铝及铝合金熔焊通用焊接工艺规范探析

罗意 甘永芳 肖怀国

摘 要：依据现有QJ系列标准，规定了常用铝及铝合金熔焊（钨极氩弧焊）工艺规范，包括焊接材料、规范参数、焊接检验、缺陷返修等要求，对铝及铝合金零件的焊接生产具有一定的指导性。

关键词：铝及铝合金;熔焊; 通用工艺;焊接规范

随着焊接技术的全面创新和开拓性的工程应用，使焊接成为一门独立、自成体系的应用学科。 其焊接工艺不但要考虑工艺的系统性，更要考虑焊接加工的质量、效率和成本问题，这对焊接工程师提出了很高的要求;为便于工程技术人员参考借鉴和操作技能人员参数调节，这种融合焊接技术条件和基础焊接标准为一体的通用焊接工艺规范便应运而生。本规范规定了铝及铝合金零件钨极氩弧焊工艺过程的技术要求，作为铝及铝合金零件焊接生产的指导性技术文件。

1  范围

本标准规定了常用铝及铝合金熔焊（钨极氩弧焊）工艺规范，包括焊接材料、焊接设备、焊接规范参数、焊接检验、焊接缺陷的修整和返修要求。

2  规范性引用标准

GJB481  焊接质量控制要求

QJ2698  铝及铝合金熔焊通用技术条件

3  一般要求

3.1  人员

焊接操作工必须经过相关焊接理论和操作培训，按规定考试合格并持有有效资格证书。

3.2  设备

3.2.1  焊接设备应符合GJB481第6条规定。

3.2.2  氩弧焊焊接电源应选用能方便调节焊接参数，并能在所需焊接参数下稳定工作。

3.2.3  焊接设备应在有效的鉴定使用期内。

3.3  焊接环境

铝合金零件焊接一般要求在：温度≥15℃，相对湿度≤65%，且环境洁净的条件下进行。

3.4  场地

焊接场地不允许有穿堂风，且有足够照明。

3.5  焊接材料

3.5.1  填充焊丝

设计文件有规定的按设计文件执行，设计文件未规定的可参照表1选择。

3.5.2  焊丝的保管

焊丝应按牌号、规格分类保管;使用不同标记以便区别，保证在使用中不用错。

3.5.3  保护气体

焊接用气体采用高纯氩气，纯度99.999%;当瓶装气体的压力低于0.2MPa时不允许使用。

3.5.4  钨极

钨电极采用铈钨棒，牌号WC20，一般不使用钍钨棒。

3.6  工艺文件

对具体的产品必须根据设计文件和本规范的要求编制焊接工艺规程，对工艺方法、检验要求应作明确规定。

4  具体要求

4.1  铝合金焊接主要工艺过程

试片焊接→清理→装配→定位焊→焊接→打磨外观→检查→无损检查→补焊→检验。

4.2  焊前准备

4.2.1  试片焊接

a） Ⅰ、Ⅱ级焊缝在焊接正式产品前应先焊接试片并做好原始记录。

b）  试片的材质、接头形式、设备及规范参数等要求与产品一致。

5.2.2  清洗

a） 清洗：待焊件及焊丝需进行化学清洗，清洗后要求在8h内施焊，焊丝化学清洗后必须在80℃～100℃下烘干20～30min，并在密封状态下贮存;保持清洁。

4.3  装配

4.3.1  装配前必须先清除夹具上与产品接触部分的油污、锈蚀并保持清洁。

4.3.2  装配符合要求，允许用木榔头敲击配合处，定位焊方法应与正式焊接方法相同。

4.4  预热

对厚度超过6mm或结构复杂、焊后易产生裂纹及在返修焊时，一般应考虑预热，对可热处理强化铝合金的预热温度应作严格的控制，预热温度一般为100℃～150℃。

4.5  引弧和收弧

手工氩弧焊采用非接触引弧。焊接中间收弧一般采用不加焊丝而由慢到快沿焊缝移动电弧的方法或用电流衰减方法，在焊缝衔接处可采用堆高收弧法或由慢到快移动电弧法，严禁突然拉高电弧而收弧。没有余量处收弧必须加引出板。

4.6  定位焊

4.6.1  定位焊缝要求均匀过渡到被焊的母材金属上，定位焊长度应在3～10mm范围内选择，定位距离根据零件形状确定一般对称、均匀定位2～6点。

4.6.2  定位焊时可不填加焊丝或少填焊丝。在不影响定位焊定位作用的情况下，必要时可对定位焊缝进行修整。

4.6.3  定位焊的焊接质量应与该焊缝的质量一样严格控制，如果出现表面裂纹、夹钨必须立即排除;定位焊点力求均匀分布，应力集中处和交叉处不允许定位焊。

4.7  焊接

4.7.1  焊接方法

铝合金零件焊接主要采用手工钨极氩弧焊。

4.7.2  焊接顺序

a）  焊接顺序的选择原则应有利于减少应力集中，减少焊接变形。

b）  焊缝对称分布的焊件或对称焊缝要求用对称分条或对称分段的焊接顺序。

4.7.3  焊接规范参数

铝合金零件焊接规范参数依厚度制定，焊缝尺寸应符合QJ2698中3.3条的规定。

4.7.4  对焊接操作的一般要求

a）  操作时焊丝角度尽可能小;焊丝应靠在熔池边缘填加，焊丝端头要置于保护气氛内。

b）  钨极不允许接触熔池，如果接触应立即排除夹钨。

c）  焊接过程中要保证熔池大小基本一致，焊接不同厚度的对接接头时，电弧可稍偏向厚件一侧。

4.7.5  应急处理

遇到焊接设备不稳定、出现严重焊接质量状况或喷钨时，必须停止焊接：

5  焊接缺陷的修整和返修焊

5.1  缺陷的修整

外部缺陷的修整按QJ2698中3.5.1条的规定执行。

5.2  返修焊

5.2.1  返修焊应符合QJ2698中3.5.2条和3.5.3条的规定;返修焊应编制工艺文件。

5.2.2  用机械方法排除全部缺陷;返修焊用手工焊。

5.2.3  返修焊前可进行预热;参数以减少线能量输入为宜。

6  焊接检验

6.1  焊接检验应以图样、工艺文件、设计文件、QJ2698为依据。

6.2  表面缺陷应在无损探伤前进行检验，并按QJ2698执行。

6.3  检验人员应按工艺文件的要求，对每个环节进行检验并记录。

6.4  对返修焊的每个程序应严格监督并记录;试件的检验与正式产品检验一致。

7  安全防護要求

7.1  按GB9448有关规定执行。

7.2  严禁焊枪直接放在产品上。对电缆和焊枪应定期进行绝缘性能检查，对不符合绝缘要求的部分应立即更换。

7.3  焊接场地必须符合有关技安规定。

参考文献：

[1]傅积和等.《焊接数据资料手册》.机械工业出版社.

[2]陈祝年.《焊接工程师手册》. 机械工业出版社.