鋁合金焊接保護(hù)措施
1、焊前用化學(xué)+機械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物，順序是先化學(xué)清洗，后機械打磨；
2、焊接過程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù)；
3、在氣焊時，采用熔劑，在焊接過程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點
（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），熔點高（約2050℃），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁及鋁合金的熔點（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，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，氫來不及逸出，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，也會出現(xiàn)大量的致密氣孔，當(dāng)空氣相對濕度超過80%時，如果不采取加熱等措施，焊縫就會明顯出現(xiàn)氣孔。同時，采用小電流慢速焊，加大焊縫冷卻時間，并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池攪動，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，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）高溫強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低，破壞了焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
（7）無色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度

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(yīng)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(fù)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(zhì)條件下確有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性，需要通過焊后熱處理以消除較高的焊接應(yīng)力，來使容器上的應(yīng)力降低到產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的臨界應(yīng)力以下，這時應(yīng)由容器設(shè)計文件提出特別要求，才進(jìn)行焊后消除應(yīng)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(jù)工件大小與要求，退火溫度可正向或負(fù)向各調(diào)20℃～30℃，保溫時間可在0.5 h～2 h之間。

焊前預(yù)備
(1)焊前清理 鋁及鋁合金焊接時，焊前應(yīng)嚴(yán)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。常采用化學(xué)清洗和機械清理兩種方法。
1）化學(xué)清洗 化學(xué)清洗，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清理焊絲及尺寸不大、成批生產(chǎn)的工件?？捎媒捶ê筒料捶▋煞N?？捎?、汽油、煤油等表面往油，用40℃～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(fēng)干或低溫干燥。
2）機械清理 在工件尺寸較大、生產(chǎn)周期較長、多層焊或化學(xué)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(jìn)進(jìn)熔池產(chǎn)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(jīng)過清洗和清理后，在存放過程中會重新產(chǎn)生氧化膜，特別是在濕潤環(huán)境下，在被酸、堿等蒸氣污染的環(huán)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(yīng)盡量縮短，在天氣濕潤的情況下，一般應(yīng)在清理后4 h內(nèi)施焊。清理后如存放時間過長(如超過24 h)應(yīng)當(dāng)重新處理。
(2)墊板 鋁及鋁合金在高溫時強度很低，液態(tài)鋁的活動性能好，在焊接時焊縫金屬輕易產(chǎn)生下塌現(xiàn)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(yán)格自動反饋控制等工藝措施。
(3)焊前預(yù)熱 薄、小鋁件一般不用預(yù)熱，厚度10 mm～15 mm時可進(jìn)行焊前預(yù)熱，根據(jù)不同類型的鋁合金預(yù)熱溫度可為100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、電爐或噴燈等加熱。預(yù)熱可使焊件減小變形、減少氣孔等缺陷。

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(yè). 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(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(biāo)準(zhǔn))。


1.鋁合金分類及對應(yīng)焊材


1.1. 純鋁 (1xxx 系列), 可焊性很好, 對應(yīng)焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 鋁銅合金 (2xxx 系列), 可焊性較差, 對應(yīng)焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 鋁錳合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 對應(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), 高強度, 可焊性很好, 對應(yīng)焊絲: ER5356、ER5183 等
1.6. 鋁鎂硅合金 (6xxx 系列), 應(yīng)用廣, 可焊性好, 對應(yīng)焊絲: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 鋁鋅合金 (7xxx 系列), 高強度, 用于飛機制造業(yè), 可焊性很差易裂, 對應(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 (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, 確保無漏水
3.4. 確保焊絲處于干凈無損壞狀態(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(fā)黑, 易產(chǎn)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(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。

拉絲機原理按其主要用途可分為金屬復(fù)合材料拉絲機，塑料拉絲機，竹板材拉絲機。金屬復(fù)合材料拉絲機屬于標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)加工預(yù)加工機械設(shè)備，目的是由于把由不銹鋼板材制造商生產(chǎn)加工運輸至標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品制造業(yè)企業(yè)的電纜線或圓棒根據(jù)拉絲機的拉撥處理，使電纜線或圓棒的直徑，同軸度，內(nèi)部金相檢驗結(jié)構(gòu)，表面光澤度和調(diào)直度都確保標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)加工務(wù)必的原料處理要求。

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(hù)電弧焊法稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊，簡稱MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）.
用實芯焊絲的富氬混合氣體保護(hù)電弧焊，簡稱MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用實芯焊絲的CO2氣體保護(hù)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(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焊的的特點是：成本便宜、生產(chǎn)。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(hù)或以富氬氣體保護(hù)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(qū)別和特點。



與CO2焊相比MIG／MAG焊的主要優(yōu)點如下：
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，不但射滴過渡與射流過渡時電弧穩(wěn)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(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(xiàn)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(zhì)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(diào)節(jié)脈沖頻率就能夠改變單位時間內(nèi)熔滴過渡的滴數(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(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(kuò)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(nèi)均可實現(xiàn)穩(wěn)定的射滴過渡。



由上述可知脈沖MIG／MAG的特點和優(yōu)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(chǎn)效率習(xí)慣性感覺略低。
2) 對焊工人員素質(zhì)要求較高。
3) 目前來說焊接設(shè)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(jié)果，脈沖MIG／MAG焊雖然有諸多優(yōu)點是其它焊無法實現(xiàn)和比擬的，但是其同樣存在設(shè)備價格高、生產(chǎn)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(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。對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合，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(zhì)量、外觀要求較高的場合，如機車、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）和對焊縫質(zhì)量、外觀要求較高的場合，如動車、高壓開關(guān)、空分等行業(yè)。尤其是動車，包括南車集團(tuán)四方車輛車、唐山車輛廠和長客等及為他們外協(xié)加工的小廠家。據(jù)業(yè)內(nèi)消息，到2015年國內(nèi)所有省會和人口超過50萬的城市均實現(xiàn)通動車，可見動車的需求量之大，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)）。