铝材的焊接方法简述

铝材的焊接方法简述
1、最适合焊接铝材的是拉丝式焊枪,如果你无法使用这种焊枪的话,尽量使用最短的焊枪以便保持焊枪的笔直;只能使用氩气作为保护气体;在焊接铝材的时候只能使用推枪手法。

2、如果你发现有送丝问题,可以试一试尺寸比焊丝大一号的导电头。

3、焊铝时最常用的焊丝是较软的标准焊丝。

而另一种则要硬一些(较容易送丝),它主要用于硬度和强度要求更高的焊接操作中。

4、在焊接开始前要做好铝材表面氧化层的清除工作,使用专用的不锈钢刷来清除氧化层。

5、焊接结束时填充好弧坑以防止裂缝。

一个办法就是在焊后将焊枪在熔池中停留数秒。

母材准备:要焊接铝材,焊工必须小心的清洁好母材,要用油剂或者溶剂清除铝材表面的任何氧化物和碳氢化合物的污染。

铝材表面的氧化物融化温度在华氏3700度,而其下面的铝制母材在华氏1200度就会融化。

因此,残留任何氧化物在铝制母材的表面将会制约填充金属的对加工件的穿透性。

要清除铝材表面的氧化物,可以使用不锈钢的钢丝毛刷或者溶剂腐蚀的方法。

在使用不锈钢毛刷的时候,只能往一个固定的方向刷除。

小心不要太用力和不仔细:粗暴的动作会造成氧化物嵌入铝制母材。

同
时,只在铝材表面使用不锈钢刷,不要使用在不锈钢或者碳钢上使用过的刷子。

在使用化学溶剂的方法的时候,要确保焊接前将溶剂清除干净。

要最大程度的用油剂或者溶剂的方法减小碳氢化合物的不良影响,还要使用去油剂。

同时要确保去油剂不含任何碳氢化合物。

预热:预热铝制加工件能够帮助避免焊接裂缝的产生。

预热温度不应该超过华氏230度,要使用温度计监测温度以防止过热。

另外,将间断焊放在焊接区域的开始和结尾处能帮助加强预热效果。

焊工还应该在焊接薄材的时候预热一片厚的铝材。

处理速度:铝材焊接的过程需要“高温高速”的处理。

不同于钢材,铝材的较
高的热导性需要使用温度更高的电流电压设定和更高的焊接速度。

如果焊接速度太慢,将会有过多的焊接穿透,特别是在焊接薄材的时候。

保护气体:氩气由于其优异的清洁性能,被作为最常用的铝材焊接保护气体。

在焊接5XXX-系列的铝合金的时候,使用的保护气体是氩气和氦气的混合气体。

最
多75%的氦气的比例能达到减小镁氧化物影响的最佳效果。

焊丝:选择和母材熔点相近的铝制填充金属丝。

焊工越能限制金属的融化范围,焊接合金就越容易。

要用直径3/64-或者1/16英寸的填丝。

填充金属丝的直径越
大越容易送丝。

要焊接薄型材料,用0.035英寸直径的焊丝加上脉冲焊接的处理工序,低速送丝(大概100到300英寸每分钟),效果就会很理想了。

凹面材料焊接:在铝材焊接中,火花飞溅会导致焊接失败。

裂缝是导致从铝材
高速的热膨胀到大量冷却造成的收缩的后果。

焊接裂缝的风险在焊接凹面材料的时候最大,因为材料表面小坑会收缩,冷却的时候就会造成材料的撕裂。

因此,焊工应该制造出凸面形状的坑,凸面就会补偿焊接时造成的收缩。

电源选择:在选择焊接铝材的气体金属弧焊机的电压的时候,首先需要考虑的
是熔滴过渡飞溅或者脉冲的问题。

恒定电流和恒定电压的电焊机可以被用来喷射弧焊。

喷射弧是将焊条上很小
的熔化金属滴通过焊弧喷射到母材上面。

在焊接厚铝材的应用中要求焊接电流超过350安的恒定电流,这才能达到最好的效果。

脉冲过渡通常是在逆变电源的支持下
进行的。

新型的电源包含内建的脉冲程序。

在气体金属弧焊脉冲的时候,每次电流
脉冲就有一滴填充金属从焊条过渡到加工件,这个处理过程中,会产生正极的熔滴过渡,达到较少的飞溅和较高焊接速度的效果。

使用脉冲气体金属弧焊工艺来焊接铝材的时候,热输入的控制也更好,还能够轻松的进行错位焊接,让焊工以较低的送丝速度和较低的电流来进行薄材的焊接。

