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鋁合金焊接亞弧焊必備的小技巧知識

1. 根據(jù)工件材質(zhì)規(guī)格選擇焊絲牌號規(guī)格和鎢極牌號：選用焊絲太細(xì)不但生產(chǎn)率低，并且由于比表面積大，相應(yīng)帶入焊縫中的雜質(zhì)也多。

2. 根據(jù)工件特性和焊絲規(guī)格確定鎢極直徑和端部形狀：正確選用鎢極直徑，技能提高生產(chǎn)率又能滿足工藝上的要求和減少鎢極的燒損。鎢極直徑選用過小則使鎢極熔化和蒸發(fā)，或引起電弧不穩(wěn)和焊縫夾鎢等現(xiàn)象出現(xiàn)。鎢極直徑選用過大，在用交流電源焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)電弧漂移而分散或出現(xiàn)偏弧現(xiàn)象。如果鎢極直徑選用合適，交流焊接時(shí)一般端部會(huì)熔成圓球形。在焊接過程中有利于氫氣的逸出，降低焊縫中的氫含量，防止冷裂紋的產(chǎn)生，改善焊接接頭的塑性及韌性。選用鎢極（一般來說直徑2.4mm用的比較多，它的電流造應(yīng)范圍是150A—250A，鋁例外）。

鎢極直徑一般應(yīng)等于或大于焊絲直徑，焊接薄工件或熔點(diǎn)低的鋁鎂合金時(shí)鎢極直徑略小于焊絲直徑，中厚工件鎢極直徑等于焊絲直徑，厚工件鎢極直徑大于焊絲直徑。

3. 焊接電流：是GTAW重要的參數(shù)，取決于鎢極種類和規(guī)格。電流太小，難以控制焊道成形，容易形成未熔合和未焊透缺陷，同時(shí)電流太小造成生產(chǎn)效率降低會(huì)浪費(fèi)亞氣。電流太大，容易形成凸瘤和燒穿缺陷，熔池溫度過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)咬邊、焊道成形不美觀。電流大小要適當(dāng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電流一般為鎢極直徑的30-55倍，交流電源選下限，直流正接選上限，當(dāng)鎢極直徑小于3mm時(shí)，從計(jì)算值減去5-10A，當(dāng)鎢極直徑大于4mm時(shí)，計(jì)算值再加10-15A。鋁合金焊接中合適的定位焊間距能保證所需的定位焊間隙,因此,選擇合適的裝配間隙及定位焊間距,是減少變形的一項(xiàng)有效措施。同時(shí)還需要注意的是焊接電流不能大于鎢極的許用電流。

4. 噴嘴直徑：氣體保護(hù)區(qū)的大小與噴嘴直徑相關(guān)的，噴嘴直徑過大，散熱快，焊縫寬，焊速慢影響視線，在保證保護(hù)效果不變的情況下，隨著噴嘴直徑增大氣體流量也必須增大因而造成亞氣浪費(fèi)；噴嘴直徑過小保護(hù)效果變差，又容易被燒壞，滿足不了大電流焊接要求。根據(jù)鎢極的直徑選用多大的噴嘴，鎢極直徑的2.5—3.5倍是噴嘴的內(nèi)徑D=（2.5—3.5）dw其中D表示噴嘴內(nèi)徑（mm），dw表示鎢極直徑（mm）。這時(shí)以瓷嘴與焊縫的接觸點(diǎn)為力點(diǎn)利用手腕的左右月牙形或Z字形扭擺（如果橫式握把將是上下?lián)u擺），瓷嘴與焊縫的角度以鎢棒不接觸母材或熔池并視電弧能夠穩(wěn)定燃燒而定，進(jìn)行練習(xí)。

5. 氣體流量：在保證保護(hù)效果良好的前提下盡量減小氣體流量，以降低成本。單流量鈦小，噴出來的氣流挺度差，輕飄無力，容易受外界氣流的干擾，影響保護(hù)效果，同時(shí)電弧也不能穩(wěn)定燃燒，焊接中可以看到有氧化物在熔池表面漂移，焊縫發(fā)黑而無光亮。流量太大，不但會(huì)浪費(fèi)保護(hù)氣，還會(huì)是焊縫冷卻過快，不利于焊縫成形，同時(shí)容易形成紊流而卷入空氣，破壞保護(hù)效果。氣體流量Q主要取決于噴嘴直徑和保護(hù)氣體種類，也與被焊金屬的性質(zhì)、焊接速度、坡口形式、鎢極外伸長度和電弧長度有關(guān)。采用滅弧法進(jìn)行焊接，立焊滅弧節(jié)奏比平焊稍慢，每分鐘30～40次，每點(diǎn)焊接時(shí)電弧燃燒稍長，所以立焊的焊肉比平焊厚。手工焊時(shí)可用經(jīng)驗(yàn)公式Q=（0.18-1.2）D計(jì)算，D為噴嘴直徑，單位為mm，Q單位為L/mm。當(dāng)D≥12mm時(shí)系數(shù)取1.2，D≤12mm時(shí)，系數(shù)取0.8，以達(dá)到挺度基本一直。

