铝合金焊接是一项需要精细操作的工艺,由于铝合金具有导热性强、易氧化、线膨胀系数大等特性,焊接过程需严格遵循规范步骤以保证焊接质量。以下是铝合金焊接的详细步骤:
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母材与焊丝选择:根据铝合金型号(如
6061、5052 等)匹配合适的焊丝(如 ER4043 用于 6061,ER5356 用于 5052),确保成分兼容。
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设备调试:根据焊接方法(如
TIG 焊、MIG 焊)检查设备参数,包括电流(交流 TIG 焊常用 100-250A)、电压、气体流量(氩气纯度≥99.99%,流量 8-15L/min)、焊丝送丝速度等。
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辅助工具准备:包括角磨机、钢丝刷(不锈钢材质,避免碳钢污染)、砂纸(80-120
目)、夹具(防止焊接变形)、测温仪等。
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坡口设计:根据板厚确定坡口形式(如
I 型、V 型、X 型),确保焊透;薄板(<3mm)可不开坡口,直接对接。
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表面清理:
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用角磨机或砂纸去除母材表面的氧化膜(Al₂O₃,熔点高且阻碍熔合)和油污;
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用不锈钢丝刷纵向打磨坡口及附近 20-30mm 区域,直至露出金属光泽;
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若有油污,可用无水乙醇或丙酮擦拭,晾干后立即焊接(避免再次氧化)。
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调整焊件间隙(一般 0-1mm),用夹具固定,避免焊接时因热变形导致错位;
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对长焊缝,可采用分段定位焊(每段 10-15mm),定位焊材料与焊丝一致,电流比正式焊接大 10-15%。
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TIG 焊:采用高频引弧,避免接触引弧(防止钨极污染焊缝);起弧后保持电弧稳定,在坡口根部预热
3-5 秒,待金属呈现熔融状态(表面发亮)再送丝。
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MIG 焊:推丝式送丝,引弧时保持焊丝与工件距离
2-3mm,起弧后立即移动焊枪,避免烧穿。
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电流:根据板厚调整(如
3mm 板 TIG 焊电流 80-120A),保证熔深达到板厚的 1/2-2/3;铝合金导热快,电流可稍大于碳钢焊接。
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电弧电压:TIG
焊电弧长度约为钨极直径的 1-1.5 倍(如 2.4mm 钨极,弧长 2-3mm);MIG 焊电压随电流增大而提高(一般 18-24V)。
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焊接速度:保持匀速(50-150mm/min),速度过快易导致未熔合,过慢则可能烧穿或晶粒粗大。
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焊丝送进:TIG
焊时,焊丝从电弧一侧送入熔池(避免直接接触钨极),送丝量与熔池大小匹配;MIG 焊通过焊枪自动送丝,确保焊丝均匀熔化。
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采用直线或小幅摆动运条(摆动幅度不超过焊条直径的 3 倍),确保坡口两侧熔合良好;
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多层焊时,每层焊完后需清理焊道(用钢丝刷去除焊渣和氧化膜),再进行下一层焊接,层间温度控制在 100-150℃(避免过热)。
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收弧时逐渐减小电流(或采用电流衰减功能),填满弧坑(防止产生缩孔、裂纹);
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TIG 焊收弧后,保持氩气保护 3-5 秒(待熔池凝固),避免熔池被空气氧化。
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用不锈钢丝刷清理焊缝表面的氧化皮和飞溅,检查焊缝外观(无裂纹、气孔、未熔合等缺陷)。
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对要求高强度的焊件(如 6061),可进行时效处理(120-180℃保温 2-4 小时),恢复焊接后降低的力学性能。
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若发生焊接变形,可采用机械矫正(如压力机)或火焰矫正(局部加热至 200-300℃后冷却),避免过度加热导致材料性能下降。
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焊接时需佩戴防护装备(面罩、手套、皮衣),避免弧光灼伤和铝烟尘吸入;
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氩气保护需充分,尤其是角焊缝、深坡口等位置,必要时增加背面保护(如背面通氩);
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避免在潮湿环境中焊接(湿度>80%),以防气孔产生;
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钨极需保持清洁,若被污染(出现黑色斑点),需打磨后再使用。
通过以上步骤,可有效控制铝合金焊接的质量,减少缺陷,确保焊缝的强度和密封性。不同焊接方法的具体操作会略有差异,但核心原则(清理、保护、参数控制)一致。