焊接工藝
1焊接材料的選擇
焊絲原則上選擇與母材成分相同的鋁及鋁合金焊絲或板條。氬氣純度＞99.95%，盡量選用大直徑焊絲。在Al-Mg系鋁合金的弧焊中，通常都是推薦使用CB-AMr2、CB-AMr3、CB-AMr6、CB- AMr61、CB-AMr63、1557、1577焊條，對Al-Cu系鋁合金則推薦用01201和01217。
2 組對與點固焊
由于鋁及鋁合金管導熱快、熔池結晶快，所以.組對時不留間隙、鈍邊，應避免強制進行，以減少焊接后產生較大的殘余應力，定位焊縫長度10-15mm為易。定位焊位置在管的7點、9點、12點處。定位焊焊縫常做為正式焊縫保留，因此發現問題應及時處理。焊前對定位焊表面黑粉、氧化膜進行清除，并將兩端修成緩坡型。焊件不需要預熱.焊前在試板上試焊，當確認無氣孔后再進行正式焊接。采用高頻引弧，起弧點應越過中心線20mm左右，并停留不動約2-3秒。然后在焊透的情況下，采用大電流、快速焊。焊絲不擺動，焊絲端部不應離開氬氣保護區。如離開氬氣保護區.焊絲端部應剪掉。焊絲與焊縫表面的夾角宜在15O右。焊槍與焊縫表面的夾角宜保持在80O～90O之間。為氬氣保護區和增強保護效果，可采用大直徑焊槍瓷嘴，加大焊槍氬氣流量。當噴嘴上有明顯阻礙氬氣氣流流通的飛濺物附著時。將飛濺物清除或更換噴嘴。當鎢極端部出現污染，形狀不規則等現象時.修整或更換。鎢極不宜伸出噴嘴外。焊接溫度的控制主要是焊接速度和焊接電流大小的控制。試驗結果表明，大電流、快速焊能有效防止氣孔的產生。這主要是由于在焊接過程中以較快速度焊透焊縫，熔化金屬受熱時間短，吸收氣體的機會少。收弧時，注意填滿弧坑,縮小溶池,避免產生縮孔,終點的結合處應焊過20~30mm。?；『?，要延遲停氣6秒?？尚D的鋁及鋁合金管對接平焊時.焊炬應處于稍帶上坡焊位置。這樣有利于焊透。厚壁管子底層焊時?？刹惶罴雍附z。但以后的焊層需加焊絲。

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破壞鋁表面的鈍化膜，有時還會腐蝕鋁件，應清理干凈。外形簡單、要求一般的工件可以用熱水沖洗或蒸氣吹刷等簡單方法清理。要求高而外形復雜的鋁件，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條件下確有明顯的應力腐蝕敏感性，需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應力，來使容器上的應力降低到產生應力腐蝕開裂的臨界應力以下，這時應由容器設計文件提出特別要求，才進行焊后消除應力熱處理。如需焊后退火熱處理，對于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等，推薦溫度為345℃；對于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等，推薦溫度為415℃；對于2019、2A11、6A02等，推薦溫度為360℃，根據工件大小與要求，退火溫度可正向或負向各調20℃～30℃，保溫時間可在0.5 h～2 h之間。

焊前預備
(1)焊前清理 鋁及鋁合金焊接時，焊前應嚴格清除工件焊口及焊絲表面的氧化膜和油污，清除質量直接影響焊接工藝與接頭質量，如焊縫氣孔產生的傾向和力學性能等。常采用化學清洗和機械清理兩種方法。
1）化學清洗 化學清洗，質量穩定，適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產的工件?？捎媒捶ê筒料捶▋煞N?？捎谩⑵汀⒚河偷缺砻嫱停?0℃～70℃的5％～10％NaOH溶液堿洗3 min～7 min(純鋁時間稍長但不超過20 min)，活動凈水沖洗，接著用室溫至60℃的30％HNO3溶液酸洗1 min～3 min，活動凈水沖洗，風干或低溫干燥。
2）機械清理 在工件尺寸較大、生產周期較長、多層焊或化學清洗后又沾污時，常采用機械清理。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，焊接時進進熔池產生夾渣等缺陷。另外也可用刮刀、銼刀等清理待焊表面。
工件和焊絲經過清洗和清理后，在存放過程中會重新產生氧化膜，特別是在濕潤環境下，在被酸、堿等蒸氣污染的環境中，氧化膜成長得更快。因此，工件和焊絲清洗和清理后到焊接前的存放時間應盡量縮短，在天氣濕潤的情況下，一般應在清理后4 h內施焊。清理后如存放時間過長(如超過24 h)應當重新處理。
(2)墊板 鋁及鋁合金在高溫時強度很低，液態鋁的活動性能好，在焊接時焊縫金屬輕易產生下塌現象。為了焊透而又不致塌陷，焊接時常采用墊板來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電弧施焊能量嚴格自動反饋控制等工藝措施。
(3)焊前預熱 薄、小鋁件一般不用預熱，厚度10 mm～15 mm時可進行焊前預熱，根據不同類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。

