浙江鋁型材焊接加工來電咨詢「多圖」

     近40年來，由于焊接技術的進步，的焊接方法得到了推廣，鋁及鋁合金在車輛、船舶、建筑、橋梁、化工機械、低溫工程和宇航工業等各種結構方面的應用在不斷擴大。隨著鋁合金的生產技術的完善成熟和生產成本的不斷降低，鋁合金在各個領域的廣泛應用推動了鋁合金產業的發展，鋁合金正在成為代替鋼材作為結構材料的理想材料，也是當今所需要的節能、環保綠色材料。惰性氣體維護焊(TIG或MIG)辦法是使用最廣泛的鋁及鋁合金焊接辦法。該系合金雖是非熱處理qi強化的材料，但因它們不易產生熱裂紋而作為可熱處理強化合金的重要填加材料使用。此時，根據基體金屬的具體情況，將與基體金屬的合金成分組成新的合金，往往可使焊縫金屬具有可熱處理強化合金的特性。在這種情況下，可以通過重新熱處理的方法來提高焊接接頭的機械性能，但是，焊接接頭的延伸率和韌性卻會降低。

　　液體鋁對氫的溶解吸收大致與鐵和銅相同。溶解于焊接接頭中的氫氣來源于焊接火焰、電弧氣氛、溶劑和金屬表面的污染、與氧化膜同時存在的水分以及大氣中的潮氣等。焊接時所溶解的氫是結晶過程中產生氣孔的根源，它能使焊接接頭的強度和抗腐蝕性能降低。鋁的線膨脹系數約為鋼的兩倍，純鋁結晶時體積收縮率達7%，鋁合金的收縮率平均也達5%。因此，鋁及鋁合金的焊接變形顯著，焊接時如果不保持適當的焊根間隙或不進行拘束，則將產生變形，而且結晶時，在某些合金的焊縫金屬和熱影響區等部位會產生裂紋。

　　焊接熱會使基體金屬的某些部位的機械性能變壞，并且焊接熱輸入量愈大，性能降低的程度也愈明顯。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，由于焊接熱的影響，常常在晶界上發生成分偏析或析出雜質相，從而使該區的抗腐蝕性能降低。焊縫金屬是典型的激冷結晶組織，在許多情況下，不僅結晶速度和冷卻速度極快，而且還可以看到自基體金屬的外延生長、隨著焊接熱源的移動而產生的晶粒生長方向的變化和顯著的攪拌等焊接所特有的結晶現象。

　　焊縫金屬組織的過冷度，隨著由熔合線區向焊道中心的接近而增大，并隨著焊接速度的提高而更加顯著。好消息是，我們不需要什么特殊的設備——你現有的調整器（除了二氧化碳調整器以外）和氣管都能被用在純凈的或者混合的氣體。因此，靠近熔合線區的結晶組織是細網狀組織，但隨著向焊道中心的接近而逐漸變成網狀枝晶組織，并通過新晶核的形成進一步向著形成等軸枝晶的方向變化。用顯微鏡能觀察到枝狀晶的軸間距，隨著結晶速度的加快，枝狀晶組織變得愈細小。焊縫金屬是激冷的結晶組織，因此會伴隨著不平衡結晶而產生偏析。枝狀晶軸間距愈小，偏析率愈小，反之，枝狀晶軸間距愈大，偏析率亦愈大。

　　焊接裂紋是焊接接頭的主要缺陷之一，可分為焊道金屬中的縱向裂紋、橫向裂紋、弧坑裂紋、顯微裂紋和焊根裂紋以及熱影響區中的焊趾裂紋、層狀撕裂和熔合線區附近的顯微裂紋。改進后的焊接工藝采用高溫、高聚能的等離子弧和等離子氣實施焊接，焊接的能量密度高、熱影響區小，因而焊接的多余熱輸入小。按裂紋產生的機理分類，產生在焊接接頭中的裂紋屬于熱裂紋，它主要是由晶界上的合金元素的偏析或低熔點物質的存在所引起的。焊接裂紋與焊接接頭的結晶過程及其組織有密切的關系。一般認為，合金的結晶溫度區間愈寬，愈容易產生裂紋。

