浙江鋁合金水箱水桶焊接工作原理按需定制「多圖」

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(yīng)使對(duì)接接頭的抗拉強(qiáng)度、塑性(通過(guò)彎曲試驗(yàn))達(dá)到規(guī)定要求，對(duì)含鎂量超過(guò) 3％的鋁鎂合金應(yīng)滿足沖擊韌性的要求，對(duì)有耐蝕要求的容器，焊接接頭的耐蝕性還應(yīng)達(dá)到或接近母材的水平。鋁合金焊接有幾大難點(diǎn):①鋁合金焊接接頭軟化嚴(yán)重,強(qiáng)度系數(shù)低,這也是阻礙鋁合金應(yīng)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(xué)成分一般與母材相應(yīng)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(shí)應(yīng)按耐蝕較高、強(qiáng)度高的母材選擇焊絲；5）不要求耐蝕性的高強(qiáng)度鋁合金(熱處理強(qiáng)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(qiáng)度可能低于母材)。（2）保護(hù)氣體 保護(hù)氣體為氣、氦氣或其混合氣。交流加高頻 TIG 焊時(shí)，采用大于 99．9％純氣，直流正極性焊接宜用氦氣。MIG 焊時(shí)，板厚<25 mm 時(shí)宜用氣；板厚 25 mm～50 mm時(shí)氣中宜添加 10％～35％的氦氣；板厚 50mm-75mm 時(shí)氣中宜添加 l0％～35％或 50％的氦氣；當(dāng)板厚>75 mm 時(shí)推薦采用添加 50％～75％氦氣的氣。氣應(yīng)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(diǎn)和沸點(diǎn)高，不易熔化揮發(fā)，電極燒損及的污染較少，但電子發(fā)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(fā)射能力強(qiáng)，允許的電流密度高，電弧燃燒較穩(wěn)定，但釷元素具有一定的性，使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。在純鎢中加入 1.8％～2.2％的氧化(雜質(zhì)≤0.1％)的電極為鎢極。鎢極電子逸出功低，化學(xué)穩(wěn)定性高，允許電流密度大，無(wú)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(huì)破壞鋁表面的鈍化膜，有時(shí)還會(huì)腐蝕鋁件，應(yīng)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(shí)間應(yīng)盡量縮短，在氣候潮濕的情況下，一般應(yīng)在清理后4h內(nèi)施焊。形狀簡(jiǎn)單、要求一般的工件可以用熱水沖刷或蒸氣吹刷等簡(jiǎn)單方法清理。要求高而形狀復(fù)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(zhì)條件下確有明顯的應(yīng)力腐蝕敏感性，需要通過(guò)焊后熱處理以消除較高的焊接應(yīng)力，來(lái)使容器上的應(yīng)力降低到產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的臨界應(yīng)力以下，這時(shí)應(yīng)由容器設(shè)計(jì)文件提出特別要求，才進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。如需焊后退火熱處理，對(duì)于純鋁、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06 等，推薦溫度為 345℃；對(duì)于 2014、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21 等，推薦溫度為 415℃；對(duì)于 2017、2A11、6A02 等，推薦溫度為360℃，根據(jù)工件大小與要求，退火溫度可正向或負(fù)向各調(diào)20℃～30℃，保溫時(shí)間可在0.5 h～2 h 之間。

鋁材具有優(yōu)異的物理特性和力學(xué)性能，其密度低、強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、電導(dǎo)率高，耐蝕能力強(qiáng)。鋁材廣泛用于容器、機(jī)械、電力、化工、航空、航天等焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上。一、鋁材的分類及牌號(hào)表示方法

1. 鋁材的分類

（1）按有無(wú)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(qiáng)化，鋁合金又分為非熱處理強(qiáng)化鋁和熱處理強(qiáng)化鋁。鋁沒(méi)有同素異構(gòu)體，純鋁、鋁錳合金、鋁鎂合金等不可能通過(guò)熱處理相變來(lái)提高強(qiáng)度。但是，鋁銅和鋁鎂硅等合金可通過(guò)固溶時(shí)效析出強(qiáng)化相提高強(qiáng)度，稱為可熱處理強(qiáng)化鋁。這一類焊接方法的共同特點(diǎn)是,利用局部熱源將焊件的接合處及填充金屬材料(有時(shí)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(guò)固溶時(shí)效析出強(qiáng)化相提高強(qiáng)度的稱為不可熱處理強(qiáng)化鋁。

2. 牌號(hào)表示方法和狀態(tài)代號(hào)

（1）四位數(shù)字體系牌號(hào)命名方法 1997 年 1 月 1 號(hào)，我國(guó)開(kāi)始實(shí)施 GB/T16474?996《變形鋁和鋁合號(hào)表示方法》標(biāo)準(zhǔn)。新的牌號(hào)表示方法采用變形鋁和鋁合金國(guó)際牌號(hào)注冊(cè)組織推薦的國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)命名方法，例如工業(yè)純鋁有 1070、1060 等，Al-Mn 合金有 3003等，Al-Mg 合金有5052、5086 等。缺少經(jīng)驗(yàn)的人通常會(huì)沒(méi)握緊松開(kāi)的一頭，而導(dǎo)致整捆焊絲開(kāi)始松脫散開(kāi)。

