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發布時間：2020-12-10 03:29
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焊接材料（1）焊絲 鋁及鋁合金焊絲的選用除考慮良好的焊接工藝性能外，按容器要求應使對接接頭的抗拉強度、塑性(通過彎曲試驗)達到規定要求，對含鎂量超過 3％的鋁鎂合金應滿足沖擊韌性的要求，對有耐蝕要求的容器，焊接接頭的耐蝕性還應達到或接近母材的水平。鋁合金焊接有幾大難點:①鋁合金焊接接頭軟化嚴重,強度系數低,這也是阻礙鋁合金應用的最da障礙。因而焊絲的選用主要按照下列原則：1）純鋁焊絲的純度一般不低于母材；2）鋁合金焊絲的化學成分一般與母材相應或相近；3）鋁合金焊絲中的耐蝕元素(鎂、錳、硅等)的含量一般不低于母材；4）異種鋁材焊接時應按耐蝕較高、強度高的母材選擇焊絲；5）不要求耐蝕性的高強度鋁合金(熱處理強化鋁合金)可采用異種成分的焊絲，如抗裂性好的鋁硅合金焊絲 SAlSi 一 1 等(注意強度可能低于母材)。（2）保護氣體 保護氣體為氣、氦氣或其混合氣。交流加高頻 TIG 焊時，采用大于 99．9％純氣，直流正極性焊接宜用氦氣。MIG 焊時，板厚<25 mm 時宜用氣；板厚 25 mm～50 mm時氣中宜添加 10％～35％的氦氣；板厚 50mm-75mm 時氣中宜添加 l0％～35％或 50％的氦氣；當板厚>75 mm 時推薦采用添加 50％～75％氦氣的氣。氣應符合 GB／T 4842?995《純》的要求。氣瓶壓低于 0.5 MPa 后壓力不足，不能使用。(3)鎢極 弧焊用的鎢極材料有純鎢、釷鎢、鎢、鋯鎢四種。純鎢極的熔點和沸點高，不易熔化揮發，電極燒損及的污染較少，但電子發射能力較差。在純鎢中加入 1％～2％氧化釷的電極為釷鎢極，電子發射能力強，允許的電流密度高，電弧燃燒較穩定，但釷元素具有一定的性，使用時應采取適當的防護措施。在純鎢中加入 1.8％～2.2％的氧化(雜質≤0.1％)的電極為鎢極。鎢極電子逸出功低，化學穩定性高，允許電流密度大，無性，是目前普遍采用的電極。鋯鎢極可防止電極污染基體金屬，易保持半球形，適用于交流焊接。（4）焊劑 氣焊用焊劑為鉀、鈉、鋰、鈣等元素的氯化物和氟化物，可去除氧化膜。
鋁合金焊后處理
(1)焊后清理 焊后留在焊縫及附近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。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，在氣候潮濕的情況下，一般應在清理后4h內施焊。形狀簡單、要求一般的工件可以用熱水沖刷或蒸氣吹刷等簡單方法清理。要求高而形狀復雜的鋁件，在熱水中用硬毛刷刷洗后，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，并用硬毛刷洗刷，然后在熱水中沖刷洗滌，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。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。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 2017、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。
鋁材具有優異的物理特性和力學性能，其密度低、強度高、熱導率高、電導率高，耐蝕能力強。鋁材廣泛用于容器、機械、電力、化工、航空、航天等焊接結構的產品上。一、鋁材的分類及牌號表示方法
1. 鋁材的分類
（1）按有無合金成分，鋁材分為純鋁及鋁合金。鋁合金按合金系列又分為 Al-Mn 合金、Al-Cu 合金、Al-Si 合金和 Al-Mg 合金等。
（2）按壓力加工能力，可分為變形鋁和非變形鋁（例如：鑄鋁）。
（3）按能否熱處理強化，鋁合金又分為非熱處理強化鋁和熱處理強化鋁。鋁沒有同素異構體，純鋁、鋁錳合金、鋁鎂合金等不可能通過熱處理相變來提高強度。但是，鋁銅和鋁鎂硅等合金可通過固溶時效析出強化相提高強度，稱為可熱處理強化鋁。這一類焊接方法的共同特點是,利用局部熱源將焊件的接合處及填充金屬材料(有時不用填充金屬材料)熔化,不加壓力而互相熔合,冷卻凝固后而形成牢固的接頭。不能通過固溶時效析出強化相提高強度的稱為不可熱處理強化鋁。
2. 牌號表示方法和狀態代號
（1）四位數字體系牌號命名方法 1997 年 1 月 1 號，我國開始實施 GB/T16474?996《變形鋁和鋁合號表示方法》標準。新的牌號表示方法采用變形鋁和鋁合金國際牌號注冊組織推薦的國際四位數字體系牌號命名方法，例如工業純鋁有 1070、1060 等，Al-Mn 合金有 3003等，Al-Mg 合金有5052、5086 等。缺少經驗的人通常會沒握緊松開的一頭，而導致整捆焊絲開始松脫散開。
