手工铝焊接方法与技巧 铝焊接方法与技巧视频

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篇一:[手工铝焊接方法与技巧]铝及铝合金的焊接工艺方法

铝及铝合金材料密度低，强度高，热电导率高，耐腐蚀力量强，具有良好的物理特性和力学性能，因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，造成铝合金零件焊接后因应力过于集中产生严峻变形，或由于焊缝气孔、夹渣、未焊透等缺陷，导致焊缝金属裂纹或材质疏松，严峻影响了产品质量及性能。铝合金材料特点铝是银白色的轻金属，具有良好的塑性、较高的导电性和导热性，同时还具有抗氧化和抗腐蚀的力量。铝极易氧化产生三氧化二铝薄膜，在焊缝中简单产生夹杂物，从而破坏金属的连续性和匀称性，降低其机械性能和耐腐蚀性能。常见铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能见表1。铝合金材料的焊接难点（1）极易氧化。在空气中，铝简单同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜（厚度约0．1－0．2μm），熔点高（约2050℃），远远超过铝及铝合金的熔点（约600℃左右）。氧化铝的密度3．95－4．10g/cm3，约为铝的1．4倍，氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。（2）易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要缘由是氢，由于液态铝可溶解大量的氢，而固态铝几乎不溶解氢，因此当熔池温度快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，简单在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难于完全避开，氢的来源许多，有电弧焊气氛中的氢，铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明，即使氩气按GB/T4842标准要求，纯度达到99．99%以上，但当水分含量达到20ppm时，也会消失大量的致密气孔，当空气相对湿度超过80%时，焊缝就会明显消失气孔。（3）焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形的内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。（4）铝的导热系数大（纯铝0．538卡/Cm．s．℃）。约为钢的4倍，因此，焊接铝和铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。（5）合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素（如镁、锌、锰等），在高温电弧作用下，极易蒸发烧损，从而转变焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降。（6）高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，破坏了焊缝金属的成形，有时还简单造成焊缝金属塌落和焊穿现象。（7）无颜色变化。铝及铝合金从固态转为液态时，无明显的颜色变化，使操难以把握加热温度。铝合金材料焊接的工艺方法（1）焊前预备采纳化学或机械方法，严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜。化学清洗是使用碱或酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可除油污，详细工艺过程如下：体积分数为6%～10%的氢氧化钠溶液，在70℃左右浸泡0．5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→干燥。洗好后的铝合金表面为无光泽的银白色。机械清理可采纳风动或电动铣刀，还可采纳刮刀、锉刀等工具，对于较薄的氧化膜也可用0．25mm的铜丝刷打磨清除氧化膜。清理好后马上施焊，假如放置时间超过4h，应重新清理。（2）确定装配间隙及定位焊间距施焊过程中，铝板受热膨胀，致使焊缝坡口间隙削减，焊前装配间隙假如留得太小，焊接过程中就会引起两板的坡口重叠，增加焊后板面不平度和变形量；相反，装配间隙过大，则施焊困难，并有烧穿的可能。合适的定位焊间距能保证所需的定位焊间隙，因此，选择合适的装配间隙及定位焊间距，是削减变形的一项有效措施。依据阅历，不同板厚对接缝较合理的装配工艺参数如表2。（3）选择焊接设备目前市场上焊接产品种类较多，一般状况下宜采纳沟通钨极氩弧焊（即TIG焊）。它是在氩气的爱护下，利用钨电极与工件问产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。该焊机工作时，由于沟通电流的极性是在周期性的变换，在每个周期里半波为直流正接，半波为直流反接。正接的半波期间钨极可以放射足够的电子而又不致于过热，有利于电弧的稳定。反接的半波期间工件表面生成的氧化膜很简单被清理掉而获得表面光亮美观、成形良好的焊缝。（4）选择焊丝一般选用301纯铝焊丝及311铝硅焊丝。（5）选取焊接方法和参数一般以左焊法进行，焊炬和工件成60°角。焊接厚度15mm以上时，以右焊法进行，焊炬和工件成90°角。焊接壁厚在3mm以上时，开V形坡口，夹角为60°～70°，间隙不得大于1mm，以多层焊完成。壁厚在1．5mm以下时，不开坡口，不留间隙，不加填充丝。焊固定管子对接接头时，当管径为200mm，壁厚为6mm时，应采纳直径为3～4mm的钨极，以220～240A的焊接电流，直径为4mm的填充焊丝，以1～2层焊完。

