铝合金焊接通用工艺规范(定版)

铝合金焊接通用工艺规范(定版)
铝合金焊接工艺规范
技术部
编制
审核
批准
××工业有限公司
2012.6.26
前言
本规范根据××工业有限公司，定制与实施设计规范、工艺规范、试验规范的要求，按《企业标准编写的一般规定》，为明确铝合金焊接的工艺要求而制定。

本规范是公司在铝合金焊接中的经验总结，对于生产起指导作用。

本规范编制部门：技术部
本规范制定日期：2012－6－26。

一、目的
为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本规范。

二、编制依据
1. GB/T 985.3 《铝及铝合金气体保护焊推荐坡口》
2. GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》
3. GB/T24598-2009《铝及铝合金熔化焊焊工技能评定》
4. GBT3199-2007 《铝及铝合金加工产品贮存及包装》
5. GBT22087-2008《铝及铝合金弧焊接头缺欠质量》
6.有关产品设计图纸
三、焊前准备
3.1 焊接材料
铝板 3A21(原LF21)及铝合金型材。

焊丝：S311铝硅焊丝 ER4043 直径φ2，φ3，焊丝应有制造长的质量合格证，
领取和
发放由管理员统一管理。

铝硅焊丝抗裂性好，通用性大。

3.2 氩气
氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.99%，所用流量8-16升/分钟，气
瓶中的氩
气不能用尽，瓶内余压不得低于0.5MPa ，以保证充氩纯度。

氩气应符合
GB/T4842-1995。

3.3 焊接工具
①采用交流电焊机，本厂用WSME-315(J19)。

②选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。

切记不可先开流量计、后开气
瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。

③输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管
代用，长度不超过30米。

3.4 其它工器具
焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消除缺陷。

3.5 焊前清理
①化学清理：效率高，清理质量稳定，焊件清理范围一般为坡口及其两边各100mm
区域，用干净棉纱蘸丙酮溶液擦拭或用8%-10%的NaOH溶液浸泡，去除油污并干燥。

②机械清理：适用于多层焊层间的清理，先用汽油、丙酮等有机溶剂进行表面脱脂，
再用直径不大于0.15mm的铜丝或不锈钢丝刷刷至露出铝本色为止，也可用刮刀
清理，效果良好。

3.6 焊前预热和使用垫板
①预热要求薄板一般可不预热。

壁厚5mm以上的焊件则应进行100～300℃预热。

②垫板使用由于铝及铝合金高温强度低，铝液流动性很好，焊接时易引起熔池塌陷，
故使用垫板承托熔池。

垫板材料可为石墨、不锈钢或者普通碳钢。

3.7 焊接坡口
焊缝的坡口形式和尺寸应应符合本规范附录1的规定。

切割后的坡口表面应进
行清理，并达到平整光滑、无毛刺和飞边。

3.8 焊接场所与焊接环境
装配焊接应尽量在车间内干净的工作台上进行，氩气保护焊时风速应小于2m/s，风大时
作业场所要围上挡板进行焊接，其相对湿度≤90%。

四、焊接工艺要求
4.1 手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。

4.2 焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。

4.3 焊接前应在试焊板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。

4.4 宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3倍。

4.5 引弧宜在引弧板上进行，纵向焊缝宜在熄弧板上熄弧。

引弧板和熄弧板的材料应
与母材相同。

4.6 手工钨极氩弧焊的焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝与焊缝表面的夹角宜为
15°，焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°，喷嘴到焊件的距离为8～12mm。