送丝机:首选的在长距离送软铝丝的方法是推挽式送丝,这种方法使用封闭的送丝机构来保护焊丝不受环境影响。

在送丝机构里面的恒定扭矩和变速电机负责送丝动力,同时引导焊丝通过焊枪,达到恒定的出力和速度。

焊枪的高扭矩电机拉动焊丝,保证送丝速度和焊弧的协调一致。

有的焊工使用同样的送丝机来输送钢丝和铝丝。

在这样的情况下,使
用塑料或者尼龙的衬垫能帮助达到顺滑和协调一致的送丝(铝)效果。

在具体焊接的时候,尽量保持焊枪线缆的笔直来减小送丝阻力。

仔细检查主动辊和引导管之间的同轴度,防止铝材刮花。

使用为铝材而设计的主动辊。

将主动辊设定紧一些来达到不变的送丝速度。

过紧的设定会导致焊丝的变形和不稳定的送丝:而太松的话,就会导致不稳定的送丝。

两种情况都会直接导致焊弧和焊接多孔性的不稳定。

焊枪:使用分别不同的焊枪衬垫来焊接铝材。

要防止焊丝被扰乱,可以尝试同时收紧衬垫的两头,进而消除衬垫和气体发散器之间的缝隙。

经常更换衬垫可以减小铝材粗糙表面的潜在氧化物对送丝造成的不良影响。

在焊接电流超过200安的时候,要使用水冷焊枪来冷却,减少送丝的困难。

铝合金MIG焊接工艺研究及应用
高强铝合金具有很高的室温强度及良好的高温和超低温性能,广泛应用于航空、航天及其它运载工具的结构材料,如:运载火箭的液体燃料箱、超音速飞机和汽车的结构件以及轻型战车的装甲等。

目前常用于铝合金连接的主要焊接方法有:交
流钨极氩弧焊(TIG)和直流反极性熔化极气体保护焊(MIG)。

TIG焊由于采用交流电,钨极烧损严重,限制了所使用的焊接电流,而且此法熔深能力弱,因此只适用于薄件铝合金的焊接。

MIG焊包括连续电流焊接和脉冲电流焊接。

MIG焊时,焊丝做为阳极,可采用比TIG焊更大的焊接电流,电弧功率大,焊接效率高,故特别适合于中厚板铝合金的焊接。

实验研究发现,在铝合金MIG 焊时,脉冲电流焊接优于连续电流焊接,它提高了铝合金焊缝金属的强度、塑性和疲劳寿命。

为进一步提高电弧的稳定性、改善焊缝成形和增加熔深以及厚板铝合金的高效焊接,近几年国外发展了单丝复合脉冲MIG焊和双丝Tandem MIG焊方法,本文针对30mm厚的7A52中厚板高强铝合金,进行了单丝单脉冲、复合脉冲和双丝Tandem MIG焊工艺的研究,并应用于生产中。

1 Tandem双丝焊和单丝复合脉冲MIG焊原理
Tandem双丝焊是将两根焊丝按一定角度放在一个特别设计的焊枪里,两根焊
丝分别由各自独立的电源供电。

除送丝速度可以不同外,其它参数,如:焊丝的材质、直径、是否加脉冲等都可彼此独立设定,从而保证了电弧工作在最佳状态。

与其它双丝焊技术相比,由于两根焊丝的电弧是在同一熔池中燃烧,提高了总的焊接电流,因此提高了熔敷效率和焊接速度。

同时由于两根焊丝交替送进同一熔池,对熔池具有搅拌作用,而降低了气孔敏感性,改善了焊缝质量。

A)同频率同相位的(适合焊接钢)
B)同频率相位差180度(适合焊接铝)
C)不同频率相位任意(适合焊接钢)
单丝复合脉冲焊接工艺是采用一个低频的协调脉冲对另一个高频脉冲的峰值
和时间进
行调制,使脉冲的强度在强、弱之间低频周期性切换,得到周期性变化的强弱
脉冲群。

调制后的焊接电流使作用于熔池中的电弧压力发生变化,不仅可以提高焊
缝的熔深,获得均匀美观的鱼鳞纹焊缝,而且还可以增强对熔池的冲击振动,减少和消除焊缝气孔。

2实验材料及实验方法
实验采用的母材为7A52高强铝合金,试板尺寸为300×150×30mm,平板对接,坡口形式为X形,角度为70°。

焊接设备采用德国CLOOS公司生产的GLC553MC3单丝和TANDEM双丝MIG焊机,焊丝为ER5A56,直径φ=1.6mm,保护气体为纯度99.99%的氩气。

母材和焊丝的化学成分如表1所示。

焊接前先用丙酮去除坡口两侧的油污,后用不锈钢钢丝刷清刷坡口。