浅析铝合金材料焊接工艺参数的选择

李青岗　褚衍怀

摘 要：近几年，铝合金材料受到了广泛关注，其自身具有密度小、强度高以及耐腐蚀程度强等优势，因此被广泛应用在各个领域内。在设计焊接过程中，要结合具体情况有效判定工艺参数，才能发挥其实际价值和优势。本文简要分析了铝合金材料焊接的重点，并集中阐释了铝合金焊接工艺的实际流程，仅供参考。

关键词：铝合金材料；焊接工艺；工艺参数

铝合金本身是银白色的轻质金属，其具有较好的塑性效果，整体金属导电性以及导热性能较为良好，铝材会出现氧化，然后生成Al2O3薄膜。因此，在铝合金材料焊接的过程中，操作人员要结合实际情况进行精细化处理，提高应用的时效性。

1 铝合金材料焊接的重点

在铝合金材料焊接过程中，要结合实际情况进行统筹分析，从根本上提升焊接的整体质量，就要对焊接过程中的重点项目予以重视，确保焊接过程的完整性。

1.1 氧化控制

在铝合金材料焊接时，因为铝本身就十分容易和氧气结合形成其他物质，且Al2O3薄膜本身的熔点较高，密度较大，且表面容易吸附水分，因此，会对焊接过程造成一定程度上的影响，甚至会阻碍金属的熔合，形成气孔或者是殘渣等，必然会对金属焊缝的性能造成影响。

1.2 气孔控制

正是因为液态铝中含有较多的氢元素，且固态铝不溶解氢，若是铝所处的熔池温度快速冷却，就会导致氢无法有效逸出，甚至会在焊缝中形成气孔。

1.3 变形控制

在铝金属线膨胀系数和结晶收缩率进行比较的过程中，其相应参数使用类型是钢结构的两倍以上，焊接过程中会出现较大的内应力，也就会形成热裂纹。另外，纯铝的导热系数较大，大约是钢的四倍以上，因此，在进行铝合金焊接的过程中，要消耗更多的热量。

1.4 蒸发烧损控制

需要注意的是，在铝合金中，本身就含有一些沸点较低的金属，例如镁元素、锌元素等，在高温电弧作用下，必然会出现蒸发烧损的现象，会对焊接金属产生改变。

1.5 强度和塑性控制

在高温环境中，会对铝的强度和塑性产生一定破坏，主要是破坏焊缝金属成形效果，甚至会出现焊缝金属塌落和焊穿。铝和铝合金从固态转变为液态，并没有非常明显的颜色变化，操作过程中对加热温度的掌控也较为困难[1]。

2 铝合金材料焊接的过程

2.1 清洗

在铝合金材料焊接工作开始前，要进行集中的处理，尤其是化学方法和机械方法进行的处理工作，要严格处理焊缝坡口两侧的表面养护膜。

2.1.1 化学清洗法

基本上是利用碱液或者是酸液对其表面进行集中的处理，这种方法能在去除氧化膜的同时，保证除污效果，主要是利用体积分数为6%到10%的氢氧化钠溶液进行集中处理，一般而言，要在70摄氏度的环境中浸泡5分钟左右，然后进行集中水洗，再利用体积分数为15%的硝酸进行常温浸泡，时间控制在1分钟，有效进行处理和水洗，要利用温水进行冲洗，从而提升其干燥程度。

2.1.2 机械清洗法

要利用风机或者是电动铣刀进行处理，针对较薄的Al2O3薄膜要利用0.25mm的铜丝进行打磨处理。

2.2 确定装配的间隙

并且要集中定位焊间距参数，在铝合金材料焊接操作开始前，若是装配间隙较小，则会出现铝材膨胀的问题，必然会导致两板的坡口出现重叠，会增加板面本身的平整度处理难度，若是装配间隙较大，则会造成焊接操作的困难性增大，甚至会出现烧穿的危险。基于此，要选择合适的装配间隙，具体参数如下：①接口坡头为A型坡头，板厚在3mm以下，定位焊间距为100mm-150mm/20mm-30mm、装配间距为1mm-3mm，反面不加焊丝，仅仅需要复熔一次；②接口坡头为V型坡头，板厚在3mm到12mm，定位焊间距为100mm-150mm/25mm-35mm、装配间距为3mm-6mm，进行双面焊，反面要进行从根处焊起。

2.3 选择焊接方式和参数

在焊接过程中，一般是采用左焊法处理机制进行焊接，焊炬和工件之间的角度为60度，若是焊接厚度在15mm以上，则要利用右焊处理机制进行焊缝处理，焊炬和工件之间要形成80度角。

一般而言，若是焊接壁厚大于3mm，则形成V形坡口，夹角要保持在60度到70度之间，间隙要在1mm以下，主要是多层焊处理工艺。壁厚要是小于1.5mm，则不能开坡口，不能留有空隙。具体焊接参数如下：①工件厚度为1mm到3mm，焊接层数为正面1层反面复熔，钨极直径为3mm、焊丝直径为3mm，焊接电流为100A到140A，氩气的流量是6L/min到9L/min、喷嘴直径为8mm到10mm；②工件厚度为3mm到4mm，焊接层数为正面1层反面复熔，钨极直径为3mm、焊丝直径为4mm，焊接电流为120A到160A，氩气的流量是7L/min到10L/min、喷嘴直径为8mm到12mm；③工件厚度为4mm到6mm，焊接层数为正面1层反面1层，钨极直径为4mm、焊丝直径为5mm，焊接电流为200A到240A，氩气的流量是9L/min到12L/min、喷嘴直径为10mm到12mm[2]。

3 结束语

总而言之，为了有效提升铝合金材料焊接的基本过程，相关操作人员要结合参数要求进行集中校对管理，约束具体操作的基础上，完善管理效果。

参考文献：

[1]陈恒.5052和6061铝合金搅拌摩擦焊接工艺及仿真分析[D].成都：西南交通大学，2016.

[2]徐文立，刘雪松，方洪渊等.薄板高强铝合金LY12CZ焊接工艺参数的优化[J].焊接学报，2014（2）：39-42.