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鋁及鋁合金焊接方法？如何用弧焊接鋁合金？

鋁合金的鎢極弧焊

（tig 焊）也稱為鎢極惰性氣體保護電弧焊， 是利用鎢極與工件之間形成電 弧產生的大量熱量熔化待焊處，外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭。

弧焊焊鋁是利用其“陰極霧化”的特點，自行去除氧化膜。鎢極及 縫區域由噴嘴中噴出的惰性氣體屏蔽保護， 防止焊縫區和周圍空氣的 反應。

tig 焊工藝適于焊接厚度小于 3 ㎜的薄板，工件變形明顯小于 氣焊和手弧焊。交流 tig 焊陰極具有去除氧化膜的清理作用，可以不 用熔劑，避免了焊后殘留熔劑、熔渣對接頭的腐蝕。接頭形式可以不 受限制，焊縫成形良好、表面光亮。對于2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等，推薦溫度為415℃。氣流對焊接區的沖刷使接頭冷 21 卻加快， 改善了接頭的組織和性能， 適于全位置焊接。 由于不用熔劑， 焊前清理的要求比其他焊接方法嚴格。

焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流 tig 焊和交流脈沖 tig 焊， 其次是直流反接 tig 焊。

通常，用交流焊接鋁合金時可在載流能力、 電弧可控性以及電弧清理作用等方面實現配合， 故大多數鋁合金 的 tig 焊都采用交流電源。采用直流正接（電極接負極）時，熱量產 生于工件表面，形成深熔透，對一定尺寸的電極可采用更大的焊接電 流。1、裂紋問題（1）冷裂紋為了提高鋼的耐熱性，鋼中加入了一定量的Cr、Mo、V、W、Nb、Ti等元素。即使是厚截面也不需預熱，且母材幾乎不發生變形。雖然很少采 用直流反接（電極接正極）tig 焊方法來焊接鋁，但這種方法在連續 焊或補焊薄壁熱交換器、管道厚在 2.4 ㎜以下的類似組件時有熔深 淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優點。

1）鎢極 鎢的熔點是 340℃，是熔點zui高的金屬。鎢在高溫時有強烈的電 子發射能力，在鎢電極加入微量稀土元素釷、、鋯等的氧化物后， 電子逸出功顯著降低，載流能力明顯提高。此配方價格稍貴，但焊接后硬度、強度、光潔度較高，尤其是焊接鋁合金門窗質量更佳。鋁合金 tig 焊時，鎢極作 為電極主要起傳導電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。常用 鎢極材料分純鎢、釷鎢及鎢等。

2）焊接工藝參數 為了獲得優良的焊縫成形及焊接質量，應根據焊件的技術要求， 合理地選定焊接工藝參數。

鋁合金手工 tig 焊的主要工藝參數有電流 種類、極性和電流大小、保護氣體流量、鎢極伸出長度、噴嘴至工件 的距離等。自動 tig 焊的工藝參數還包括電弧電壓（弧長） 、焊接速度及送絲速度等。

工藝參數是根據被焊材料和厚度，先確定鎢極直徑與形狀、焊 絲直徑、保護氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速 度，再根據實際焊接效果調整有關參數，直至符合使用要求為止。

鋁合金 tig 焊工藝參數的選用要點如下①噴嘴孔徑與保護氣體流量 鋁合金 tig 的噴嘴孔徑為 5～22 ㎜；保護氣體流量一般為 5～15l/min。

②鎢極伸出長度及噴嘴至工件的距離 鎢極伸出長度：對接焊縫 時一般為 5～6 ㎜，角焊縫時一般為 7～8 ㎜。噴嘴至工件的距離一般 取 10 ㎜左右為宜。

③焊接電流與焊接電壓 與板厚、接頭形式、焊接位置及焊工技 術水平有關。手工 tig 焊時，采用交流電源，焊接厚度小于 6 ㎜鋁合 金時，da焊接電流可根據電極直徑 d 按公式 i=（60～65）d 確定。再將模具放在剛才出去防腐層的地方,而且要確保模具與焊接管道之間沒有空隙,將電纜的銅芯插進模具下面的孔里,然后調整電纜的位置,把銅片放進模具內緊緊貼在模具下面堵住模具的內的小孔。 電弧電壓主要由弧長決定，通常使弧長近似等于鎢極直徑比較合理。

④焊接速度 鋁合金 tig 焊時，為了減小變形，應采用較快的焊 接速度。手工 tig 焊一般是焊工根據熔池大小、熔池形狀和兩側熔合 情況隨時調整焊接速度， 一般的焊接速度為 8～12m/h;自動 tig 焊時， 工藝參數設定之后，在焊接過程中焊接速度一般不變。

