2.焊前準備
鋁及鋁合金表麵一般都覆蓋著油汙和氧化鋁薄膜,它們阻礙著焊縫金屬的熔合,導致焊縫產生氣孔、夾雜以及未焊透等缺陷,影響了接頭性能,也會惡化焊縫的成形,因此,焊接之前必須嚴格清除焊接區(焊縫邊緣的兩邊30~50mm範圍內)和焊絲表麵的油汙及氧化膜等雜質。清理方法有化學清洗法和機械清洗法二種。
(1)化學清洗法。
采用有機溶劑(汽油、丙酮、四氯化碳等)擦淨鋁材表麵的油汙,或者用40%~50%工業磷酸三鈉、40%~50%碳酸鈉和20%~30%水玻璃配成溶劑,並加熱到60~70℃,浸5~8min來除去油汙。最後將焊件或焊絲放在60~70℃的熱水中衝洗掉粘附在焊件表麵的溶液,再在流動水中衝洗幹淨。
此法清洗效率高,質量穩定,適用於清洗焊絲及構件尺寸不大的焊件。
(2)機械清洗法。在去除油汙後,用細鋼絲刷將焊接區域表麵氧化膜刷淨;對小焊件以及化學清洗後又局部氧化的部分也可用刮刀清除,直至露出金屬光澤為止。一般不采用砂輪、砂紙或噴砂等方法,因為砂粒留在金屬表麵,焊接時會產生夾渣等缺陷。
清洗後焊件及焊絲應保持清潔和幹燥。在存放過程中,特別在潮濕的環境中會很快會被氧化,生成新的氧化膜。因此,清洗後的焊件和焊絲存放不得超過24h,特別是潮濕、汙染的環境不得超過4h,否則就重新進行清洗和清理。
3.手工TIG焊工藝與操作技巧
鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊主要適用於薄板結構,其操作方法和要領是如下。
(1)焊接電源一般采用交流電源,所用氬氣為純氬,純度不低於99.9%。
(2)焊前檢查鎢極裝夾情況,鎢極應磨成圓錐形,以便電弧集中,燃燒穩定;其外伸長度一般為5mm,鎢極應處於焊嘴中心,不得偏斜。
(3)引弧應采用高頻引弧裝置,引弧時應先在引弧板(石墨板或廢鋁板)上點燃電弧,待電弧燃燒穩定,鎢極端部被加熱一定溫度後,將電弧移到焊接區。
(4)焊槍、焊絲和工件的相互位置,要便於操作又能良好地保護溶池。焊絲的傾角越小越好,隻要不妨礙加焊絲就行,如果傾角過大,容易擾亂電弧及氣流的穩定。
(5)通常采用左焊法。焊接時,焊絲在氬氣保護層內往複繼續地(點滴)送入熔池,使焊絲與鎢極保持一定距離,即焊絲應在熔池前緣熔化。焊後焊縫表麵呈清晰和均勻的魚鱗狀。當進行角接或搭接接頭的焊接時,焊絲要均勻連續地送入熔池,焊後表麵光滑平整,無魚鱗狀。焊槍運動要均勻,並保持電弧長度不變;注意觀察並控製溶池溫度。
(6)焊接中斷或結束時,特別要注意防止弧坑裂紋和縮孔。通常采用引出板將弧坑引出焊件。對於不能安裝引出板的焊件,在焊接快結束時,應使焊接電流逐漸變弱或在收弧溶池處多加填充金屬,然後使電弧慢慢離開並息弧。續焊時,應在弧坑的前麵20~30mm處引弧,並使弧坑充分地再熔化。
(7)斷弧後氬氣不能立即關閉,應等5~15s後再關,防止鎢極氧化。
4.自動TIG焊
(1)焊接對接縫時,在焊接前把鎢極端頭調整到對準焊縫中心。鎢極的伸出長度在8~10mm為宜,鎢極端頭到焊件之間距離應4~6mm,對於不加填充焊絲的電弧長度相應可以小些。焊絲伸出導電嘴的長度不宜過長,如果過長,由於鋁及鋁合金焊絲較軟,其伸出部分的剛度不夠,不能穩定地將焊絲送入熔池,焊絲伸出導電嘴的長度一般在10~24mm,使焊絲的端頭在焊接熔池前部邊緣熔化。
(2)薄板焊件的對接直焊縫焊接時,在起焊端頭和收尾處采用引、熄弧板,可以防止焊縫兩端容易焊穿和產生變形。
(3)鎢極自動氬弧焊焊接環縫前,焊件必須進行對稱定位焊,定位焊點要求熔透均勻。正式焊接前,必須掌握好焊槍與環縫焊件中心之間的偏移角度,其角度的大小主要與焊接電流、焊件轉動速度及焊件直徑等參數有關。偏移一定的角度便於送絲和保證焊縫的良好成形。在引弧後,應逐漸增加焊接電流到正常值,同時輸送焊絲,進行正常焊接。在焊接收尾時,應使焊縫重疊25~40mm的長度。重疊開始後,降低送絲速度,同時,衰減焊接電流到一定數值後,再停止送絲切斷電源,以防止在收弧時產生弧坑縮孔和裂紋等缺陷。
5.半自動熔化極氬弧焊
半自動熔化極氬弧焊焊接鋁及鋁合金時,一般采用平特性電源,這樣在焊接過程可以細調送絲速度,實現等送絲。采用直流反接,這樣對焊件及熔池表麵的氧化膜有陰極破碎的作用,焊接時電弧比較穩定。操作方法采用左焊法,焊槍握持角呈15度~20度前傾角。定位焊縫應設在坡口反麵,長度40~60mm。采用較短電弧,電弧略帶輕爆破聲,使焊絲端部熔滴直徑達到焊絲直徑時沿電弧軸線方向一滴一滴過渡到熔池。但電弧不宜過短,否則容易引起嚴重飛濺。焊絲伸出長度過長,能加快焊絲的熔化速度,使電弧燃燒不穩定,伸出長度過短,容易燒損電嘴,並由飛濺造成噴嘴堵塞,焊絲伸出長度為一般13~15mm。
三、操作實例
1、防鏽鋁5A03(LF3)平板對接
8mm厚5A03(LF3)防鏽鋁平板對接,采用雙人雙麵手工鎢極氬弧焊工藝,要點如下。
(1)采用I形接口的對接邊用刨削加工,接口兩側20mm處用砂輪打磨去除氧化皮。
(2)選用4mm的LF3或HS331鋁鎂合金焊絲作填充金屬。