4.7 多层焊时宜减少焊接层数，层间温度宜冷却至室温，且不应高于65℃。

层间的氧
化铝等杂物应采用机械方法清理干净。

4.8 对厚度大于5mm的立向焊缝，宜采用两人双面同步氩弧焊工艺。

4.9 当钨极氩弧焊的钨极前端出现污染或形状不规则时，应进行修正或更换钨极。

当焊
缝出现触钨现象时，应将钨极、焊丝、熔池处理干净后方可继续进行施焊。

4.10 当熔化极氩弧焊发生导电嘴、喷嘴熔入焊缝时，应将该部位焊缝全部铲除，更换导
电嘴和喷嘴后方可继续施焊。

4.11 手工钨极氩弧焊电弧电压在8-20V,弧长应在0.5～3mm，采用铈钨极，放射性更
小。

4.12 手工钨极氩弧焊焊接工艺参数宜符合下表规定。

铝及铝合金手工钨极氩弧焊（TIG）焊接参数（交流电源)
板厚/mm 焊接层数钨极直径/mm 焊丝直径/mm 焊接电流/A 氩气流量/L·min－1 喷嘴孔径/mm 坡口形式
1 1
2 1.6 45～60 7～9 8～10 卷边
2 1
3 1.6～2 90～120 12～1
4 8～10Ⅰ形
3 1～2
4 2 150～180 14～18 10～14 Y 形
4 1～2
5 2～3 180～200 14～18 10～14 5 2 5 2～3 180～240 16～20 12～1
6 6～8 2～3 5～6 3 260～320 18～24 14～18 8～12
2～3
6
3～4
300～360
18～24
14～18
五、 预防焊接缺陷，获得优质焊接接头的措施
5.1加强焊前对工件及焊材的清理（特别是对接接头坡口端面处的表面），减少氧、氮氢
的来源 。

5.2采用高纯度保护氩气（A ｒ≥99.99%）。

5.3焊接时焊枪要带拖罩，且对温度超过400℃区域的焊道正、背都要严加保护，防止氧、
氮、氢的侵入。

5.4选择适当的焊接线能量，既要防止线能量大造成接头过热，也要避免热输入过小，
相变时产生较多的脆性相，还要使熔池保护足够的时间，有利于氢气的逸出。

5.5采用适当的夹具、压板，同时选择合理的焊接顺序（如对称焊、跳焊、逐步退焊等），
以防止和减少变形。

5.6当焊件从中心向外进行焊接时，具有大收缩量的焊缝宜先施焊，整条焊
道应连续焊
完。

必要时采取反变形方法，并应留有收缩余量。

5.7电弧擦伤处的弧坑需经打磨，使其均匀过渡到母材表面，当打磨后的母材厚
度小于规定值时，则需补焊。

5.8接弧处应保证焊透和熔合。

六、焊缝检验
6.1焊接结束，清理焊缝表面的飞溅和污物后，所有焊缝进行100%外观检查。

6.2焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、未焊透、咬边等缺陷。

6.3焊缝表面余高不低于母材，一般余高为0～1.0mm ，焊缝宽度比坡口每侧增宽
0.5～1.5mm。

七、钨极氩弧焊（TIG）安全规程
7.1焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。

易燃物品距离
焊接场所不得小于5ｍ。

若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。

易爆物品距离焊接场所不得小于10ｍ。

氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。

7.2手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。

使用前应对焊机
进行全面检查。

确定没有隐患，再接通电源。

空载运行正常后方可施焊。

保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。

焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。

7.3应经常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧
坏焊枪和影响焊接质量。

7.4焊工离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。

若焊机发生故障，应由专业人员
进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。

焊机应至少每年除尘清洁一次。

7.5钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。

因此焊接
时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。

焊枪和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）。

如有条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。

7.6氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化
合物刺激呼吸道。

因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手
套、脚盖等。

为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝
缘胶鞋。

附录1
铝及铝合金手工TIG焊坡口形式和尺寸焊
接方法项
次
厚度
T
mm
坡
口
名
称
坡口形式
坡口尺寸
备注
间隙
（mm）
钝边p
（mm）
坡口角
度α
（°）
手工钨极氩弧焊1 1~2
卷
边
——
卷边高度
T+1不填加
焊丝
2
＜3I型
坡
口
——
单面焊3~5双面焊3
3~5V型
坡
口
0~2 1~1.5 70~80 (a) 横
焊位
置坡
口角
度上
半边5~122~4 1~2 60~70
4 4~12
带
垫
板V
3~6 —50~60
型坡口40°~50°, 下半边20°~30°;
(b)单面焊坡口根部内侧最好倒棱
5 ＞12 X
型
坡
口
0~2.5 2~3 60~80
6 ≤6 不
开
坡
口
T
形
接
头
0.5~1.5 ——
7 6~10 T
形
接
头
单
边
V
型
坡
口
0.5~2 ≤2 50~55 共焊1～3
层
8 ＞8 T
形
接
头
对
称
K
型
坡
口
0~2 ≤2 50~55 每侧焊层
≥2
- 9 -。