篇二:[手工铝焊接方法与技巧]铜铝焊接方法工艺

由于铝的活泼性极强，在焊接过程中极易氧化，所以在焊接类似于铝—铝、铜—铝钎接接头时，通常需进行焊前试验，以确定适合的焊接材料和助焊剂。

1.钎料的选择

当选择钎料合金时需要考虑几个因素.首先是被连接金属的兼容性,接头间隙,钎焊温度,加热方法,工作温度及环境因素也需要引起重视。

近年来新型钎焊材料的消失，在进行较为活泼的有色金属焊接实践中，采纳药芯焊材作为填充材料可得到良好的焊接接头（不需要其他助焊剂）。留意掌握焊接接头的装配间隙和施焊部位的表面清理，选用XR-FC22、HD110等药芯焊丝，在不需要其他助焊剂的状况下，能更简单地得到良好的焊接接头。

焊丝XR-FC0215是针对电器行业设计及生产的新一代高性能环保焊接材料，它适用于在铜铝之间、铜母线与铝箔之间、铝铝之间的焊接作业。

铜铝药芯焊丝XR-FC20A的流淌性适中，有着超越FC0215的焊接强度和导电性，是实现铜铝焊接的抱负材料。

铜铝药芯焊丝XR-FC22的流淌性低于XR-FC20A，具有较好的焊接强度，适合较大间隙的工件钎焊，焊接时比XR-FC0215更易形成积累，填满缝隙。对铜铝管的钎焊推举使用XR-FC22，其更易形成致密性好的接头。对于铜铝管外径较大，渗透深度要求较高的产品，建议使用铜铝钎焊丝XR-BW200和铜铝钎剂膏FS312C。

2.钎接接头的设计

接头样式的设计是坚固接头的开头，为保证接头拥有最高的强度,常选用大于4倍最薄母材厚度的接头长度，对于板材接头，通常选用搭接接头,而对于管材，则往往选用承插接头来实现钎接，重要的是尽量避开采纳对接接头形式，如因各种缘由不能避开时，则可以用套管的方式将对接接头改为插接（崁入式接头）。

承插间隙是直接影响接头强度的主要因素之一，由于钎焊工件通过毛细管作用，接头间隙打算了毛细作用效果。对于直径在Ф25mm以下的铜铝管材，选用前述钎接材料是，间隙通常应掌握在0.05~0.15mm范围内，对于大管径的钎接接头间隙，一般也不宜超过0.2mm。当钎焊不同材质的金属，确定接头间隙时肯定要考虑各金属在钎焊温度下的热膨胀速度。

对于铜——铝管材承插接头，最好是将铜管设计成承口，将铝管插入，这是由于铜的延展性和塑性较好，简单形成外观美丽的接头，其次是铝管插入后在钎剂作用下，简单形成一个相对密闭的熔池，以防止高温下氧化铝的发生。需要留意的是制作铜管承口时，应采纳直径合适的芯棒和外卡圈作为胎具，对于大于Ф30mm的铜管，建议采纳胀管器进行扩口，以保证接头美观和装配间隙。

3.焊前清洁

钎接接头的焊前清理打算着焊接质量的优劣，最佳的毛细管作用发生在清洁的钎焊工件上.对表面有油污的工件,应当用有机溶剂或有机溶剂蒸汽清洗（如丙酮），焊接部位20mm范围内的氧化层应用金相砂纸或什锦锉彻底清理，尤其是经过扩口的承口内表面，清理肯定要细心、彻底。

4.焊接

在钎焊过程中维持工件始终如一的排列(处于合适的位置)对保证有效的毛细管作用是及其重要的，通常可以依靠工件自身的重力达到,也可以借助其他一些帮助的夹具完成。当工件需要夹固时,夹具应当尽可能地设计为小体积且材料为弱导热性的,以削减加热过程中钎焊接头的热损耗。

对于搭接接头，焊接前彻底清除母材的油污等，可用毛笔等在焊接部位匀称地涂上钎焊膏，合上铜铝母材，保持焊件的平整，应用适当的夹具固定。加热时从焊缝处可看到钎焊膏先由膏状变成白色固体，连续加热，当固体变成液态时，钎剂膏达到活性温度，准时添加钎焊丝到焊缝中，当焊缝中流满钎料时，再用火焰微微扫一下焊接部位，使残留的钎剂能从焊缝中排出，避开夹渣。

对于承插钎接接头，焊接方法与搭接接头没有严格区分。来回移动焊枪匀称加热焊接部位，先加热铜件，后加热铝件。一旦工件到达钎焊温度(450-500°C，可目测到铜管焊接区域有肯定的“潮湿”感觉，加热时间与焊件直径、截面、散热条件等因素有关，例如Ф19mm标准铜管，在环境温度为25℃，微风，利用RTM-027焊枪，约25秒左右即可达到焊接温度),则开头应用钎料合金进行钎焊，毛细管作用将引领钎料合金填充工件完成接头连接。将钎料加入焊接部位时，让焊丝匀称熔化流入焊缝中，不行用火焰直接对准焊丝加热。快速将钎料与施焊区接配，使其熔化并渗入到装配间隙中形成焊缝。添加钎料时，焊枪应伴同钎料在熔池四周前后摇摆，以促使钎料流淌并布满整个焊接区域。当熔池布满钎料时，再用火焰微微扫一下焊接部位，使残留的钎剂能从焊缝中溢（排）出，避开夹渣和气孔。

