/min, I=240-330A, U=24-30V，焊速=400-800mm/min


4.3. 注:
4.3.1. 角焊比對(duì)接焊規(guī)范稍大, 立焊和仰焊規(guī)范比上述稍小
4.3.2. ER4043 (ER4XXX) 焊絲取下限值, ER5356 (ER5XXX) 取上限值
4.3.3. 保護(hù)氣流量: 10-20L/MIN, 仰焊時(shí)多一些, 用粗焊絲時(shí)多一些
4.3.4. 焊絲干伸長(zhǎng)度: 12-15mm
4.3.5. 過(guò)渡方式: 噴射過(guò)渡 (Spray arc transfer)
4.3.6. 極性: DC+ (直流反接)


5. 操作技巧


5.1. 半自動(dòng)焊時(shí)總是左焊法 (右焊時(shí)焊縫成型很差, 表面發(fā)黑, 易產(chǎn)生未熔合缺陷),收弧時(shí)回焊接10 毫米左右以消除弧坑裂紋
5.2. 立焊時(shí)總是立向上焊
5.3. 自動(dòng)焊時(shí)焊槍與焊縫軸線在行走方向 (無(wú)論左右) 成95-100度角。


總之, MIG 焊鋁合金比焊一般鋼材難一些, 但是如果準(zhǔn)備充分, 材料設(shè)備匹配, 操作方法得當(dāng), 就可以得到很好的效果。

拉絲機(jī)原理按其主要用途可分為金屬?gòu)?fù)合材料拉絲機(jī)，塑料拉絲機(jī)，竹板材拉絲機(jī)。金屬?gòu)?fù)合材料拉絲機(jī)屬于標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)加工預(yù)加工機(jī)械設(shè)備，目的是由于把由不銹鋼板材制造商生產(chǎn)加工運(yùn)輸至標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的電纜線或圓棒根據(jù)拉絲機(jī)的拉撥處理，使電纜線或圓棒的直徑，同軸度，內(nèi)部金相檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)，表面光澤度和調(diào)直度都確保標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)加工務(wù)必的原料處理要求。

一、熔化極氣體保護(hù)電弧焊的概念及分類
使用熔化電極，以外加氣體作為電弧介質(zhì)，并保護(hù)金屬熔滴，焊接熔池和焊接區(qū)高溫金屬的電弧焊方法，稱為熔化極氣體保護(hù)電弧焊。
根據(jù)焊絲材料和保護(hù)氣體的不同，可將其分為以下幾種方法，如圖所示。
按焊絲分類可分為實(shí)芯焊絲焊接和藥芯焊絲焊接。
用實(shí)芯焊絲的惰性氣體（Ar或He）保護(hù)電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）.
用實(shí)芯焊絲的富氬混合氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用實(shí)芯焊絲的CO2氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱CO2焊。



用藥芯焊絲時(shí)，可以用CO2或CO2+Ar混合氣體作為保護(hù)氣體的電弧焊稱為藥芯焊絲氣體保護(hù)焊。



還可以不加保護(hù)氣體，這種方法稱為自保護(hù)電弧焊。



二、普通MIG／MAG焊和CO2焊的區(qū)別
CO2焊的的特點(diǎn)是：成本便宜、生產(chǎn)。但是存在飛濺量大、成型差的缺點(diǎn)，因而有些焊接工藝采用普通MIG／MAG焊。



普通MIG／MAG焊是以惰性氣體保護(hù)或以富氬氣體保護(hù)的弧焊方法，而CO2焊卻具有強(qiáng)烈的氧化性，這就決定了二者的區(qū)別和特點(diǎn)。



與CO2焊相比MIG／MAG焊的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
1) 飛濺量減少50％以上。在氬或富氬氣體保護(hù)下的焊接電弧穩(wěn)定，不但射滴過(guò)渡與射流過(guò)渡時(shí)電弧穩(wěn)定，而且在小電流MAG焊的短路過(guò)渡情況下，電弧對(duì)熔滴的排斥作用較小，從而了MIG／MAG焊短路過(guò)渡的飛濺量減少50％以上。



2) 焊縫成形均勻、美觀。由于MIG／MAG焊熔滴過(guò)渡均勻、細(xì)微、穩(wěn)定，所以焊縫成形均勻、美觀。



3) 可以焊接許多活潑金屬及其合金。電弧氣氛的氧化性很弱，甚至無(wú)氧化性，MIG／MAG焊不但可以焊接碳鋼、高合金鋼，而且還可以焊接許多活潑金屬及其合金，如：鋁及鋁合金、不銹鋼及其合金、鎂及鎂合金等。



