铝及铝合金焊接工艺参数介绍步骤及注意事项机械制造制造加工工艺机械制造制造加工工艺.pdf

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1、铝及铝合金焊接工艺参数介 绍步骤及注意事项（总6页）本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21 year.March 铝及铝合金的焊接工艺技术参数介绍、方法、步 骤及注意事项 一、为什么MIG焊铝的工艺难题较多 答：MIG焊铝的工艺难题主要有：（1）铝及铝合金的熔点低（纯铝660 C）,表面生成高熔点氧化膜（AL2O3 2050 C）,容易造成焊接不熔合；（2）低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹：（3）母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔；（4）铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的

2、 难度较大；（5）焊接变形较大。二、铝及铝合金焊接难点（1）强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的AI2O3膜 薄，厚度约pmo AI2O3的熔点高达2050 C,远远超过铝及铝合金的熔点（约 660 C）,而且体积质量大，约为铝的倍。焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属 之间的良好结合，并易形成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生 成气孔。因此，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并加强焊接区域的保 护。（2）较大的热导率和比热容 铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1 倍，焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部。因此，焊接铝及铝合 金比钢要消耗更多的热量，焊前常需采取预热等

3、工艺措施。（3）热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达左 右，因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而产生热裂纹。生产中常 用调整焊丝成分的方法来防止产生热裂纹，如使用焊丝HS311。术参数介绍方法步骤及注意事项一为什么焊铝的工艺难题较多答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸

4、附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊（4）容易形成气孔形成气孔的气体是氢。氢在液态铝中的溶解度为 100g,而在660 C凝固温度时，氢的溶解度突降至100g,使原来溶解于液态铝 中的氢大量析出，形成气泡。同时，铝和铝合金的密度小，气泡在熔池中的上 升速度较慢，加上铝的导热性强，熔池冷凝快，因此，上升的气泡往往来不及 逸出，留在焊缝内成为气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜 吸附的水分都是氢的主要来源，因此焊

5、前必须严格做好焊件的表面清理工作。（5）接头不等强度铝及铝合金的热影响区山于受热而发生软化、强度降 低使接头与母材无法达到等强度。纯铝及非热处理强化铝合金接头的强度约为 母材的75%100%；热处理强化铝合金的接头强度较小，只有母材的40%505 o（6）焊穿铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，所以不 易判断母材温度，施焊时常会因温度过高无法察觉而导至焊穿。三、铝及铝合金焊前应进行哪些准备工作（1）焊前清理 清理的LI的是去除焊件表面的氧化膜和油污，这是防止产 生气孔、夹渣的重要措施。a化学清洗效率高、质量稳定、适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的 焊件。化学清洗分浸洗法和擦洗法两

6、种，清洗剂及清洗工艺，见表 表1铝及铝合金的化学淸洗法 工艺 材料 脱麗 碱 洗 中和光化 冲洗 干燥 NaOM容液的 质量分温度 时间 Griin)冲冼 嵐昱分数 温度 时间 Ghin)纯铝 汽油煤油 6S10%40 50 20 30%室温 13 风干或 低温干燥 铝镁、铝猛合金 汽油煤油 6%10%40 50 7 渚水 30%室温 13 潘水 风干威 低温干燥 术参数介绍方法步骤及注意事项一为什么焊铝的工艺难题较多答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强的氧化能力铝在空气中

7、极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊b机械清理 先用有机溶剂（丙酮、松香或汽油）擦拭焊件表面的油污，然 后用细铜线刷至表面露出金属光泽，或者用刮刀清理表面。清理后的焊件应在 4h内施焊，否则应重新清理。（2）垫板：为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝

8、下面安 放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反 面焊缝成形。（3）预热：对薄、小的焊件一般可以不用预热。焊接厚度超过5mm的焊 件时，为了使接缝附近达到所需要的温度，焊前应对焊件进行预热，预热温度 为 100 300 C o 四、铝及铝合金焊后应进行哪些清理工作 焊件焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需要及时清理干净，否则在 空气、水分的作用下，残存的溶剂和焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，激烈的腐蚀焊件。因此，焊后应立即严格清除焊件上残存的污物。常用的清渣方法和步骤：（1）在热水中用硬毛刷仔细地洗刷焊接接头。（2）（2）将焊件在温度为6080 C、质量分数为