移开焊枪，待工件自然冷却后，即可完成焊接。由于不匀称加热造成的热量失衡压力可能会导致焊件裂缝，这就要求接头温度至少降到焊件固态或熔解温度的50%以后，才能进一步加快冷却过程，冷却焊件时不能松开固定夹具，以免产生造成接头裂缝的残留应力。当焊接大管径、大壁厚或散热条件快的焊件时，为提高焊接速度和得到高质量的焊接接头，应采纳适当的保温措施（用保温材料缠绕、帮助加热等）。

5.焊后清洁

由于钎剂具有腐蚀性,任何残留物将有可能最终影响,弱化接头坚固性.可使用热水浸泡并洗刷掉钎剂残留物。当钎剂已经开头浸蚀并有可能留下有害的残留物时,这种状况下必需进行酸洗才能去除残渣。

6.接头强度

接头强度是检验钎焊接头完成后的重要指标，由于修理作业现场往往不具有进行压力试验的可能，这就需要首先进行焊接工艺评定，确定焊接工艺及焊接参数，制作现场焊接指导书。现场作业过程中，严格根据焊接工艺评定报告所规定的钎料、钎剂、操作方法进行，只要遵从上述条件，即可得到强度等同于试验件的焊接接头强度。

以铜铝承插接头为例(Ф19×1标准铜管)，采纳浙江新锐焊接材料有限公司生产的铜铝药芯焊丝XR-FC22，在环境温度为10~30℃、风力为2级，遵守前文所述装配间隙、焊前清理、焊接、冷却等要求得到的焊接接头，当两侧均为75MPa拉力时，断裂位于铝管一侧，焊缝处完好。

水压试验：铜管一端封堵，在铝管一端加水压，试件在18MPa的压力下，保持3min，试件无变形、无裂纹、无泄漏。水压加到20~21MPa时，管路消失泄漏，裂开位置均在铝管上，焊缝处完好，不泄漏。

篇三:[手工铝焊接方法与技巧]详解铝和铝合金焊接特点和焊接方法，很有用的阅历方法，保藏下！

铝及铝合金的焊接特点

（1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、特别稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采纳化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强爱护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用沟通电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采纳去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体爱护，或者采纳大规范的熔化极气体爱护焊，在直流正接状况下，可不需要“阴极清理”。

（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被快速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采纳能量集中、功率大的能源，有时也可采纳预热等工艺措施。

（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需实行预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时简单产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采纳调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的状况下，可采纳铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流淌性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。依据生产阅历，当含硅5%～6%时可不产生热裂，因而采纳SAlSi条（硅含量4.5%～6%)焊丝会有更好的抗裂性。

（4）铝对光、热的反射力量较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时推断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，简单焊穿。

（5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格掌握，以防止气孔的形成。

（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。

（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。

（8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。

焊接方法

几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法，设备简洁、操作便利。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体爱护焊（TIG或MIG）方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采纳钨极沟通氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采纳钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体爱护焊、熔化极气体爱护焊、脉冲熔化极气体爱护焊。熔化极气体爱护焊、脉冲熔化极气体爱护焊应用越来越广泛（氩气或氩/氦混合气）。

铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光-电弧复合焊、电子束焊。针对于焊接性不好和曾认为不行焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。

铝合金焊接的难点

铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采纳铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50%以上。

铝合金焊接有几大难点:

①铝合金焊接接头软化严峻,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍;

②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3其熔点为2060℃),这就需要采纳大功率密度的焊接工艺;

③铝合金焊接简单产生气孔;

④铝合金焊接易产生热裂纹;

⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;

⑥铝合金热导率大(约为钢的4倍),相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2～4倍。

因此,铝合金的焊接要求采纳能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。

焊接材料

（1）焊丝铝及铝合金焊丝的选用除考虑良好的焊接工艺性能外，按容器要求应使对接接头的抗拉强度、塑性(通过弯曲试验)达到规定要求，对含镁量超过3％的铝镁合金应满意冲击韧性的要求，对有耐蚀要求的容器，焊接接头的耐蚀性还应达到或接近母材的水平。因而焊丝的选用主要根据下列原则：

