氩弧焊培训教程

氩弧焊培训教程.目录一.铝及铝合金焊接根底知识二.铝及铝合金焊接方法及焊接过程三.铝及铝合金焊接缺陷及防止措施四.焊接应力与变形.一.铝及铝合金焊接根底知识名称牌号组别常见牌号纯铝1XXX铝含量不小于99.00%1035/1060硬铝2XXX以铜为主要合金元素的铝合金2A12防锈铝3XXX以锰为主要合金元素的铝合金3A12防锈铝5XXX以镁为主要合金元素的铝合金5052/5A02锻铝6XXX以镁和硅为主要合金元素并以，Mg2Si相为强化相的铝合6A02铸铝ZLXXX成分复杂，不均匀。1、铝及铝合金的牌号、成分我车间常用铝及铝合金牌号，见下表：.铝及铝合金焊接的主要问题是气孔、裂纹及接头性能变化等，工业纯铝〔1XXX〕和防锈铝〔3XXX和5XXX〕的焊接性较好，主要问题是气孔；而大多数热处置强化铝焊接性能较差，主要问题是裂纹及接头性能下降。纯铝和非热处置强化铝合金普通不易出现裂纹，但在接头拘谨度高或杂志较多时，也会产生裂纹。对于热处置强化铝合金，那么具有较高的热裂纹倾向。热裂纹主要分为结晶裂纹和液化裂纹。防止热裂纹的措施：关键在于选择适宜的焊丝，控制焊缝的成分以及配合合理的规范参数。2.1、硬铝〔2XXX〕、超硬铝〔7XXX〕以及铸铝〔ZLXXX〕由于成分复杂，产生热裂纹倾向大，在原合金系统中进展成分调整难以改善抗裂性，因此常用含硅5%的Al-Si焊丝〔S311〕来解分裂纹问题，这种焊丝能构成足够数量的低熔点共晶物，这些低熔点共晶物流动性能好，结晶温度区间窄，凝固时收减少，焊接应力低，因此治愈裂纹的才干强。但这种焊丝强度低，达不到母材强度程度。在焊接裂纹倾向较大的铝合金时，不宜采用大电流和高焊速。2、铝及铝合金焊接的主要问题.对于AL-Mg合金，需采用含镁5%的Al-Mg焊丝〔S331〕，采用热能集中地焊接方法〔如MIG焊〕，有利于减少裂纹。2.2、铝合金的焊接气孔其中以纯铝和铝镁合金的焊接气孔最为突出。防止气孔的措施：a减少氢的来源。化学方法或机械方法清理焊丝或工件外表氧化膜；b合理选择规范参数。钨极氩弧焊选择较大焊接电流和较快焊速，熔化极气体维护焊时选择较低焊速并提高焊接线能量有利于减少气孔；c对厚的工件适当预热。.3、铝及铝合金焊接特点3.1铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝〔Al2O3〕熔点高、非常稳定，不易去除。妨碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比艰苦，不易浮出外表，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。铝材的外表氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进展严厉外表清理，去除其外表氧化膜。在焊接过程加强维护，防止其氧化。3.2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。铝的热导率那么是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因此焊接铝及铝合金时，能量除耗费于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓耗费于金属其他部位，这种无用能量的耗费要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，该当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。3.3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，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。.3.4铝对光、热的反射才干较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判别难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。