铝及铝合金的焊接企业知识管理培训资料

1、（培训体系）铝及铝合金的焊接企业知识管理培训资料20XX年XX月多年的企业咨询豉问经验.经过实战验证可以落地机行的卓越管理方案，值得您下载拥有铝及铝合金的焊接培训资料铝及铝合金的焊接特点（1） 铝于空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（ Al2O3 ）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。于焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊

2、剂。于厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，于直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。（ 2 ）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的俩倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。于焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，仍要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。（ 3 ）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的俩倍。铝凝固时的

3、体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分和焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。于耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。于铝硅合金中含硅0.5 时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅 5%6%时可不产生热裂，因 而采用SAlSi僚（硅含量4. 5%6%）焊丝会有更好的抗裂性。（ 4 ）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支

4、撑熔池困难，容易焊穿。（ 5 ）铝及铝合金于液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。于焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。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，均是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。（ 6 ）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。（ 7 ）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。（ 8 ）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热和冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。.焊接方法几乎各种焊接方法均能够用于焊接铝及铝合金，可是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性

5、不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊（ TIG 或 MIG ）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊应用越来越广泛（氩气或氩/ 氦混合气）氩弧焊按照电极的不同分为：熔化极氩弧焊和非溶化极氩弧焊俩种 .、非熔化极氩弧焊的工作原理及特点非溶化极氩弧焊是电弧于非熔化极（通常是钨

6、极）和工作之间燃烧，于焊接电弧周围流过壹种不和金属起化学反应的惰性气体（常用氩气） ，形成壹个保护气罩，使钨极端头，电弧和溶池及已处于高温的金属不和空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。2、熔化极氩弧焊的工作原理及特点焊丝通过丝轮送时， 导电嘴导电， 于母材和焊丝之间产生电弧， 使焊丝和母熔化，且用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：壹个是焊丝作电极，且被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另壹个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单壹的氩气发展出多种混合体的广泛应用，如 Ar80%+CO220% 的富氩保

7、护气。通常前者称为 MIG ，后者称为 MAG 。从其操作方式见，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊和钨极氩弧焊相比，有如下特点：（ 1 ）效率高因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快；另外容易引弧。（ 2 ）需加强保护因弧光强烈，烟气大，所以要加强保护。.焊接材料（ 1 ）焊丝铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头（通过弯曲试验）达到规定要求，对含镁量超过3 的铝镁合金应满足冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性仍应达到或接 近母材的水平。因而焊丝的选用主要按照下列原则：）纯铝焊丝

8、的纯度壹般不低于母材；2）铝合金焊丝的化学成分壹般和母材相应或相近；3 ）铝合金焊丝中的耐蚀元素 （镁、锰、硅等） 的含量壹般不低于母材；4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；5 ）不要求耐蚀性的高强度铝合金（热处理强化铝合金）可采用异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi 壹 1 等（注意强度可能低于母材）。（2） 钨极氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高，不易熔化挥发，电极烧损及尖端的污染较少，但电子发射能力较差。于纯钨中加入1 %2%氧化社的电极为针鸨极，电子发射能力强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍元素具有壹定的放射性，

9、使用时应采取适当的防护措施。于纯鸨中加入1.8 %2.2 %的氧化铀（杂质00.1）囱电极为铀鸨极。铀鸨极电子逸出功低， 化学稳定性高， 允许电流密度大， 无放射性， 是目前普遍采用的电极。锆钨极可防止电极污染基体金属，尖端易保持半球形，适用于交流焊接。4、保护气体（ 1 ）最常用的惰性气体是氩气。它是壹种无色无味的气体，于空气和含量为0 。 935% （按体积计算） ，氩的沸点为 -186 ，介于氧和氦的沸点之间。氩气是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。我国均采用瓶装氩气用于焊接，于室温时，其充装压力为 15MPa 。钢瓶涂灰色漆，且标有“氮气”字样。纯氮的化学成分要求为：Ar 99.9

10、9% ; He 0.01% ;O2 0.0015% ; H2 4.0160 20010 14 12 18 12 1814 1418 氮气太小，保护效果差，被焊金属有严重氧化现象。氮气太大，由于气流量大而 产生紊流，使空气被紊流气卷入溶池，产生溶池保护效果差，焊缝金属被氧化现 象。所以流量壹定要根据板厚、电流大小、焊缝位置、接头型式来定。具体以焊 缝保护效果来决定，以被焊金属不出现氧化为标准。五、鸨极1、鸨极是高熔点材料，熔点为3400 C,于高温时有强烈的电子发射能力，且目 鸨极有很大的电流载流能力。鸨极载流能力见下表：电极直流正接法时小1.020 80A小1.650 160A小2.0100

11、200A小3.0200 300A小4.0300 400A小5.0420 520A小6.0450 550A2、鸨极表面要光滑，端部要有壹定磨尖，同心度要好，这样焊接时高频引弧好、 电弧稳定性好，溶深深，溶池能保持壹定，焊缝成形好，焊接质量好。3、如果鸨极表面烧坏或表面有污染物、裂纹、缩孔等缺陷时，这样焊接时高频 引弧困难，电弧不稳定，电弧有漂移现象，熔池分散，表面扩大，熔深浅，焊缝 成形差，焊接质量差。4、鸨极直径大小是根据材料厚度、材料性质、电流大小、接头形式来决定，见下表：焊接电流板厚(mm )鸨极直径(mm )(A)0.5小1.035 400.8小1.035 501.0小1.640 701