純鋁材料應用
1.1035：具有較高的可塑性、耐蝕性、導電性和導熱性，強度低。用于電容器、電子管隔離罩、電線保護套、電纜電線線芯等。
2.1045：標牌、厚箔、鉸接件（頜）熱交換器、炊具、PS版基
3.1050：食品、化學和釀造工業用擠壓盤管，各種軟管，粉、翅片料、深沖、炊具
4. 1060/1070：要求抗蝕性與成形性均高的場合，但對強度要求不高，化工設備是其典型用途，深沖料
5. 1100：用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強度的零件部件，例如化工產品、食品工業裝置與儲存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具、鉸接件熱交換器、炊具
6.1145：包裝及絕熱鋁箔，熱交換器
7.1199電解電容器箔，光學反光膜
8.1200：電容器、炊具、食品及藥物包裝
9.1350：電線、導電絞線、匯流排、變壓器帶材等導電體
10.1A85/1A90/1A93/1A97/1A99：工業高純鋁，主要用于生產各種電解電容器箔材、抗酸容器等

一、鋁及鋁合金的分類
鋁具有良好的導電性、導熱性，其密度小，質量輕，塑性好。
在純鋁中加入各種合金元素而成的鋁合金，強度顯著提高。
1、工業純鋁
純鋁的牌號有1070A（L1）、1060A（L2）、1050A（L3）以及1A85（LG1）、1A90（LG2）、1A99（LG5），其中的雜質主要是鐵和硅，隨雜質含量的增加，強度增加，塑性、導電性和耐蝕性下降。
2、鋁合金
在純鋁中加入少量合金元素能大大改善鋁的各項性能。Cu、Mg、Mn能提高強度，Ti能細化晶粒，Mg能抗海水腐蝕，Ni能提高耐熱性。
鋁合金分變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。
變形鋁合金在加熱時能形成單相固溶體組織，能進行各種壓力加工。其又可分為非熱處理強化和熱處理強化兩類。
熱處理強化的鋁合金又可分為硬鋁合金、鍛鋁合金、超硬鋁合金。
鑄造鋁合金適宜于鑄造而不能進行壓力加工。

基本的鋁合金知識和MIG 焊技巧
鋁合金越來越多的用于機械制造行業. 隨之而來的是對鋁合金焊接的要求也越來越高。目前國外MIG 焊鋁的技術工藝日趨成熟, 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、工作平臺及飛機等。


這里僅介紹基本的鋁合金知識和MIG焊技巧 (所有材料牌號參照AWS 標準)。


1.鋁合金分類及對應焊材


1.1. 純鋁 (1xxx 系列), 可焊性很好, 對應焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 鋁銅合金 (2xxx 系列), 可焊性較差, 對應焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 鋁錳合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 對應焊材: 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), 高強度, 可焊性很好, 對應焊絲: ER5356、ER5183 等
1.6. 鋁鎂硅合金 (6xxx 系列), 應用廣, 可焊性好, 對應焊絲: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 鋁鋅合金 (7xxx 系列), 高強度, 用于飛機制造業, 可焊性很差易裂, 對應焊絲: 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 焊對焊接設備的要求


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


3.焊前準備工作 (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, 確保無漏水
3.4. 確保焊絲處于干凈無損壞狀態
3.5. 確保送絲輪, 送絲軟管處于良好狀態


4. 焊接參數 (僅供參考)


4.1. 根據不同的材料和板厚選用不同型號的焊絲和直徑


4.2. 常用焊接規范:
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. 角焊比對接焊規范稍大, 立焊和仰焊規范比上述稍小
4.3.2. ER4043 (ER4XXX) 焊絲取下限值, ER5356 (ER5XXX) 取上限值
4.3.3. 保護氣流量: 10-20L/MIN, 仰焊時多一些, 用粗焊絲時多一些
4.3.4. 焊絲干伸長度: 12-15mm
4.3.5. 過渡方式: 噴射過渡 (Spray arc transfer)
4.3.6. 極性: DC+ (直流反接)


5. 操作技巧


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


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

絲機也被稱作拔絲機，拉線機英文名為：drawingmachine,是在工業化生產應用中運用很廣泛的工業設備，普遍應用于工業設備生產制造，五金加工，石油化工設備機器設備，塑料，竹板材商品，電線電纜等行業。