3.5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，极易构成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接资料及母材外表氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严厉控制，以防止气孔的构成。可经过预热工件、焊丝减少焊材中水分含量，采用稳定的维护气流，防止空气中氢元素的进入。3.6合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。3.7母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热能会使热影响区的强度下降。.二、铝及铝合金焊接方法及焊接过程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顺应性不同，各种焊接方法有其各自的运用场所。其中惰性气体维护焊〔TIG或MIG〕是运用最广泛的铝及铝合金焊接方法。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体维护焊、熔化极气体维护焊、脉冲熔化极气体维护焊。熔化极气体维护焊、脉冲熔化极气体维护焊运用越来越广泛〔氩气或氩/氦混合气〕。.1、钨极氩弧焊(TIG)原理及焊接特点右图为TIG原理表示图。焊接时惰性气体1从焊枪的喷嘴2中延续喷出，在电弧4周围构成气体维护层隔绝空气，以防止对钨极3、熔池5及临近热影响区的有害影响，从而获得优质焊缝6。薄板焊接普通不需填充焊丝，需填充焊丝时，把焊丝8从旁边不断送入焊接区，靠电弧热熔熔入熔池从而成为焊缝金属的组成部分。

.TIG焊可采用直流正接、直流反接、和交流三种电极方式，见下表。.从表中可以看出，运用直流电源焊接时，对于绝大多数金属采取正接法。但是正接法没有阴极清洗作用，无法焊接那些容易被氧化的铝、镁、及其合金。虽然直接反接法具有阴极清洗作用，可以焊接铝、镁、及其合金，但是直接反接的焊接熔深浅、焊缝宽大，假设添加焊接电流又遭到钨极易烧损的限制，故这类金属多采取交流TIG焊。.TIG焊的优缺陷：1〕优点：a、在惰性气体维护下焊接，不需求运用焊剂就可以焊接一切的金属，特别适用于焊接化学活性强和构成高熔点氧化物的、镁、及其合金；b、焊接工艺性能好。明弧，能察看电弧及熔池，电弧熄灭稳定，无飞溅，焊后不需清渣，焊缝成形美观；能进展全位置焊接。c、能进展脉冲焊接，减少焊接热输入，很适于薄板或对热敏感资料的焊接。2〕缺陷：a、熔深浅，熔敷速度小，焊接消费效率低。b、钨极载流才干有限，过大焊接电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒能够进入熔池。呵斥对焊缝金属的污染。c、焊接时需采取防风措施。d、惰性气体较贵，消费本钱高。.2、熔化极氩弧焊(MIG)原理及焊接特点右图为MIG焊原理图。MIG焊是以可熔化的金属焊丝做电极，并有气体做维护的电弧焊。其焊接过程如右图所示，利用焊丝3和吗，母材1之间的电弧2来熔化焊丝和母材，构成熔池8，熔化的焊丝作为填充金属进入熔池与母材交融，冷凝后几位焊缝金属9，经过喷嘴5向焊接区喷出维护气体，使处于高温的熔化焊丝、熔池及其附近的母材免受周围空气的有害作用。其焊丝时延续的，由送丝轮6不断送进焊接区。.MIG焊时，为了获得稳定而细小的熔滴过渡，普通采用直流反接电流。以下图左边卫直流反接，右边为直流正接，反接时，焊丝接正极，电弧阳极斑点的分布被约束在熔滴缩颈以下的液态金属外表，该处是金属蒸汽产生较多的区域，此时全部电流流过熔滴，于是产生较大的存进熔滴过渡的电磁收缩力，因此在熔滴尺寸较小时就被强迫过渡，且过渡稳定而有力。假设采用正接，即焊丝接负极，那么电弧的阴极斑点可以爬到焊丝的固态部分，焊丝端部的电流有一部分不流经熔滴，熔滴过渡较大程度上依托重力，故熔滴尺寸较大，过渡很不稳定。.MIG焊的优缺陷：1〕优点：a、惰性气体几乎不与任何金属产生化学作用，也不熔于金属中，所以几乎可以焊接一切金属。处于经济思索，主要用于焊接铝、镁及其合金、不锈钢和某些低合金钢。b、焊丝外表没有涂料层，焊接电流可提高，因此母材熔深较大，焊丝熔化速度快，熔敷率高，与TIG焊比，其消费效率高。c、普通采用直接反接，这样电弧稳定，熔滴过渡均匀，飞溅少，焊缝成形好。2〕缺陷：a、对母材及焊丝的油、锈很敏感，容易产生气孔。c、与CO2焊比熔深较小，抗风才干弱d、惰性气体较贵，消费本钱高。.3.