12、.5小1.650 852.0小 2.0 2550 1303.0小 2.5 30120 150六、焊丝焊丝选择要根据被焊材料来决定，壹般以母材的成分性质相同为准。焊接重要结 构时，由于高温要烧损合金元素，所以选择焊丝壹定要高于母材料，把焊丝熔入 熔池来补充合金元素烧损。鸨极氮弧焊，壹种方法能够不添丝自熔，熔化被焊母材；另壹种要添加焊丝，电 极熔化金属，同时焊丝熔入熔池，冷却后形成焊缝。不锈钢焊接时，焊丝和板厚和电流大小关系见下表：板厚电流(A)焊丝直径(mm)(mm)0.530-50小1.00.830-50小1.01.035 60小1.61.545-80小1.62.075 120小2.03.01

13、10-140小2.0随着板厚增加、电流增大、焊丝直径增粗铝及铝合金焊接时，焊丝和板厚、电流大小关系见下表:板厚电流(A)鸨极直径(mm)焊丝直径(mm) 气流量(mm)4668小2.068810812小 2.58 1210 14101812小3.020 TOC o 1-5 h z 16090/110140小1.0161.570 100/130 160 小 2.0290120/150180小2.0303120180/170220小3.0404140200/190260小3.0406160220/200300小4.050七、WSM (WSE)系列焊机面板上的各种旋钮和调节方法，见说明书八、直流量弧

14、焊和脉冲氮弧焊的区别:1、直流量弧焊，即于直流正极性接法下以氮气为保护气，借助电极和焊件之间的电弧于壹定的要求下(焊接电流)，加热熔化母材，添加焊丝时焊丝也壹同熔 入熔池，冷却形成的焊缝。2、脉冲氮弧焊，除直流鸨极氮弧焊的规范外，仍可独立地调节峰值电流、基值 电流、脉冲宽度、脉冲周期或频率等规范参数，它和直流量弧焊相比优点如下：(1)增大焊缝的深宽比，于不锈钢焊接时可将熔深宽增大到 2:1(2)防止烧穿、于薄板焊接或厚板打底焊时，借助峰值电流通过时间，将焊件 焊透，于熔池明显下陷之前即转到基值电流，使金属凝固。而且有小电流维持电 弧直至下壹次峰值电流循环。(3)减小热影响区，焊接热敏感材料时，

15、减小脉冲电流通过时间和基值电流值, 能把热影响区范围降低到最小值，这样焊接变形小。(4)增加熔池的搅拌作用，于相同的平均电流值时，脉冲电流的峰流值比恒定 电流大，因此电弧力大，搅拌作用强烈，这样有助于减少接头底部可能产生气孔 和不熔合现象。于小电流焊接时，较大的脉冲电流峰值电流增强了电弧挺度，消 除了电弧漂移现象。九、焊前准备和焊前清洗：1、检查焊机的接线是否符合要求。2、水、电、气是否接通，且按要求全部连接好，不能松动。3、对母材进行焊前检查且清洗表面4、用工具清洗，即用刷子或砂纸彻底清除母材表面水、油、氧化物等。5、重要结构用化学清洗法，清洗表面的水、油、高熔点氧化膜、氧化物污染简单用丙酮

16、清洗，或用烧碱硫酸等方法清洗。6、工作场所的清理，不能有易燃、易爆物，采取避风措施等。十、焊接规范参数鸨极氮弧焊参数主要是电流、氮气流量、鸨极直径、板的厚度、接头型式等不锈钢氮弧规范列表如下：板材厚度鸨极直径焊丝直径接头型式焊接电流气体流量0.51.01.0 平对接35-40A4-60.81.01.0 添加丝35-45A4-61.01.61.640-70A5-81.51.61.650-85A6-82.02-2.52.080-130A8-103.0板材厚度2.5-32.25120-150A交流铝合金规范参数如下：鸨极直径焊丝直径接头型式焊接电流10-12气体流量1.01.0-1.51.0-2.0

17、平对接60-90A4-61.52.0-2.52.0添加丝70-100A6-82.02.0-3.02.0-2.590-120A8-103.03.0-4.02.5-3.0120-180A10-124.03.0-4.02.5-3.0140-200A12-146.04.0-5.03.0-4.0160-220A14-16十壹、焊接操作1、焊前检查设备、水、气、电路是否正常，焊件和焊枪接法是否符合要求，规范参数是 否调试妥当，全部正常后，接通电源、水源、气源。2、焊接把焊枪的鸨极端部对准焊缝起焊点，鸨极和工件之间距离为1-3mm按下焊开关，提前送气，高频放电引弧，焊枪保持 70-80倾角，焊丝倾角为11。-20焊枪作直线匀速移动，且于移动过程中观察熔池，焊丝的送进速度和焊接速度要匹配