9、2%3%的锯酊水溶液 或重銘酸钾溶液中浸洗约5lOmin,并用硬毛刷仔细洗刷。或者将焊件放于 1520 C质量分数为10%的硝酸溶液中浸洗1020mino（3）（3）在热水中冲刷洗涤焊件。（4）（4）将焊件用热空气吹干或在100 C干燥箱内烘干。五、铝及铝合金餌极氮弧焊的焊接工艺。（1）焊丝的选用铝及铝合金用焊丝牌号见表2。其中HS311是一种通用焊 丝，釆用这种焊丝焊接时，金属流动性好，有较高的抗热裂性能，并能保证一 定的强度。但在焊接铝镁合金时，焊缝中会出现脆性化合物Mg2Si,降低接头 的塑性和耐腐蚀性。焊接铝镁合金时应采用HS331。术参数介绍方法步骤及注意事项一为什么焊铝的工艺难题较

10、多答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊统一 牌号 名称 声3叫纯铝焊丝 福化学成He

11、 Al母抗（_ 46 1.01.6-余呈LF2112t）14Q除铝镁合金以外的铝合金 余量 LF211201XS321粥合金焊丝 HS3M1韓猛合金焊逐札557p206卜205|0.4愉盘|倨 閣260 铝钙合金 铝镁合金 表2铝及铝合金用焊丝牌号 （2）焊接接头及坡口形式坡口形式见表3。表3焊接接头及坡口形式/mm 城n张伙 绅丝MV/mm/ntm 次/A/fftttaAfit/p /nun 1 丄.3 2 1 80130 66 6 2 2.4 2 1 140180 58 68 3 o 2.4 3 12 20 Z4O 69 8 4 3 3 2 2ZO 27O 8IO IO 5 3 4 2 2

12、60 310 9 1 1 200 IO e 4 4 2 300950 IO14 350 1O*-12 7 4 5 2S 300400 400 12 8 o 4 S 3 320400 1416 400 1214 IO 4 5 3/1 3ZO4UO 162O 400 16 1 12 wO-4 6 34/1 360420 2023 4OQ 4SO ia 14 4 6 34/2 4OO&5O 2224-ISO 550 1R-*ZO （3）焊接电源应选用交流电源。（4）铝及铝合金手工鹄极氮弧焊和自动钩极氮弧焊的焊接工艺参数，分别 见表4、5o 表4铝及铝合金手工钩极氮弧焊焊接工艺参数 岸件厚度 岸丝直径

13、 鸭极直径 预热温度 埠接电流 氮气流量 喷嘴孔径 焊接层数 备注 Gnm)(mm)(mm)(9)(A)(L/min)(mm)（正 ffi/反面）1 1.6 2 4060 79 8 1E1 卷边焊 1.5 1.62.0 2 5080 79 8 正1 卷边或单面对接焊 2 22.5 23 90120 812 812 正1 对接焊 3 23 3 150180 812 812 正1 Y形坡口对接 4 5 3 34 4 4 18021?孑 18024u 1口y IALIL1 1UZ w 13 Q10 VCAI.lii1乙 COM.丄“1 Y形坡口对接 Y形坡口对接 6 4 5 240280 16 20

14、 1416 12/1 Y形坡口对接 8 45 5 100 160320 1620 1416 2/1 Y形坡口对接 10 45 5 100150 Z3034U 1620 1416 34/12 丫形坡口对按 12 45 56 150200 300360 1822 1620 34/12 Y形坡口对接 14 56 56 180200 340380 2024 1620 34/12 Y形坡口对接 术参数介绍方法步骤及注意事项一为什么焊铝的工艺难题较多答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强

15、的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊16 56 6 200220 340380 20 24 1620 45/12 Y形坡口对接 18 56 6 200240 360400 2530 1620 45/12 Y形坡口对接 术参数介绍方法步骤及注意

16、事项一为什么焊铝的工艺难题较多答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊表5铝及铝合金自动

17、餌极氮弧焊焊接工艺参数 焊件厚度 Gnm)埠接层数 鸭极直径(mm)焊丝直径(mm)唏嘴孔径(mm)氤气流量(L/min)焊接电流隧线速度(A)Gn/h)1 1 1.52 1.6 810 56 120160 2 1 3 1.62 810 1214 180空0 6570 3 4 2 1014 1418 220240&550 4 12 5 23 10 14 1418 240280 7075 5 2 5 23 12 16 1620 280320 7075 68 23 56 3 1418 1824 280320 75 80 812 23 6 34 1418 1824 300340 8085 六、试述铝