4) 大大地提高了焊接工藝性、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。



三、脈沖MIG／MAG焊和普通MIG／MAG焊的區(qū)別
普通MIG／MAG焊的主要熔滴過(guò)渡形式是大電流時(shí)的射流過(guò)渡和小電流時(shí)的短路過(guò)渡，因而小電流仍存在飛濺量大、成型差的缺點(diǎn)，尤其是有些活潑金屬在小電流下無(wú)法焊接如鋁及合金、不銹鋼等。



因而出現(xiàn)了脈沖MIG／MAG焊，其熔滴過(guò)渡特點(diǎn)是每個(gè)電流脈沖過(guò)渡一個(gè)熔滴，就其實(shí)質(zhì)而言屬于射滴過(guò)渡。與普通MIG／MAG焊相比其主要特點(diǎn)如下：
1)脈沖MIG／MAG焊的佳熔滴過(guò)渡形式是一個(gè)脈沖過(guò)渡一個(gè)熔滴。這樣通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖頻率就能夠改變單位時(shí)間內(nèi)熔滴過(guò)渡的滴數(shù)，也就是焊絲熔化速度。



2)由于一脈一滴的射滴過(guò)渡，熔滴直徑大致與焊絲直徑相等，則熔滴電弧熱較低，也就是熔滴溫度低(與射流過(guò)渡和大滴過(guò)渡相比)。所以提高了焊絲的熔化系數(shù)，也就是提高了焊絲的熔化效率。



3)因熔滴溫度低，所以焊接煙霧少。這樣一方面降低了合金元素的燒損，另一方面改善了施工環(huán)境。



與普通MIG／MAG焊相比其主要優(yōu)點(diǎn)如下：
1)焊接飛濺小，甚至無(wú)飛濺。
2)電弧指向性好，適于全位置焊接。
3)焊縫成形良好，熔寬較大，指狀熔深特點(diǎn)減弱，余高小。
4)小電流焊接活潑金屬（如鋁及其合金等）。擴(kuò)大了MIG／MAG焊射流過(guò)渡的使用電流范圍。脈沖焊時(shí)焊接電流從射流過(guò)渡的臨界電流附近一直到幾十安的較大電流范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的射滴過(guò)渡。



由上述可知脈沖MIG／MAG的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，但是任何事物都不可能無(wú)缺的。和普通MIG／MAG相比其不足之處如下：
1) 焊接生產(chǎn)效率習(xí)慣性感覺(jué)略低。
2) 對(duì)焊工人員素質(zhì)要求較高。
3) 目前來(lái)說(shuō)焊接設(shè)備價(jià)格較高。



三、脈沖MIG／MAG焊的選用主要工藝決定
針對(duì)以上對(duì)比結(jié)果，脈沖MIG／MAG焊雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)是其它焊無(wú)法實(shí)現(xiàn)和比擬的，但是其同樣存在設(shè)備價(jià)格高、生產(chǎn)效率略低、焊工不易掌握的問(wèn)題。所以脈沖MIG／MAG焊的選用主要由焊接工藝要求決定的。就目前國(guó)內(nèi)的焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)，以下焊接基本上使用脈沖MIG／MAG焊。
1)碳鋼類。對(duì)焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場(chǎng)合，主要是壓力容器行業(yè)，如鍋爐、化工換熱器、中央空調(diào)換熱器，還有水電行業(yè)水輪機(jī)的渦殼等。
2)不銹鋼類。使用小電流（200A以下在此稱小電流，下同）和對(duì)焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場(chǎng)合，如機(jī)車、化工行業(yè)的壓力容器等。
3)鋁及其合金類。使用小電流（200A以下在此稱小電流，下同）和對(duì)焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場(chǎng)合，如動(dòng)車、高壓開關(guān)、空分等行業(yè)。尤其是動(dòng)車，包括南車集團(tuán)四方車輛車、唐山車輛廠和長(zhǎng)客等及為他們外協(xié)加工的小廠家。據(jù)業(yè)內(nèi)消息，到2015年國(guó)內(nèi)所有省會(huì)和人口超過(guò)50萬(wàn)的城市均實(shí)現(xiàn)通動(dòng)車，可見動(dòng)車的需求量之大，焊接工作量和焊接設(shè)備的需求之大。
4)銅及其合金類。根據(jù)目前的了解情況，銅及其合金基本上都使用脈沖MIG／MAG焊（在熔化極氣保焊范圍內(nèi)）。