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鋁合金在我們的生活上應用非常的廣泛，主要原因是重量輕，硬度高，受到人們的廣泛使用，然而鋁合金的焊接卻是一門(mén)高強度的技術(shù)活。下面小編就來(lái)為大家介紹一下鋁合金焊接的特點(diǎn)、焊接方法、難點(diǎn)、焊接材料以及焊前準備。

鋁合金焊接的特點(diǎn)

1、鋁在空氣中及焊接時(shí)極易氧化，生成的氧化鋁（Al2O3）熔點(diǎn)高、非常穩定，不易去除。阻礙母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夾渣、未熔合、未焊透等缺欠。鋁材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊縫產(chǎn)生氣孔。焊接前應采用化學(xué)或機械方法進(jìn)行嚴格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接過(guò)程加強保護，防止其氧化。鎢極氬弧焊時(shí)，選用交流電源，通過(guò)“陰極清理”作用，去除氧化膜。氣焊時(shí)，采用去除氧化膜的焊劑。在厚板焊接時(shí)，可加大焊接熱量，例如，氦弧熱量大，利用氦氣或氬氦混合氣體保護，或者采用大規范的熔化極氣體保護焊，在直流正接情況下，可不需要“陰極清理”。

2、鋁及鋁合金的熱導率和比熱容均約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍多。鋁的熱導率則是奧氏體不銹鋼的十幾倍。在焊接過(guò)程中，大量的熱量能被迅速傳導到基體金屬內部，因而焊接鋁及鋁合金時(shí)，能量除消耗于熔化金屬熔池外，還要有更多的熱量無(wú)謂消耗于金屬其他部位，這種無(wú)用能量的消耗要比鋼的焊接更為顯著(zhù)，為了獲得高質(zhì)量的焊接接頭，應當盡量采用能量集中、功率大的能源，有時(shí)也可采用預熱等工藝措施。

3、鋁及鋁合金的線(xiàn)膨脹系數約為碳素鋼和低合金鋼的兩倍。鋁凝固時(shí)的體積收縮率較大，焊件的變形和應力較大，因此，需采取預防焊接變形的措施。鋁焊接熔池凝固時(shí)容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內應力。生產(chǎn)中可采用調整焊絲成分與焊接工藝的措施防止熱裂紋的產(chǎn)生。在耐蝕性允許的情況下，可采用鋁硅合金焊絲焊接除鋁鎂合金之外的鋁合金。在鋁硅合金中含硅 0.5%時(shí)熱裂傾向較大，隨著(zhù)硅含量增加，合金結晶溫度范圍變小，流動(dòng)性顯著(zhù)提高，收縮率下降，熱裂傾向也相應減小。根據生產(chǎn)經(jīng)驗，當含硅 5%——6%時(shí)可不產(chǎn)生熱裂，因而采用 SAlSi 條（硅含量 4.5%——6%)焊絲會(huì )有更好的抗裂性。

4、鋁對光、熱的反射能力較強，固、液轉態(tài)時(shí)，沒(méi)有明顯的色澤變化，焊接操作時(shí)判斷難。高溫鋁強度很低，支撐熔池困難，容易焊穿。

5、鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫，固態(tài)幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過(guò)程中，氫來(lái)不及溢出，極易形成氫氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊縫中氫氣的重要來(lái)源。因此，對氫的來(lái)源要嚴格控制，以防止氣孔的形成。

6、合金元素易蒸發(fā)、燒損，使焊縫性能下降。

7、母材基體金屬如為變形強化或固溶時(shí)效強化時(shí)，焊接熱會(huì )使熱影響區的強度下降。

8、鋁為面心立方晶格，沒(méi)有同素異構體，加熱與冷卻過(guò)程中沒(méi)有相變，焊縫晶粒易粗大，不能通過(guò)相變來(lái)細化晶粒。

鋁合金焊接的焊接方法

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(chǎng)合。氣焊和焊條電弧焊方法，設備簡(jiǎn)單、操作方便。氣焊可用于對焊接質(zhì)量要求不高的鋁薄板及鑄件的補焊。焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補焊。惰性氣體保護焊（TIG 或 MIG）方法是應用最廣泛的鋁及鋁合金焊接方法。鋁及鋁合金薄板可采用鎢極交流氬弧焊或鎢極脈沖氬弧焊。鋁及鋁合金厚板可采用鎢極氦弧焊、氬氦混合鎢極氣體保護焊、熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊應用越來(lái)越廣泛（氬氣或氬/氦混合氣）。