氩弧焊焊前清理a、机械清理先用丙酮或汽油擦洗工件外表油污，然后根据零件外形采用切削方法，如运用风动或电动铣刀，也可运用刮刀、锉刀等。较薄的氧化膜可采用不锈钢钢丝刷清理，不宜采用砂纸或砂轮打磨。清理后的焊丝、工件焊前存放时间普通不要超越12h。b、化学清理用化学试剂与焊丝或工件外表氧化层发生化学反响去除氧化层的方法。效率高，质量稳定，适用于清理焊丝以及尺寸不大、批量消费的工件。小型工件可采用浸洗法。焊丝清洗后可在150~200℃烘箱内烘焙0.5h，然后存放在100℃烘箱内随用随取。清洗过的焊件应立刻进展装配、焊接。.4.电流类型MIG焊接通常运用直流电源焊接，直流反接，即电极〔焊丝〕衔接到电源的正极，工件衔接到电源的负极。TIG焊通常运用交流电源。5.焊接资料我车间常用焊丝材质为ER4043〔S311〕和ER5356〔S331〕，通常焊接硬铝或铸铝时选用ER4043，焊接纯铝、防锈铝和锻铝时选用ER53566.维护气体常用焊接气体为99.9999%的高纯氩〔Ar〕。7.焊接参数焊接参数包括电流、电压、气体流量、焊接速度等，详细参数应按工艺守那么执行。.8.焊接过程铝合金焊接因资料的特殊性，在整个焊前预备、焊接过程及焊后处置过程中有较多的本卷须知及忌讳，操作人员必需留意这些事项，才干焊接出合格的焊缝。1〕引弧：焊枪开关按下后，焊丝开场按预设速度送丝，同时维护气体开场流出。当焊丝接触工件外表而短路，产生很大短路电流使焊丝尖端资料气化引燃电弧。此时电弧还很微弱，假设送丝速度很高那么电弧很能够被焊丝挤压而熄灭，这就需求二次引弧或三次引弧。现代的智能化焊机为理处理这种问题，可以编制特殊的引弧程序：在起弧的瞬间增大电流，使焊丝“过烧〞，从而防止焊丝挤压微弱的电弧而呵斥熄弧，待电弧稳定后引弧程序终止，电流回归正常。2〕焊接：引弧后，焊枪以一定姿态运转，焊枪与工件及焊接方向应坚持一定的角度，但运转过程中可机动地调整。焊枪指向焊接前进方向时称为左焊法，焊枪指向反焊接方向时称为右焊法，如以下图所示。..假设其他焊接条件一样，左焊法时熔深较小，焊道较宽较平，熔池被电弧力推向前方，操作者易察看到焊接接头位置，易掌握焊接的方向；右焊法可获得较大的熔深，焊道窄而凸起，熔池被电弧力推向后方，电弧能直接作用于母材上。铝及铝合金的焊接多采用左焊法及亚射流过渡方式。焊接时，喷嘴下端与工件间的间隔坚持在8mm~15mm之间。过低易与熔池接触，过高时，弧长被拉长，维护效果变差，熔深变浅。焊枪摆动在焊接过程中，可以经过有规律的焊枪摆动，来提高焊缝质量，完成焊接任务，常用的四种摆动方式，其一为小幅度起伏摆动，在电流较大时，此种摆动方式可使打底焊不至烧穿，同时可加大熔深，使焊缝丰满；其二为较大幅度的在焊接方向前后摆动，适用于厚板，但焊丝摆动幅度不能超越熔池，其步骤为：前进—回拉—停留—再前进—再回拉—…，采用这种方式可以防止烧穿，同时能加大熔深；其三为划圈摆动，适用于焊接时温度过高而需防止过热，此法可将焊接热分散，但熔深将有所降低；其四为“八字步〞式摆，适用于PF位置的焊缝，这种摆动可以防止金属液下坠，也可防止烧穿。.多道焊对较厚的工件焊接时，一道焊缝曾经不能填充溢焊道，这时就需求多层多道焊接。对于单面多道焊，每焊完一条焊道，需求运用钢丝刷等工具清理焊缝外表。熔覆焊道要宽而浅，以便于气体的逸出。铝合金焊接时还需严加控制层间温度为60~100℃〔运用温度计丈量〕，以防过热产生热裂纹等缺陷。对于双面多层多道焊，正面打底焊应一次焊透，在焊完一面在反面清根后，需做PT〔浸透探伤〕检查无裂纹后，方可进展反面打底焊接。3〕熄弧：熄弧时容易产生弧坑及焊缝过热，从而产生弧坑裂纹。现代焊机普通都带有熄弧程序，可以在封锁焊枪开关后电流递减，并坚持气体通送一定时间，从而时弧坑填满。操作者需求在封锁焊枪开工后继续停留一会再移开焊枪，并将余高过高处修磨平整。