⑤焊絲直徑 呈正比關系。

交流電特點是負半波（工件為負）時，有陰極清理作用，正半 波（工件為正）時，鎢極因發熱量低，不容易熔化。交流TIG焊陰極具有去除氧化膜的清理作用，可以不用熔劑，避免了焊后殘留熔劑、熔渣對接頭的腐蝕。為了獲得足夠的一般由板厚和焊接電流確定，焊絲直徑與兩者之間 熔深和防止咬邊、焊道過寬和隨之而來的熔深及焊縫外形失控，必須 維持短的電弧長度，電弧長度大約等于鎢極直徑。

為了防止起弧處及收弧處產生裂紋缺陷，有時需要加引弧板和 熄弧板。當電弧穩定燃燒，鎢極端部被加熱到一定的溫度后，才能將 電弧移入焊接區。 鎢極脈沖惰性氣體保護焊擴大了 tig 焊的應用范圍，特別適用 于焊接精密零件。在焊接時，高脈沖提供大電流值，這是在留間隙的 根部焊接時為完成熔透所需的；低脈沖可冷卻熔池，這就可防止接頭 根部燒穿。因此，嚴格控制鋼材和焊縫中有害雜質的含量和降低Mn、Si的含量是解決回火脆性問題的有效措施。脈沖作用還可以減少向母材的熱輸入，有利于薄鋁件的焊 接。交流鎢極脈沖弧焊有加熱速度快、溫度停留時間短、對熔池有 攪拌作用等優點，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。交流鎢極 脈沖弧焊對仰焊、立焊、管子全位置焊、單面焊雙面成形，可以得 到較好的焊接效果。

低、中合金耐熱鋼的焊接性如何？焊接時容易出現哪些問題？

低、中合金耐熱鋼的焊接性與低碳低合金調質鋼相近。這類鋼焊接時的主要問題是裂紋、接頭產生的脆化和軟化問題。

      1、裂紋問題

      （1）冷裂紋    為了提高鋼的耐熱性，鋼中加入了一定量的Cr、Mo、V、W、Nb、Ti等元素。試件按JB/T4734-2002進行機械性能試驗，檢測試驗結果合格：3結束語（1）根據NB/T47013-2015進行無損檢測，對10mm厚鋁板5052焊接試件的對接環焊縫進行X攝射線和超聲探傷，達到I級合格。這些元素中有許多元素能顯著提高鋼的淬硬性，例如，主加元素Cr的淬硬性比較大，主加元素Mo的淬硬作用比Cr還要大，差不多大50倍，因此，這類鋼具有一定的冷裂傾向，尤其是中合金耐熱鋼有相當的空淬傾向，其冷裂傾向更大一些。

      （2）再熱裂紋    鋼中常加入的Cr、Mo、V、Ti、Nb等合金元素均是碳化物形成元素，焊接時，在熱影響區的粗晶區內，由這些元素形成的碳化物固溶到金屬中，焊后，由于冷卻速度比較大，不能充分析出，當接頭再次受到高溫加熱時，這些元素重新形成沉淀相在晶內彌散析出，使晶內得到強化，因而易在相對薄弱的晶界產生再熱裂紋。如果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。

      此外，如果焊縫中碳的含量偏高，也會產生熱裂紋。

      2、焊接接頭的回火脆性問題    許多鉻鉬鋼及其焊接接頭在350~500℃溫度范圍長期運行過程中，產生缺口沖擊韌度劇烈降低現象，這是由回火脆性引起的。產生回火脆性的原因現已查明，主要是由于在回火脆性溫度范圍長時間加熱后，P、As、Sn、Sb等雜質元素在奧氏體晶界偏析并引起晶界弱化所致。特別是驅動側開裂現象會造成應力集中，而使開裂越來越大，而最后拉斷。此外，以促進回火脆化性的Mn、Si元素也有關系。因此，嚴格控制鋼材和焊縫中有害雜質的含量和降低Mn、Si的含量是解決回火脆性問題的有效措施。

      3、焊接接頭軟化問題

      焊接接頭軟化區主要產生在經正火加回火或經調質處理的鋼的熱影響區中，其部位在峰值溫度超過原始回火溫度的區域。鋼的強度越高，焊后軟化程度越大。這個部位常常是某些耐熱鋼在長期高溫工作時產生斷裂的部位。(3)采用直流反接法焊接時，不僅可減輕飛濺等現象，而且由于熔池處于陰極，由焊條方向射來的氫正離子與熔池表面的電子中和而形成氫原子，減少了氫氣孔。在宏觀金相試片上可以看到這個部位是一條明顯的“白帶”，而在光學顯微鏡和電鏡下觀察，該部位除了大部分是鐵素體外，有已發生聚集的碳化物，還有奧氏體分解產物，也可以看到微細的嵌鑲塊，從而使這一部位的硬度明顯降低。為了減小軟化程度，應盡量減小接頭在AC1 附近停留的時間。

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