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鋁型材焊接、鋁合金焊接中盡量減少焊縫變色、發(fā)黑的幾率

當(dāng)氧通過空氣進(jìn)入到氣體防護(hù)罩時，濕氣和污染物會增加填充金屬絲燃燒（氧化）的幾率，使焊縫變色、發(fā)黑 。使用某些填料金屬的也可能產(chǎn)生類似問題。

焊縫變色、發(fā)黑，使焊接效果看起來很糟糕，其實(shí)是個很容易避免的問題。4XXX系列的填充金屬絲，與5XXX系列合金相比，焊接變色、發(fā)黑的幾率較少一些，5XXX系列合金中的鎂，在電弧焊接使氣化，然后在焊縫旁邊凝結(jié)成黑色煙灰。

絕大多數(shù)的4XXX系列合金，含有少量鎂或基本不含鎂。而且，焊工可以通過減小焊槍焊接的角度，來增加氣罩杯的大小，使氣杯靠近母材，使氣杯中的飛濺不能累積起來，并仔細(xì)地將電弧罩起。通常焊工在焊接鋼材時，會拖動焊槍。現(xiàn)在，采用以某個角度推動的方式，焊接前先做電弧清潔。較大的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容鋁的導(dǎo)熱系數(shù)約為鋼的四倍，因此，焊接鋁材管時，比鋼管焊接要消耗更多的熱量，為得到高質(zhì)量的焊接接頭，必需采用能量集中，功率大的熱源。保持這個角度，持續(xù)清潔焊縫，降低發(fā)黑率。

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厚板與薄板的焊接

1、用熔化極氣體保護(hù)（GMAW）和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊（FCAW）焊接鋼制工件時，如果工件的板厚超過了焊機(jī)可以達(dá)到的大焊接電流，將如何進(jìn)行處理？

解決的方法是焊前預(yù)熱金屬。采用丙烷、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣體或一炔焊炬對工件焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為150～260℃，然后進(jìn)行焊接。對焊接區(qū)域金屬進(jìn)行預(yù)熱的目的是防止焊縫區(qū)域冷卻過快，不使焊縫產(chǎn)生裂紋或未熔合。

2、如果需要采用熔化極氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲氣體保護(hù)焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上，進(jìn)行焊接時如果不能正確調(diào)整焊接電流，可能會導(dǎo)致兩種情況：

一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流，此時不能將薄金屬蓋焊接到厚鋼管上；二是焊接電流過大會燒穿薄金屬蓋。這時應(yīng)如何進(jìn)行處理？

主要有兩種解決方法。

① 調(diào)整焊接電流避免燒穿薄金屬蓋，同時用焊炬預(yù)熱厚鋼管，然后采用薄板焊接工藝對兩金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接。

② 調(diào)整焊接電流以適合于厚鋼管的焊接。進(jìn)行焊接時，保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時間為90%，并減少在薄金屬蓋上的停留時間。應(yīng)指出，只有當(dāng)熟練掌握這項(xiàng)技術(shù)時，才能得到良好的焊接接頭。

3、當(dāng)將一薄壁圓管或矩形薄壁管件焊接到一厚板上時，焊條容易燒穿薄壁管部分，除了上述兩種解決方法，還有其他的解決方法嗎？

有，主要是在焊接過程中采用一個散熱棒。如將一個實(shí)心圓棒插入薄壁圓管中，或?qū)⒁粚?shí)心矩形棒插入矩形管件中，實(shí)心棒將會帶走薄壁工件的熱量并防止燒穿。一般來說，在多數(shù)供貨的中空管或矩形管材料中都緊密安裝了實(shí)心圓棒或矩形棒。手工TIG焊一般是焊工根據(jù)熔池大小、熔池形狀和兩側(cè)熔合情況隨時調(diào)整焊接速度，一般的焊接速度為8～12m/h。焊接時應(yīng)注意將焊縫遠(yuǎn)離管子的末端，管子的末端是易發(fā)生燒穿的薄弱區(qū)域。

鋁合金材料的焊接特性分析

（1）熱脹冷縮。鋁的膨脹系數(shù)比一般的金屬要高很多，是銅的兩倍之多，同時鋁材料的收縮性能達(dá)到百分之七十五，鋁合金的主要成分是鋁，因此，鋁合金的熱脹冷縮性能也比一般的金屬材料要強(qiáng)很多。易形成熱裂紋鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率比鋼大約一倍，易產(chǎn)生較大的焊接變形和應(yīng)力，加上某些雜質(zhì)或合金元素的不利影響，在剛性較大的接頭中將導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。在鋁合金的焊接過程中，其發(fā)生焊接變形是十分常見的，而結(jié)晶是鋁合金材料還常常發(fā)生裂紋現(xiàn)象。