　　產生焊接裂紋的主要原因可歸結為合金成分的影響，鋁合金線膨脹系數較大，焊接過程中易變形、熱應力較大，為熱裂紋的產生提供了條件。定位非常重要在焊接的時候，盡量保持焊槍電纜的筆直，以zui大程度減少對較軟鋁絲的送絲約束。焊接接頭中的氣孔是僅次于焊接裂紋的重要缺陷，與其它金屬材料相比，鋁合金的焊接接頭容易產生氣孔，這是眾所周知的。氣孔的生產機理是復雜的，但產生氣孔的直接根源是氫氣。其原因是高溫時熔池可以溶解大量的氫，隨著溫度的下降氫的溶解度急劇減小，同時由于鋁合金冷卻速度較快，鋁合金的密度較小，

　　形成的氣泡受到的浮力較低，致使氣泡溢出困難，因此形成較多的氣孔。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。未熔合是不允許存在的，未焊透對于雙面焊接的焊縫是不允許存在的。未熔合產生的原因，主要是由于母材尚未真正熔化或有時雖己熔化但表面氧化膜未予清除就填加熔化金屬。在對接焊縫中，未焊透缺陷通常是由于焊接電流太低，坡口或焊接間隙不夠而形成的，或者對熱輸入而言，使用的焊槍的移動速度太高造成的。在填角焊縫中，是由于充填金屬跨接于接頭的焊邊而沒有熔透底部造成的。

可以說，各種焊接方法都可以用于鋁合金焊接中，可是河南明星機械認為鋁及鋁合金對各種焊接辦法的適應性不一樣，各種焊接辦法有其各自的使用場合。(2)墊板鋁及鋁合金在高溫時強度很低，液態鋁的流動性能好，在焊接時焊縫金屬容易產生下塌現象。氣焊和焊條電弧焊辦法，設備簡略、操作便利。氣焊可用于對焊接質量需求不高的鋁薄板及鑄件的補焊。惰性氣體維護焊(TIG或MIG)辦法是使用廣泛的鋁及鋁合金焊接辦法。鋁及鋁合金薄板可選用鎢極交流弧焊或鎢極脈沖弧焊。鋁及鋁合金厚板可選用鎢極氦弧焊、氦混合鎢極氣體維護焊、熔化極氣體維護焊、脈沖熔化極氣體維護焊。熔化極氣體維護焊、脈沖熔化極氣體維護焊使用越來越廣泛(氣或/氦混合氣) 焊前預備

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。焊接時，直流焊機兩個接線柱上分別接有兩根電纜，一根接到焊件上，另一根接到焊條上。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。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《變形鋁和鋁合金牌號表示方法》標準。為更好的滿足此環境要求，應在每天上崗焊接工作前提前打開抽濕機。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。

（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。減少焊接變形的工藝措施（1）反變形發（2）利用裝配順訊和焊接順序控制焊接變形（3）熱調整法（4）對稱實焊法（5）剛性固定法（6）錘擊焊縫法其實這些里也包含了各種措施，想要了解更多，可百度搜索河南明星機械，在這里就不詳細說明了。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。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。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。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。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。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。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。減小受熱區寬度的工藝措施：有小的電流快速焊接不搖擺，代替大電流慢速擺動焊。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。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。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。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。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。其中精刮技術最為先進，主要表現在焊絲表面清潔，耐大氣腐蝕性優于濃堿清洗。Al-Mn 合金 3003 和 3004。Al-Mg 合金 5A02、5A03、5A05、5052、5052、5058 和 5086。Al-Mg-Si 合金 6A02、6061 和 6063。