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?chē)糠趾秃附z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(xiàn)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

應(yīng)用舉例：鋁母線(xiàn)的焊接
大中型發(fā)電機(jī)組的槽形和管形，小型機(jī)組的板狀母線(xiàn)。
1、母線(xiàn)材質(zhì)、焊接材料及設(shè)備
母線(xiàn)材質(zhì)：L2工業(yè)純鋁；
焊材：絲301或絲311；
焊接設(shè)備：交流氬弧、熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)。
2、對(duì)接坡口及接頭墊板
（1）對(duì)接坡口及其尺寸
δ≤6mm，不開(kāi)坡口，間隙2-5mm；
δ=6-20mm，70oV型坡口，間隙5-8mm，鈍邊1-2mm。
（2）坡口根部墊板
1）鋁質(zhì)或鋼質(zhì)；
2）墊板的大小視母線(xiàn)形狀和尺寸而選擇；
3）母線(xiàn)為板狀或槽狀時(shí)，選板形墊板；
4）母線(xiàn)為管形時(shí)，一般選純鋁墊圈；
5）母線(xiàn)封閉外殼的環(huán)縫對(duì)接選用帶弧形槽的鋼墊板。
3、清洗工藝
（1）焊絲清洗：分焊絲整理，堿洗，酸洗，烘干存放幾個(gè)步驟。烘好的焊絲要隨即使用，避免再次氧化。
（2）焊件坡口清理
1）化學(xué)清洗 ：采用清洗劑進(jìn)行清洗。
2）機(jī)械清洗：先用（、松香或汽油）擦拭表面除油污，然后用細(xì)鋼絲刷或刮刀使母材焊接區(qū)刮至有金屬光澤為止。
（3）焊接過(guò)程中的清理
清除焊接過(guò)程中出現(xiàn)的黑斑、粘合、夾渣（鏟削）。
4、焊接工藝
（1）預(yù)熱：一般可采取電阻爐加熱。高一些為好，但不要超過(guò)250oC。
（2）工藝要點(diǎn)：TIG焊
1）大規(guī)范參數(shù)：鎢棒直徑3-6mm,焊絲直徑2.4-6mm，焊接電流250-400A，氬氣流量15-20l/min（視噴嘴大小決定）。
2）點(diǎn)焊要求
直線(xiàn)焊縫先點(diǎn)焊兩端，后點(diǎn)焊中部至少三處，每處約60～80mm；
外殼環(huán)焊縫每隔60o點(diǎn)焊一處，每處長(zhǎng)約80mm左右；
管形主母線(xiàn)沿圓周均分2-4處點(diǎn)焊，每處長(zhǎng)約40-50mm。
3）好用鋁制引弧板引弧和收弧。

一、熔化極氣體保護(hù)電弧焊的概念及分類(lèi)
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(chēng)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(lèi)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(chēng)為熔化極惰性氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用實(shí)芯焊絲的CO2氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(lèi)。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(lèi)。使用小電流（200A以下在此稱(chēng)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(chē)、化工行業(yè)的壓力容器等。
3)鋁及其合金類(lèi)。使用小電流（200A以下在此稱(chēng)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(chē)、高壓開(kāi)關(guān)、空分等行業(yè)。尤其是動(dòng)車(chē)，包括南車(chē)集團(tuán)四方車(chē)輛車(chē)、唐山車(chē)輛廠(chǎng)和長(zhǎng)客等及為他們外協(xié)加工的小廠(chǎng)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(chē)，可見(jiàn)動(dòng)車(chē)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(lèi)。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)）。

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