1）纯铝焊丝的纯度一般不低于母材；

2）铝合金焊丝的化学成分一般与母材相应或相近；

3）铝合金焊丝中的耐蚀元素(镁、锰、硅等)的含量一般不低于母材；

4）异种铝材焊接时应按耐蚀较高、强度高的母材选择焊丝；

5）不要求耐蚀性的高强度铝合金(热处理强化铝合金)可采纳异种成分的焊丝，如抗裂性好的铝硅合金焊丝SAlSi一1等(留意强度可能低于母材)。

（2）爱护气体爱护气体为氩气、氦气或其混合气。沟通加高频TIG焊时，采纳大于99．9％纯氩气，直流正极性焊接宜用氦气。MIG焊时，板厚75mm时推举采纳添加50％～75％氦气的氩气。氩气应符合GB／T4842?995《纯氩》的要求。氩气瓶压低于0.5MPa后压力不足，不能使用。

(3)钨极氩弧焊用的钨极材料有纯钨、钍钨、铈钨、锆钨四种。纯钨极的熔点和沸点高，不易熔化挥发，电极烧损及尖端的污染较少，但电子放射力量较差。在纯钨中加入1％～2％氧化钍的电极为钍钨极，电子放射力量强，允许的电流密度高，电弧燃烧较稳定，但钍元素具有肯定的放射性，使用时应实行适当的防护措施。在纯钨中加入1.8％～2.2％的氧化铈(杂质≤0.1％)的电极为铈钨极。铈钨极电子逸出功低，化学稳定性高，允许电流密度大，无放射性，是目前普遍采纳的电极。锆钨极可防止电极污染基体金属，尖端易保持半球形，适用于沟通焊接。

（4）焊剂气焊用焊剂为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可去除氧化膜。

焊前预备

(1)焊前清理铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污，清除质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。常采纳化学清洗和机械清理两种方法。

1）化学清洗化学清洗效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用丙酮、汽油、煤油等有机溶剂表面去油，用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液碱洗3min～7min(纯铝时间稍长但不超过20min)，流淌清水冲洗，接着用室温至60℃的30％HNO3溶液酸洗1min～3min，流淌清水冲洗，风干或低温干燥。

2）机械清理在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采纳机械清理。先用丙酮、汽油等有机溶剂擦试表面以除油，随后直接用直径为0.15mm～0.2mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。一般不宜用砂轮或一般砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进入熔池产生夹渣等缺陷。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。

工件和焊丝经过清洗和清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，特殊是在潮湿环境下，在被酸、碱等蒸气污染的环境中，氧化膜成长得更快。因此，工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短，在气候潮湿的状况下，一般应在清理后4h内施焊。清理后如存放时间过长(如超过24h)应当重新处理。

(2)垫板铝及铝合金在高温时强度很低，液态铝的流淌性能好，在焊接时焊缝金属简单产生下塌现象。为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时常采纳垫板来托住熔池及四周金属。垫板可采纳石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽，以保证焊缝反面成型。也可以不加垫板单面焊双面成型，但要求焊接操作娴熟或实行对电弧施焊能量严格自动反馈掌握等先进工艺措施。

(3)焊前预热薄、小铝件一般不用预热，厚度10mm～15mm时可进行焊前预热，依据不同类型的铝合金预热温度可为100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、削减气孔等缺陷。

焊后处理

(1)焊后清理焊后留在焊缝及四周的残存焊剂和焊渣等会破坏铝表面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应清理洁净。外形简洁、要求一般的工件可以用热水冲刷或蒸气吹刷等简洁方法清理。要求高而外形简单的铝件，在热水中用硬毛刷刷洗后，再在60℃～80℃左右、浓度为2％～3％的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗5min～10min，并用硬毛刷洗刷，然后在热水中冲刷洗涤，用烘箱烘干，或用热空气吹干，也可自然干燥。

(2)焊后热处理铝容器一般焊后不要求热处理。假如所用铝材在容器接触的介质条件下确有明显的应力腐蚀敏感性，需要通过焊后热处理以消退较高的焊接应力，来使容器上的应力降低到产生应力腐蚀开裂的临界应力以下，这时应由容器设计文件提出特殊要求，才进行焊后消退应力热处理。如需焊后退火热处理，对于纯铝、5052、5086、5154、5454、5A02、5A03、5A06等，推举温度为345℃；对于2024、2024、3003、3004、5056、5083、5456、6061、6063、2A12、2A24、3A21等，推举温度为415℃；对于2024、2A11、6A02等，推举温度为360℃，依据工件大小与要求，退火温度可正向或负向各调20℃～30℃，保温时间可在0.5h～2h之间。

MIG焊铝及铝合金工艺特点

铝及铝合金比较活泼，与氧的亲合力很大，极易与氧结合而生成Al2O3，其熔点为2050℃，大约为铝的熔点的3倍。