（2）熱容量及融化溫度。鋁合金的熱容量要比一般的金屬材料高很多，想要將其融化需要更多的熱量。鋁合金的融化溫度因其純鋁的含量不同而不同，純鋁的熔點(diǎn)大概在600是攝氏度左右，一般的鋁合金的熔點(diǎn)便在600度上下，但不管何種類型的鋁合金，其熔點(diǎn)都要比銅的要低很多，所以，易融化時鋁合金材料以的一大特性。所以，鋁合金材料具有低熔點(diǎn)及高熱容量的特性。⑵化學(xué)清理將焊件及焊絲在酸液中進(jìn)行清洗，使焊件表面去凈氧化物，呈銀白色金屬光澤為止，酸洗液的配方見表60。在焊接工藝上對這兩個特性要充分掌握才能生產(chǎn)出達(dá)到要求的材質(zhì)。

（3）與氧氣易反應(yīng)。需要一個有信譽(yù)的填充金屬絲選擇指南，以確保不同的鋁合金焊接的選擇。鋁的化學(xué)性中有極易氧化的特點(diǎn)，鋁合金也具有這種特點(diǎn)，鋁合金與氧氣化合生成一種氧化膜，其粘附能力極強(qiáng)，其耐高溫，嚴(yán)重影響到鋁合金的焊接性能，所以，在鋁合金材料的焊接前期必須要對這層氧化膜進(jìn)行去除處理，如此，才能保證鋁合金的正常焊接。

（4）焊接熱量使局部性能改變。焊接鋁合金需要更多的熱量，但是過多的熱量將會是某些部位的機(jī)械性能發(fā)生改變，且熱量越多，其影響程度越深，因此，在焊接件的焊縫部分的機(jī)械性能往往與其他部位有所不同，在產(chǎn)品設(shè)計時要特別注重這一部位的設(shè)計。

在鋁材焊接中如何快速調(diào)節(jié)氣保焊的電流及電壓

電流是控制焊縫熔深的（電流也可以理解為送絲速度，電流越大，在電壓不變的情況下，單位時間內(nèi)送出的焊絲越多，前提是電壓足以讓焊絲熔化），電壓是控制熔寬的。

首先，先把電流旋鈕調(diào)到小，把電壓旋鈕調(diào)到大，試焊一下，此時不要動電壓旋鈕，逐步調(diào)大電流，到能正常焊接就停下；

第二步，反過來，就是把電流旋鈕先調(diào)到大，然后把電壓旋鈕調(diào)到小，試焊一下，不要動電流旋鈕，逐步增加電壓，一直到能正常焊接就停下；

第三步，把電流和電壓旋鈕都調(diào)到小，逐步增大電壓和電流（過程中需要反復(fù)調(diào)節(jié)），直到找到你認(rèn)為焊縫成型好，然后聲音柔和，并且是你自己能控制得住的匹配。

具體現(xiàn)象及原因

（1）電壓偏低，握槍的右手會感覺到焊槍頭部發(fā)硬，焊槍頭部的強(qiáng)烈振動，可聽到爆斷聲，移動焊槍有阻力，通過面罩觀察，焊絲插入熔池，飛濺多。

【提示】這是因?yàn)殡妷禾停徒z速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熔化速度，電弧引燃后又被焊絲踏滅時發(fā)出的響聲。

（2）電壓偏高，焊槍頭部過于綿軟，幾乎沒有振動，可隨心所欲地移動焊槍，通過面罩觀察，焊絲飄在熔池上方，端部形成大熔球，時而出現(xiàn)大熔滴飛濺。

【提示】如果熔化速度超過送絲速度太多，電弧會一直返燒到導(dǎo)電嘴，把焊絲和導(dǎo)電嘴熔化在一起，送絲終止，電弧熄滅。這對導(dǎo)電嘴和送絲機(jī)構(gòu)都會造成損壞，所以引弧時應(yīng)確認(rèn)電壓沒有偏高。

（3）電壓與電流匹配時的現(xiàn)象：電弧穩(wěn)定燃燒，發(fā)出細(xì)密的沙沙聲，手感焊槍頭部略有振動，軟硬適度，電壓表擺動不超過5V，電流表擺動不超過30A，在手的握把處不應(yīng)出現(xiàn)振動。

【操作指南】

1）調(diào)節(jié)焊接電壓旋鈕時，要慢慢提升焊接電壓，焊絲熔化速度加快，爆斷的噼啪聲漸漸變成平穩(wěn)的沙沙聲；

2）觀察電壓表和電流表，如果電流低于預(yù)定值，先提高焊接電流，再提高焊接電壓；如果電流高于預(yù)定值，先降低焊接電壓，再降低焊接電流。