18、及铝合金熔化极氮弧焊的焊接工艺参数 自动熔化极氮弧焊焊接铝及铝合金时的焊接工艺参数，见表6o焊接电源 釆用直流反接。表6铝及铝合金自动熔化极氮弧焊焊接工艺参数 焊件 牌号 焊丝 牌号 焊件 厚度 Gnm)坡口 形式 坡口尺寸 焊丝 言径 喷噬 孔径 氮气 流星(L/min)焊接 电流(A)电弧 电压(V 焊接 速度 Gn/h)备注 诧边 Gnm)城口 角度(间隙 Gnm)LFS SAiMgS 5 2.0 22 28 240 21 22 42 单面焊双両成形 8 0 0.5 2.5 22 3035 230280 26 27 25 8 4 100。0.5 2.5 22 3035 300320 26

19、 27 24 28 10 6 100 01 3.0 28 3035 310330 27 28 18 12 怫 8 100 Q1 3.0 28 3Q35 32034Q 靳23 15 1213 12 14 10 100 01 4.0 28 4045 380400 2931 18 16%12 100 01 4.0 28 4045 380420 2931 1720 20 25 迅 4.X 诜 x MM 仃 CAI.4 n co X.U 2ft M J3 5060 5060 450500 490550 29 31 29 31 1719 正度面均焊1层 28 30 16 100 01 4.0 28 50

20、60 560570 29 31 13 15 12 8 120 01 3.0 22 3035 320350 2830 24 U2 LF3 18 14 120 01 4.0 28 506。450470 曲30 18.7 LF3 LF5 20 16 120 01 4.0 28 50 60 450700 28 30 18 25 16 120 01 4.0 28 5060 490520 29 31 16 19 LY11 SAISi5 50 68 75。0.5 4.2 28 50 450500 24 27 15 18 也可采用双面咙坡口 钝边68mm 术参数介绍方法步骤及注意事项一为什么焊铝的工艺难题较多

21、答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊七、试述铝及铝合金的气焊接接工艺。（1）接头形式

22、铝及铝合金气焊时不宜釆用搭接接头和T形接头，因为这 些接头易于残留气焊熔剂和焊渣，不便焊后清理。（2）火焰和焊嘴号码 气焊时火焰可采用中性焰（或轻微碳化焰），焊嘴 号码根据铝板厚度进行选择，见表7。表7铝及铝合金气焊焊接工艺参数 焊件厚度（mm）1.2 1.5 2.0 3.04.0 5.00 7.010.0 10.0 20.0 焊丝直径血）1.5 2.0 2.0 2.5 2.03 0 4.05.0 5.06.0 5.0 6.0 射吸式焊炬型号 HOW&H0W6 M0W6 3(0112 H0112 H0W20 焊嘴号码 1 12 34 13 24 43 焊嘴孔径仏）0.9 0.91.0 1.iL

23、3 1.41.8 i.62.0 3.03.2 乙快气消耗星（Uh）75150 150300 300500 5001400 14002000 2500 （3）定位焊定位焊时的丄艺参数见表8。表8铝及铝合金气焊定位焊工艺参数 埠件專度（mm）16 定位焊间距 1030 30 50 50 70(80100 100120 120180 180240 定位焊缝长度 58 6W W15 20 30 30 40 4050 50 60 走位焊缝余高 11.2 1.22 2.53 35 35 5T 68 （4）焊嘴和焊丝倾角 焊薄板时，焊嘴倾角约为3045,焊丝倾角约为 40。50。；焊厚板时，焊嘴倾角应为50

24、。左右，焊丝倾角为40。50。术参数介绍方法步骤及注意事项一为什么焊铝的工艺难题较多答焊铝的工艺难题主要有铝及铝合金的熔点低纯铝表面生成高熔点氧化膜容易造成焊接不熔合低熔点共晶物和焊接应力容易产生焊接热裂纹母材焊材氧化膜吸附水分焊缝焊接难点强的氧化能力铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的膜薄厚度约的熔点高达远远超过铝及铝合金的熔点约而且体积质量大约为铝的倍焊接过程中氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合易形成夹渣氧化膜还会吸附水分焊接铝合金的热导率和比热容约比钢大倍焊接过程中大量的热量被迅速传导到基体金属内部因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量焊前常需采取预热等工艺措施热裂纹倾向大线膨胀系数约为钢的倍凝固时的体积收缩率达左右因此焊