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。

4043是含硅5%的鋁硅合金焊絲，常用作除鋁鎂合金以外的鋁合金工件和鑄件的氬弧焊及氣焊時(shí)的填充材料。是一種通用的鋁合金焊接用焊絲。
4043具有：流動(dòng)性好，抗熱裂能力強(qiáng)，但延展性不足、塑性和耐蝕性低的特點(diǎn)。
4043：可廣泛用于船舶、機(jī)車、化工、建筑模具、食品、運(yùn)動(dòng)器材、模具、家具、容器、集裝箱等行業(yè)。
常見(jiàn)的6系合金比如6061、6063母材即可用ER4043來(lái)焊接，它在陽(yáng)氧化處理后的顏色為灰白色。

拉絲機(jī)對(duì)電纜線或圓棒的準(zhǔn)備解決質(zhì)量可以同時(shí)危害到標(biāo)準(zhǔn)件，等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。拉絲機(jī)屬于金屬制品機(jī)械設(shè)備行業(yè)硬質(zhì)合金模貝拉絲機(jī)，拉絲機(jī)普遍應(yīng)用于不銹鋼線，制繩絲，預(yù)應(yīng)力鋼絲，標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品的生產(chǎn)制造和預(yù)加工處理。

拉絲機(jī)安全操作規(guī)程為了更好地使快速拉絲機(jī)合理運(yùn)作和產(chǎn)品品質(zhì)獲得確保，特制訂本安全操作規(guī)程適用該設(shè)備臺(tái)的任何商品生產(chǎn)制造主題活動(dòng)和維護(hù)保養(yǎng)工作中與實(shí)際操作該高速加工中心的作業(yè)員和保養(yǎng)工作人員，務(wù)必互相配合，合力工作中，及時(shí)處理難題妥善處理。

鋁合金的典型用途
5005 與3003合金相似，具有中等強(qiáng)度與良好的抗蝕性。用作導(dǎo)體、炊具、儀表板、殼與建筑裝飾件。陽(yáng)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(diào)協(xié)調(diào)一致
5050 薄板可作為致冷機(jī)與冰箱的內(nèi)襯板，汽車氣管、油管與農(nóng)業(yè)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(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度，用于制造飛機(jī)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(hù)套鉚釘、拉鏈、釘子等；包鋁的線材廣泛用于加工農(nóng)業(yè)捕蟲(chóng)器罩，以及需要有高抗蝕性的其他場(chǎng)合
5083 用于需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強(qiáng)度的場(chǎng)合，諸如艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件；需嚴(yán)格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)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(qiáng)度的場(chǎng)合，例如艦艇、汽車、飛機(jī)、低溫設(shè)備、電視塔、鉆井裝置、運(yùn)輸設(shè)備、零部件與甲板等
5154 焊接結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)槽、壓力容器、船舶結(jié)構(gòu)與海上設(shè)施、運(yùn)輸槽罐
5182 薄板用于加工易拉罐蓋，汽車車身板、操縱盤、加強(qiáng)件、托架等零部件
5252 用于制造有較高強(qiáng)度的裝飾件，如汽車等的裝飾性零部件。在陽(yáng)極氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 過(guò)氧化氫及其他化工產(chǎn)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(jié)構(gòu)，壓力容器，海洋設(shè)施管道
5456 裝甲板、高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)槽、壓力容器、船舶材料
5457 經(jīng)拋光與陽(yáng)極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件
5652 過(guò)氧化氫及其他化工產(chǎn)品儲(chǔ)存容器
5657 經(jīng)拋光與陽(yáng)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(xì)的晶粒組織
5A02 飛機(jī)油箱與導(dǎo)管，焊絲，鉚釘，船舶結(jié)構(gòu)件
5A03 中等強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)，冷沖壓零件，焊接容器，焊絲，可用來(lái)代替5A02合金
5A05 焊接結(jié)構(gòu)件，飛機(jī)蒙皮骨架
5A06 焊接結(jié)構(gòu)，冷模鍛零件，焊拉容器受力零件，飛機(jī)蒙皮骨部件
5A12 焊接結(jié)構(gòu)件，甲板

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(kāi)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(jiàn)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)）。