鋁合金的典型用途
5005 與3003合金相似，具有中等強度與良好的抗蝕性。用作導體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并與6063合金的色調協調一致
5050 薄板可作為致冷機與冰箱的內襯板，汽車氣管、油管與農業灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等
5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態強度，用于制造飛機油箱、油管，以及交通車輛、船舶的鈑金件，儀表、街燈支架與鉚釘、五金制品等
5056 鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等；包鋁的線材廣泛用于加工農業捕蟲器罩，以及需要有高抗蝕性的其他場合
5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合，諸如艦艇、汽車和飛機板焊接件；需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設備、交通運輸設備、元件、裝甲等
5086 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合，例如艦艇、汽車、飛機、低溫設備、電視塔、鉆井裝置、運輸設備、零部件與甲板等
5154 焊接結構、儲槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐蓋，汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件
5252 用于制造有較高強度的裝飾件，如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 過氧化氫及其他化工產品容器
5356 焊接鎂含量大于3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲
5454 焊接結構，壓力容器，海洋設施管道
5456 裝甲板、高強度焊接結構、儲槽、壓力容器、船舶材料
5457 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件
5652 過氧化氫及其他化工產品儲存容器
5657 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件，但在任何情況下確保材料具有細的晶粒組織
5A02 飛機油箱與導管，焊絲，鉚釘，船舶結構件
5A03 中等強度焊接結構，冷沖壓零件，焊接容器，焊絲，可用來代替5A02合金
5A05 焊接結構件，飛機蒙皮骨架
5A06 焊接結構，冷模鍛零件，焊拉容器受力零件，飛機蒙皮骨部件
5A12 焊接結構件，甲板
一、熔化極氣體保護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，并保護金屬熔滴，焊接熔池和焊接區高溫金屬的電弧焊方法，稱為熔化極氣體保護電弧焊。
根據焊絲材料和保護氣體的不同，可將其分為以下幾種方法，如圖所示。
按焊絲分類可分為實芯焊絲焊接和藥芯焊絲焊接。
用實芯焊絲的惰性氣體（Ar或He）保護電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護焊，簡稱MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）.
用實芯焊絲的富氬混合氣體保護電弧焊，簡稱MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用實芯焊絲的CO2氣體保護焊，簡稱CO2焊。



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



還可以不加保護氣體，這種方法稱為自保護電弧焊。



二、普通MIG／MAG焊和CO2焊的區別
CO2焊的的特點是：成本便宜、生產。但是存在飛濺量大、成型差的缺點，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或以富氬氣體保護的弧焊方法，而CO2焊卻具有強烈的氧化性，這就決定了二者的區別和特點。



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



2) 焊縫成形均勻、美觀。由于MIG／MAG焊熔滴過渡均勻、細微、穩定，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、焊接質量和生產效率。



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



因而出現了脈沖MIG／MAG焊，其熔滴過渡特點是每個電流脈沖過渡一個熔滴，就其實質而言屬于射滴過渡。與普通MIG／MAG焊相比其主要特點如下：
1)脈沖MIG／MAG焊的佳熔滴過渡形式是一個脈沖過渡一個熔滴。這樣通過調節脈沖頻率就能夠改變單位時間內熔滴過渡的滴數，也就是焊絲熔化速度。



2)由于一脈一滴的射滴過渡，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(與射流過渡和大滴過渡相比)。所以提高了焊絲的熔化系數，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境。



與普通MIG／MAG焊相比其主要優點如下：
1)焊接飛濺小，甚至無飛濺。
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，指狀熔深特點減弱，余高小。
4)小電流焊接活潑金屬（如鋁及其合金等）。擴大了MIG／MAG焊射流過渡的使用電流范圍。脈沖焊時焊接電流從射流過渡的臨界電流附近一直到幾十安的較大電流范圍內均可實現穩定的射滴過渡。



由上述可知脈沖MIG／MAG的特點和優點，但是任何事物都不可能無缺的。和普通MIG／MAG相比其不足之處如下：
1) 焊接生產效率習慣性感覺略低。
2) 對焊工人員素質要求較高。
3) 目前來說焊接設備價格較高。



三、脈沖MIG／MAG焊的選用主要工藝決定
針對以上對比結果，脈沖MIG／MAG焊雖然有諸多優點是其它焊無法實現和比擬的，但是其同樣存在設備價格高、生產效率略低、焊工不易掌握的問題。所以脈沖MIG／MAG焊的選用主要由焊接工藝要求決定的。就目前國內的焊接工藝標準，以下焊接基本上使用脈沖MIG／MAG焊。
1)碳鋼類。對焊縫質量、外觀要求較高的場合，主要是壓力容器行業，如鍋爐、化工換熱器、中央空調換熱器，還有水電行業水輪機的渦殼等。
2)不銹鋼類。使用小電流（200A以下在此稱小電流，下同）和對焊縫質量、外觀要求較高的場合，如機車、化工行業的壓力容器等。
3)鋁及其合金類。使用小電流（200A以下在此稱小電流，下同）和對焊縫質量、外觀要求較高的場合，如動車、高壓開關、空分等行業。尤其是動車，包括南車集團四方車輛車、唐山車輛廠和長客等及為他們外協加工的小廠家。據業內消息，到2015年國內所有省會和人口超過50萬的城市均實現通動車，可見動車的需求量之大，焊接工作量和焊接設備的需求之大。
4)銅及其合金類。根據目前的了解情況，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）。