试析气焊铝及铝合金气焊

摘 要：随着科学技术及工业经济的发展，对铝及铝合金焊接结构件的需求也日益增多，铝及铝合金的常见焊接方法有气焊、惰性气体保护焊、电弧焊、软硬钎焊、电阻焊、等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等，其中气焊具有熔敷效率高，易于操作，设备简单，使用灵活，成本低等特点，是金属熔接应用最广泛的焊接方法之一。
关键词：铝及铝合金；气焊；焊接性分析
1003-2851（2012）-10-0205-01
随着科学技术及工业经济的发展，对铝及铝合金焊接结构件的需求也日益增多，铝及铝合金的常见焊接方法有气焊、惰性气体保护焊、电弧焊、软硬钎焊、电阻焊、等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等，其中气焊具有熔敷效率高，易于操作，设备简单，使用灵活，成本低等特点，是金属熔接应用最广泛的焊接方法之一。但铝及铝合金具有较难焊接的特点，因此，焊接时应选择合适的措施和焊接工艺方能做好铝及铝合金的焊接。本文主要从铝和铝合金的焊接性、焊前准备工作、气焊工艺、焊后清理工作等方面来阐述铝和铝合金的气焊知识。

一、铝和铝合金焊接性分析

铝及铝合金较难焊接主要表现在：
1.铝和氧的亲和力很大，易氧化生成高熔点的氧化铝膜，焊接时容易形成未熔合、未焊透、夹渣等缺陷；

2.铝及铝合金在加热由固态向液态转化时，没有颜色的变化，容易造成烧穿；

3.铝制零件当加热到400～450℃时，其强度几乎完全消失因而发生变形；

4.铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，极易形成氢气孔。

二、焊前准备工作

1.焊前清洗。焊前应严格清除焊丝表面及端头部位和坡口及其两侧20mm范围内的的氧化层和油污等脏物。
2.接头及坡口形式。铝及铝合金的气焊不宜采用搭接接头和T形接头，因为这些接头的缝隙中易于残留气焊熔剂和熔渣，焊后难于清理，应尽可能采用对接接头。通常情况下，厚度在5mm以下的焊件可不开坡口，厚度在5～15mm的焊件开V型坡口，坡口角60°～70°，钝边小于或等于3mm。为保证焊件焊接时既焊透又不塌陷和烧穿，可以采用带槽的垫板，垫板一般用不锈钢或纯铜等制成，带垫板焊接可获得良好的反面成形，提高焊接生产率。
3.焊丝与焊剂。焊丝的化学成分直接影响到焊缝的金属组织成分与性能，决定着焊缝的强度、塑性、抗裂性和耐蚀性等，故应根据母材的性质、结构特点等选用相应的焊丝。一般可选用与基体金属化学成分相同的同质焊丝，或可从母材金属上截下的切条代用。
气焊铝及铝合金必须使用气焊熔剂CJ401，以改善焊缝的成形性，防止熔化金属氧化及提高润湿性能等。
4.焊嘴与火焰。焊接铝制零件所用的焊嘴一般比焊接钢铁零件的要大一些，焊嘴要根据焊件的厚度来选择。
焊接火焰应选用中性焰，或轻微碳化焰，不应使用氧化焰，否则会使焊缝金属氧化，并导致气孔和裂缝等缺陷产生。

三、铝及铝合金气焊工艺

1.焊前预热。在焊接大而复杂的铝制零件源于：毕业设计论文致谢www.618jyw.com
时，必须用木炭在200～300℃间预热。
2.定位焊缝。定位焊缝较钢件应密一些，定位焊接前应在焊缝间隙内涂一层气剂，定位焊的火焰功率比气焊时稍大。
3.气焊操作过程。铝及铝合金从室温加热到熔化的过程中没有颜色的明显变化，操作者难于控制焊接温度。但可根据以下现象掌握施焊时机：
①当被加热的工件表面由光亮白色变成暗淡的银白色，表面氧化膜起皱，加热处金属有波动现象时，可以施焊；
②用蘸有熔剂的焊丝端头及被加热处，焊丝与母材能熔合时，可以施焊；
③母材边棱有倒下现象时，母材达到熔化温度，可以施焊。
气焊薄板可采用左焊法，焊丝位于焊接火焰之前，这种焊法有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。母材厚度大于5㎜可采用右焊法，此法焊丝在焊炬后面，火焰指向焊缝，热量损失小，熔深大，加热效率高。气焊厚度小于3㎜的薄件时，焊炬倾角为20～40°；气焊厚件时，焊炬倾角为40～80°，焊丝与焊炬夹角为80～100°。
铝合金气焊应尽量将接头一次焊成，不堆敷第二层，因为堆敷第二层时会造成焊缝夹渣等。

四、焊后清理工作

气焊焊缝表面的残留焊剂和熔渣对铝接头的腐蚀， 因此，在气焊后1～6h之内，应将残留的熔剂、熔渣清洗掉，焊后清理工序如下：
①焊后将焊件放入40～50℃的热水槽中浸渍，最好用流动的热水，用硬毛刷刷焊缝及焊缝附近残留物直至清除干净。
②将焊件浸入硝酸溶液中。当室温为25°以上时，溶液浓度15%～25%，浸渍时间为10～15min。室温为10～15℃时，溶液浓度20%～25%，浸渍时间为15min。
③将焊件置于流动热水（温度为40～50℃）的槽中浸渍5～10min。
④用冷水将焊件冲洗5min。
⑤重要结构件在刷洗后再放在温度为60～80℃、质量分数为2%～3%的铬酸水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗约5～10min，并用硬毛刷仔细洗刷。最后再用热水冲洗和干燥。
五、总结
铝及铝合金在现代工业中应用越来越广泛 ，是我国现代化建设事业发展中不可缺少的结构材料之一。铝及铝合金除本文所介绍的气焊以外还有其他的焊接方法，在这里就不再一一阐述了，总之，要掌握好铝及铝合金的相关材料知识、焊接性，选择合适的焊接措施、焊接方法和焊接工艺就可以焊出合格的铝及铝合金焊件。