（2）四位字符體系牌號命名方法 1997 年 1 月 1 號前，我國采用前蘇聯的牌號表示方法。一些老牌號的鋁及鋁合金化學成分與國際四位數字體系牌號不完全吻合，不能采用國際四位數字體系牌號代替，為保留國內現有的非國際四位數字體系牌號，不得不采用四位字符體系牌號命名方法，以便逐步與國際接軌。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。例如：老牌號 LF21 的化學成分與國際四位數字體系牌號 3003 不完全吻合，于是，四位字符體系表示的牌號為 3A21。
四位數字體系和四位字符體系牌號第yi個數字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：
1）1XXX 系列棗工業純鋁；
2）2XXX 系列棗 Al-Cu、Al-Cu-Mn 合金，；
3）3XXX 系列棗 Al-Mn 合金；
4）4XXX 系列棗 Al-Si 合金；
5）5XXX 系列棗 Al-Mg 合金；
6）6XXX 系列棗 Al-Mg-Si 合金；
7）7XXX 系列棗 Al-Mg-Si-Cu 合金；
8）8XXX 系列棗其它。
（3）鋁鑄件牌號 我國容器用鋁鑄件牌號采用 ZAl 主要合金元素符號 合金元素含量數百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si 等。
（4）狀態代號 相同牌號的鋁及鋁合金，狀態不同時，力學性能不相同。⑥鋁合金熱導率大(約為鋼的4倍),相同焊接速度下,熱輸入要比焊接鋼材大2～4倍。按照 GB/T16475《變形鋁和鋁合金狀態代號》標準，新狀態代號規定如下： O 棗 退火狀態 H112 棗熱作狀態 T4 棗固溶處理后自然時效狀態 T5 棗高溫成形過程冷卻后人工時效狀態 T6 棗固溶處理后人工時效狀態
二、鋁容器的應用特點和容器規范采用的鋁及鋁合金1.鋁容器的應用特點
(1)鋁在空氣和氧化性水溶液介質中，其表面較易產生致密的氧化鋁鈍化膜，它在一些氧化性介質中具有良好的耐蝕性。在高溫濃xiao酸中，純鋁的耐蝕性優于不銹鋼。鋁材常作為耐蝕容器材料。
(2)對一些腐蝕性不太強，但要求防鐵污染的介質，如化纖生產介質等，鋁有較好的耐蝕性，而且沒有鐵污染物料，因此，鋁材常作為防鐵污染的容器的材料。其他有色金屬容器也能防鐵污染，但鋁便宜。
(3)鋁是面心立方晶格，沒有同素異構體，低溫下不存在像鐵素體鋼那樣的脆性轉變，鋁容器的低設計溫度可達-269℃。鋁材常作為低溫容器的材料。鋁鎂合金中的鎂含量較高時，會以金屬間化合物 Mg2Al3 和 Mg5Al8 在晶間析出，使鋁鎂合金在某些介質中產生應力腐蝕敏感性，只有在 65℃以下使用才不會產生應力腐蝕，因此含鎂量超過了 3％的鋁鎂合金規定設計溫度不超過 65℃。析出相過多也會降低沖擊韌性，因此含鎂量超過 3％的鋁鎂合金及其焊接接頭應檢驗沖擊韌性。二、熔焊——定義：在不是施加壓力的情況下，將待焊處的母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊。其他鋁和鋁容器，包括低溫鋁容器均不要求進行沖擊韌性檢驗。
(4) 由于鋁鎂硅合金固溶時效狀態強度高，塑性也較好，焊接性好，焊接接頭在焊后狀態仍能保持較高的強度，因而常用作容器用高強度鋁合金。鋁，特別是純鋁的規定非比例伸長應力很低，在小的載荷下即會產生塑性變形。大約在燃燒結束10秒鐘以后再慢慢提起模具仔細檢查焊接的情況并將表面的熔渣清理干凈,仔細檢查焊點焊接的可靠性后清理模具內的殘渣,以備下次繼續使用。鋁容器在使用與運輸時，應注意碰撞變形。
(5) 為了得到好的塑性，純鋁、鋁錳合金和鋁鎂合金的變形鋁材都只在退火狀態或熱作狀態使用，不采用冷作狀態。熱作狀態鋁的焊接接頭，焊接熱對熱影響區有退火作用，因而其許用應力也只取退火狀態鋁材的許用應力。(3)焊前預熱薄、小鋁件一般不用預熱，厚度10mm～15mm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yi炔焰、電爐或噴燈等加熱。只有鋁鎂硅合金和鋁銅合金的鋁材才采用固溶時效狀態，以保證其高強度。
2.容器規范采用的鋁及鋁合金
要求制造容器的材料具有良好的成形性和焊接性， JB/T4734-2002《鋁制焊接容器》中采用的鋁及鋁合金有：工業純鋁 1A85、1050A、1060 和 1200。Al-Cu 合金 2014。Al-Mn 合金 3003 和 3004。Al-Mg 合金 5A02、5A03、5A05、5052、5052、5058 和 5086。4)強化焊接操作技術，應正確判斷坡口或焊層表面的熔化情況，采用大電流（一般應使焊部位在電弧引燃后5s之內能獲得一定大小干凈明亮的熔池，此時可加絲焊接）快速焊和快送少加焊絲的方法，精心施焊，可避免未焊透和未熔合現象的發生。Al-Mg-Si 合金 6A02、6061 和 6063。