6. 焊接速度：焊接速度取決于工件材質(zhì)和厚度，還應(yīng)與焊接電流和預(yù)熱溫度相配合，以保證熔深和熔寬。

7. 噴嘴與工件間的距離、鎢極外伸和電弧長度：在不影響氣體保護(hù)效果和便于操作的情況下，這些參數(shù)越短越好。

鋁合金焊接時(shí)為什么選用交流電源的原因

鎢極亞弧焊采用直流正極性(DCSP)，鎢極為陰極，因鎢極的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高，為熱陰極。鎢極發(fā)射電子能力強(qiáng)，在其發(fā)射電子的同時(shí)。帶走了逸出功的熱量，對鎢極產(chǎn)生了冷卻作用。因此可以采用較細(xì)的鎢極，通過較大電流，電流密度較大，則電弧穩(wěn)定，焊縫成形良好，形成深而窄的焊縫形狀。回焊收尾法：當(dāng)焊接到終點(diǎn)時(shí)，不熄弧而適當(dāng)改變焊條角度，向反方向移動(dòng)一下，然后拉斷電弧,堿性焊條宜用此法。甚至在將鎢極端頭磨成圓錐狀的情況下，焊接時(shí)仍能保持圓錐尖的形狀，使得電弧在處產(chǎn)生，于是盡管小電流時(shí)，電弧仍十分穩(wěn)定，有利于焊接薄板。DCSP法主要用于鋼、銅和鈦等金屬的焊接。

直流反極性(DCRP)時(shí)，鎢極為陽極，弧柱中的電子帶來弧柱高溫和進(jìn)入陰極時(shí)釋放逸出功，這些能量均用于加熱鎢極，而使鎢極過熱和熔化。因此在鎢極為陽極時(shí)許用電流很小，僅為鎢極為陰極時(shí)的1/10左右。鎢極端頭形狀都是圓球狀。另一方面，工件為陰極，陰極斑點(diǎn)不穩(wěn)定。由于陰極斑點(diǎn)的游動(dòng)，使得電弧分散，加熱不集中，而得到淺而寬的焊縫，如圖1-22所示。二．運(yùn)條：電弧引燃后，迅速將焊條提起2—4毫米進(jìn)行焊接，手工電弧焊操作是由沿焊接方向前進(jìn)、沿焊縫橫向擺動(dòng)和向熔池方向送進(jìn)焊條等三個(gè)基本動(dòng)作組合而成,運(yùn)條手法主要包括兩種：1。同時(shí)對于鋁及其合金，由于其氧化膜的逸出功較低，所以陰極斑點(diǎn)游動(dòng)時(shí)，不斷地尋找和清理氧化膜，從而該接法適于焊接鋁基和鎂基合金。由于反極性易使鎢極燒損而造成焊縫夾鎢，實(shí)際上DCRP法很少采用。

考慮到鎢極的許用電流、電弧穩(wěn)定性、焊縫成形及陰極清理作用等因素，焊接鋁合金時(shí)不宜采用直流電流。DCRP法有鎢極燒損和陰極清理作用，而DCSP法鎢極許用電流大，較小燒損，但卻沒有陰極清理作用。因此焊接鋁合金時(shí)，主要采用交流電流(AC)。

總之，鎢極亞弧焊時(shí)，對鎢極而言，陽極比陰極產(chǎn)熱多，這一點(diǎn)不同于GMAW。鋁、鎂及其合金采用交流，薄件也可以采用DCRP法(但不推薦)。其余金屬如鋼、銅和鈦等都采用直流正極性(DCSP)接法。

近年來等離子弧焊、電阻點(diǎn)焊、縫焊、釬焊和擴(kuò)散焊得到應(yīng)用。

　　鈦和鈦合金焊件的表面，焊前一定要進(jìn)行認(rèn)真的清理，因污物易在焊縫中產(chǎn)生氣孔和非金屬夾雜，使焊縫的塑性和耐腐蝕性顯著下降。常用的清理方法如下：

　　⑴機(jī)械清理 用切削加工、噴砂、噴丸或鋼絲刷清除焊接區(qū)的污物和氧化皮等。

　　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。酸洗后在流動(dòng)的清水中洗凈，焊前再用冰酮或酒精擦凈焊絲及焊件焊接區(qū)域的表面。

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(shí)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。正圈形運(yùn)條法適用于焊接較厚焊件的平焊縫，優(yōu)點(diǎn)是能使熔化金屬有足夠高的溫度，使熔解在熔池中的氧、氮等氣體有機(jī)會(huì)析出，同時(shí)便于熔渣上浮。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(shí)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。2、焊前清理是指焊前對接頭坡口及其附近（約50mm內(nèi)）的表面被油、銹、漆和水等污染的清除。在焊接工藝上對這兩個(gè)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)。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。8mm，熔孔大小與背面成型緊緊相關(guān)，熔孔過大背面很容易形成焊瘤，反之沒有熔孔背面往往未焊透，操作時(shí)要求保持熔孔大小均勻，這樣才可以保證坡口根部熔透均勻，背面焊道飽滿，寬窄高低均勻。

（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(huì)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(jì)時(shí)要特別注重這一部位的設(shè)計(jì)。