铝合金焊接中，起弧端和收弧端是裂纹的高发区域，所以假设焊缝中间停顿，假设在接头处再次起弧，必需再次将接头打磨成斜坡状。对于重要的焊缝，如铝合金地铁车体底架的牵引梁与枕梁20mm厚板双面焊缝，需添加起弧板及收弧板，在焊缝区域外进展起弧和收弧，待焊接完成后将起弧板及收缝有无缺陷，以便返工。弧板切除。.三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施铝及铝合金TIG焊的焊接质量与焊前预备情况、维护气纯度、焊接参数的正确性、电极资料的质量、操作技术的熟练程度等要素有关，再结合铝及铝合金焊接特点，其常见缺陷产生缘由及防止措施如下：1、气孔2、未焊透3、裂纹4、咬边5、焊缝夹钨6、烧穿7、未熔合.三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施.5KA.573.040静触头.三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施.5KA.510.431中心导体.弧坑裂纹任何裂纹都是不允许存在的三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施.综合来讲，都是操作问题三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施.需金相分析发现，未曾听说事业部出现过三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施.与未焊透一样，完全靠焊工的操作来控制三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施.七、未熔合1、产生缘由〔1〕焊接热输入太低；〔2〕电弧指向偏斜；〔3〕坡口侧壁有油污；〔4〕层间清渣不彻底。2、防止措施〔1〕正确选择焊接工艺参数，采用合理的焊接电流；〔2〕加强焊工的操作技艺〔3〕留意层间修整，防止出现沟槽等而导致未熔合〔4〕正确处置焊接停留时间三、铝及铝合金焊接缺陷及防止措施...30°手工氩弧焊45°手工氩弧焊30°半自动氩弧焊45°半自动氩弧焊.30°手工氩弧焊45°手工氩弧焊30°半自动氩弧焊45°半自动氩弧焊.四、焊接应力与变形4.1、焊接应力及变形产生的缘由粗略的说焊接过程对焊件进展了部分的、不均匀的加热是产生焊接应力及变形的缘由。焊后焊缝和焊缝附近受热区的金属都发生了缩短。缩短主要表如今两个方向上：即沿着焊缝长度方向的纵向收缩和垂直于焊缝长度方向的横向收缩。正是由于焊缝处有这两个方向的收缩和收缩所引起的这两个方向上的缩短就呵斥了焊接构造的各种变形。.4.2、焊接变形的根本方式、种类和产生缘由4.2.1纵向收缩和横向收缩变形例如两块板对接焊后，发生长度缩短和宽度变窄的变形。这种变形是分别由焊缝的纵向和横向收缩所引起的。..4.2.2角变形如V型坡口对接焊后发生的角变形。这是由于焊缝截面外形上下不对称，从而焊缝的横向缩短上下不均匀所引起的。.X型坡口的对接接头，由于坡口外形对称，焊后正反两个方向的角变形能相互抵消。但是，当焊接顺序不合理，呵斥正反两条焊缝的横向缩短不相等时，也会产生角变形。〔数字代表焊接顺序〕.4.2.3弯曲变形焊接梁或柱产生弯曲变形的主要缘由是焊缝在构造上布置不对称所引起。比如焊缝位于梁的中心线一侧，焊后由于焊缝纵向缩短引起弯曲变形。.4.2.4波浪变形主要出如今薄板焊接构造中。产生缘由一种是由于焊缝的纵向缩短对薄板边缘呵斥的压应力；另一种是由于焊缝横向缩短所呵斥的角变形。还有些波浪变形是上述两种缘由共同作用引起的。.另一种是由于焊缝横向缩短所呵斥的角变形。.4.2.5扭曲变形装配质量不好，工件搁置不当以及焊接顺序和焊接方向不合理，都能够引起扭曲变形。但归根结底，都是由于焊缝的纵向或横向缩短所致。经过上述分析，进一步阐明焊后焊缝的纵向及横向缩短是引起各种变形和应力的根本缘由。同时也可以看出，各种外形的变形还和焊缝在构造上的位置、焊接顺序和焊接方向等要素有关。.在一个焊接构造中，焊接剩余应力与变形之间有什么关系呢？焊接变形和应力在焊接构造中是一个矛盾的两个方面。假设在焊接过程中焊件可以自在地收缩，那么焊后焊件的变形较大，而焊接剩余应力较小；假设在焊接过程中焊件由于外力限制或本身刚性较大而不能自在收缩，那么焊后焊件变形很小，但是内部存在着较大的剩余应力。例如，焊接厚度较大的钢板和焊补刚性很大的铸件缺陷时，焊后不易变形，但焊接处产生较大拉应力。在实践的消费中，焊后构造既产生一些变形，又存在着一定的焊接剩余应力。4.2.6总结.4.3减小焊接应力和变形的方法4.3.1、反变形法：根据变形规律，对焊件焊后的变形方向和数值先进展估算，然后在焊前作出相应的反方向变形来抵消焊件焊后的变形，到达减小变形的目的。T字形角接缝的翼板反变形是运用较多的一例。焊前将翼板在压力机上压成一定角度，以弥补角接