鋁合金焊接的幾種先進(jìn)工藝:攪拌摩擦焊、激光焊、激光- 電弧復合焊、電子束焊。針對于焊接性不好和曾認為不可焊接的合金提出了有效的解決方法，幾種工藝均具有優(yōu)越性，并可對厚板鋁合金進(jìn)行焊接。

鋁合金焊接的難點(diǎn)

鋁合金由于重量輕、比強度高、耐腐蝕性能好、無(wú)磁性、成形性好及低溫性能好等特點(diǎn)而被廣泛地應用于各種焊接結構產(chǎn)品中，采用鋁合金代替鋼板材料焊接，結構重量可減輕50 %以上。

1、鋁合金焊接接頭軟化嚴重，強度系數低，這也是阻礙鋁合金應用的最大障礙。

2、鋁合金表面易產(chǎn)生難熔的氧化膜(Al2O3 其熔點(diǎn)為 2060 ℃) ，這就需要采用大功率密度的焊接工藝。

3、鋁合金焊接容易產(chǎn)生氣孔。

4、鋁合金焊接易產(chǎn)生熱裂紋。

5、線(xiàn)膨脹系數大，易產(chǎn)生焊接變形。

6、鋁合金熱導率大(約為鋼的 4 倍) ，相同焊接速度下，熱輸入要比焊接鋼材大 2——4 倍。

鋁合金焊接的焊接材料

1、焊絲。鋁及鋁合金焊絲的選用除考慮良好的焊接工藝性能外，按容器要求應使對接接頭的抗拉強度、塑性(通過(guò)彎曲試驗)達到規定要求，對含鎂量超過(guò) 3％的鋁鎂合金應滿(mǎn)足沖擊韌性的要求，對有耐蝕要求的容器，焊接接頭的耐蝕性還應達到或接近母材的水平。

2、保護氣體。保護氣體為氬氣、氦氣或其混合氣。交流加高頻 TIG 焊時(shí)，采用大于 99．9％純氬氣，直流正極性焊接宜用氦氣。MIG 焊時(shí)，板厚<25 mm 時(shí)宜用氬氣；板厚 25 mm——50 mm時(shí)氬氣中宜添加 10％——35％的氦氣；板厚 50mm-75mm 時(shí)氬氣中宜添加 l0％——35％或 50％的氦氣；當板厚>75 mm 時(shí)推薦采用添加 50％——75％氦氣的氬氣。氬氣應符合 GB／T 4842995《純氬》的要求。氬氣瓶壓低于 0.5 MPa 后壓力不足，不能使用。

3、鎢極。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(diǎn)和沸點(diǎn)高，不易熔化揮發(fā)，電極燒損及尖端的污染較少，但電子發(fā)射能力較差。在純鎢中加入 1％——2％氧化釷的電極為釷鎢極，電子發(fā)射能力強，允許的電流密度高，電弧燃燒較穩定，但釷元素具有一定的放射性，使用時(shí)應采取適當的防護措施。在純鎢中加入 1.8％——2.2％的氧化鈰(雜質(zhì)≤0.1％)的電極為鈰鎢極。鈰鎢極電子逸出功低，化學(xué)穩定性高，允許電流密度大，無(wú)放射性，是目前普遍采用的電極。鋯鎢極可防止電極污染基體金屬，尖端易保持半球形，適用于交流焊接。

4、焊劑。氣焊用焊劑為鉀、鈉、鋰、鈣等元素的氯化物和氟化物，可去除氧化膜。

鋁合金焊接的焊前準備

1、焊前清理。鋁及鋁合金焊接時(shí)，焊前應嚴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。

2、墊板。鋁及鋁合金在高溫時(shí)強度很低，液態(tài)鋁的流動(dòng)性能好，在焊接時(shí)焊縫金屬容易產(chǎn)生下塌現象。為了保證焊透而又不致塌陷，焊接時(shí)常采用墊板來(lái)托住熔池及附近金屬。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(kāi)一個(gè)圓弧形槽，以保證焊縫反面成型。也可以不加墊板單面焊雙面成型，但要求焊接操作熟練或采取對電弧施焊能量嚴格自動(dòng)反饋控制等先進(jìn)工藝措施。

3、可進(jìn)行焊前預熱。根據不同類(lèi)型的鋁合金預熱溫度可為 100℃——200℃，可用氧一乙炔焰、電爐或噴燈等加熱。預熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。 

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