（2）四位字符體系牌號(hào)命名方法 1997 年 1 月 1 號(hào)前，我國(guó)采用前蘇聯(lián)的牌號(hào)表示方法。一些老牌號(hào)的鋁及鋁合金化學(xué)成分與國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)不完全吻合，不能采用國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)代替，為保留國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的非國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào)，不得不采用四位字符體系牌號(hào)命名方法，以便逐步與國(guó)際接軌。工藝參數(shù)是根據(jù)被焊材料和厚度，先確定鎢極直徑與形狀、焊絲直徑、保護(hù)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(jù)實(shí)際焊接效果調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直至符合使用要求為止。例如：老牌號(hào) LF21 的化學(xué)成分與國(guó)際四位數(shù)字體系牌號(hào) 3003 不完全吻合，于是，四位字符體系表示的牌號(hào)為 3A21。

   四位數(shù)字體系和四位字符體系牌號(hào)第yi個(gè)數(shù)字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：

1）1XXX 系列棗工業(yè)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(hào) 我國(guó)容器用鋁鑄件牌號(hào)采用 ZAl 主要合金元素符號(hào) 合金元素含量數(shù)百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si 等。

（4）狀態(tài)代號(hào) 相同牌號(hào)的鋁及鋁合金，狀態(tài)不同時(shí)，力學(xué)性能不相同。⑥鋁合金熱導(dǎo)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(tài)代號(hào)》標(biāo)準(zhǔn)，新?tīng)顟B(tài)代號(hào)規(guī)定如下：    O 棗 退火狀態(tài)    H112 棗熱作狀態(tài)    T4 棗固溶處理后自然時(shí)效狀態(tài)    T5 棗高溫成形過(guò)程冷卻后人工時(shí)效狀態(tài)    T6 棗固溶處理后人工時(shí)效狀態(tài)

二、鋁容器的應(yīng)用特點(diǎn)和容器規(guī)范采用的鋁及鋁合金1.鋁容器的應(yīng)用特點(diǎn)

(1)鋁在空氣和氧化性水溶液介質(zhì)中，其表面較易產(chǎn)生致密的氧化鋁鈍化膜，它在一些氧化性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。在高溫濃xiao酸中，純鋁的耐蝕性優(yōu)于不銹鋼。鋁材常作為耐蝕容器材料。

(2)對(duì)一些腐蝕性不太強(qiáng)，但要求防鐵污染的介質(zhì)，如化纖生產(chǎn)介質(zhì)等，鋁有較好的耐蝕性，而且沒(méi)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(méi)有同素異構(gòu)體，低溫下不存在像鐵素體鋼那樣的脆性轉(zhuǎn)變，鋁容器的低設(shè)計(jì)溫度可達(dá)-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(shí)，會(huì)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(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕敏感性，只有在 65℃以下使用才不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，因此含鎂量超過(guò)了 3％的鋁鎂合金規(guī)定設(shè)計(jì)溫度不超過(guò) 65℃。析出相過(guò)多也會(huì)降低沖擊韌性，因此含鎂量超過(guò) 3％的鋁鎂合金及其焊接接頭應(yīng)檢驗(yàn)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(jìn)行沖擊韌性檢驗(yàn)。

(4) 由于鋁鎂硅合金固溶時(shí)效狀態(tài)強(qiáng)度高，塑性也較好，焊接性好，焊接接頭在焊后狀態(tài)仍能保持較高的強(qiáng)度，因而常用作容器用高強(qiáng)度鋁合金。鋁，特別是純鋁的規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力很低，在小的載荷下即會(huì)產(chǎn)生塑性變形。大約在燃燒結(jié)束10秒鐘以后再慢慢提起模具仔細(xì)檢查焊接的情況并將表面的熔渣清理干凈,仔細(xì)檢查焊點(diǎn)焊接的可靠性后清理模具內(nèi)的殘?jiān)?以備下次繼續(xù)使用。鋁容器在使用與運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)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(tài)或熱作狀態(tài)使用，不采用冷作狀態(tài)。熱作狀態(tài)鋁的焊接接頭，焊接熱對(duì)熱影響區(qū)有退火作用，因而其許用應(yīng)力也只取退火狀態(tài)鋁材的許用應(yīng)力。(3)焊前預(yù)熱薄、小鋁件一般不用預(yù)熱，厚度10mm～15mm時(shí)可進(jìn)行焊前預(yù)熱，根據(jù)不同類型的鋁合金預(yù)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(shí)效狀態(tài)，以保證其高強(qiáng)度。

2.容器規(guī)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(yè)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(qiáng)化焊接操作技術(shù)，應(yīng)正確判斷坡口或焊層表面的熔化情況，采用大電流（一般應(yīng)使焊部位在電弧引燃后5s之內(nèi)能獲得一定大小干凈明亮的熔池，此時(shí)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(xiàn)象的發(fā)生。Al-Mg-Si 合金 6A02、6061 和 6063。