焊接材料及工件前处理

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第637页（2051字）

1．焊丝

铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。

选择焊丝首先要考虑焊缝成分要求，还要考虑产品的力学性能、耐蚀性能，结构的刚性、颜色及抗裂性等问题。表2－7－6为铝及铝合金焊接用的同质焊丝，也可采用与母材成分相同或相近的母材切条，表2－7－7是异种铝及铝合金焊接用焊丝。

表2－7－6 铝及铝合金焊接用同质焊丝

注：①LF14是在LF6中添加有合金元素钛(0．13%～0．24%)的焊丝。

②本表所列焊丝适用于各种可能的焊接方法(如气焊、TIG焊、MIG焊、脉冲氩弧焊等)。

表2－7－7 异种铝及铝合金焊接用焊丝

SAlSi-1是一种通用焊丝，液态时的流动性好，凝固时的收缩率小，焊缝金属具有较高的抗热裂纹性能，能保证一定的力学性能，可用于除铝镁合金以外的其他铝合金焊接，如Al-Si、Al-Mn、硬铝、锻铝等。但焊接高强度铝合金时，焊缝强度偏低，约为母材的50%～60%。高强度铝合金焊接为了使之既具有较好的抗裂性，又具有较高的接头性能，通常选用与母材有较好相容性的焊丝，但合金成分不要求与母材完全相同。

2．保护气体

焊接铝及铝合金的惰性气体有氩气(Ar)和氦气(He)。氩气的技术要求为Ar＞99．9%，氧＜0．005%，氢＜0．005%，水分＜0．02mg／L，氮＜0．015%。氧、氮增多，均恶化阴极雾化作用。氧＞0．3%则使钨极烧损加剧，超过0．1%使焊缝表面无光泽或发黑。

TIG焊：交流加高频焊接选用纯氩气，适用大厚板；直流正极性焊接选用氩气+氦气或纯氦。

MIG焊：当板厚＜25mm时，采用纯氩气。当板厚为25～50mm时，采用添加10%～35%氦气的氩气+氦气混合气体。当板厚为50～75mm时，宜采用添加10%～35%或50%氦气的氩气+氦气混合气体。当板厚＞75mm时，推荐用添加50%～75%氦气的氩气+氦气混合气体。

3．焊前准备

(1)化学清理 化学清理效率高，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、批量生产的工件。小型工件可采用浸洗法。表2－7－8是化学清洗溶液配方和清洗工序流程。

焊丝清洗后可在150～200℃烘箱内烘焙半小时，然后存放在100℃烘箱内随用随取。清洗过的焊件不准随意乱放，应立即进行装配、焊接，一般不要超过24h。已超过24h的，焊前采用机械方法清理后再进行装配焊接。

表2－7－8 化学清洗溶液配方及清洗工序流程^［1］

大型焊件受酸洗槽尺寸限制，难于实现整体清理，可在焊口两侧各30mm的表面区域用火焰加热至100℃左右，涂擦室温的NaOH溶液，并加以擦洗，时间略长于浸洗时间，除净焊接区的氧化膜后，用清水冲洗干净，再中和、光化后，用火焰烘干。

(2)机械清理 对清洗要求不高，工件尺寸较大，难以用化学方法清理的焊件或清洗后易被沾污时，常用机械清理。先用丙酮或汽油擦洗表面油污，然后可根据零件形状采用切削方法，如使用风动或电动铣刀，亦可使用刮刀、锉刀等工具。对较薄的氧化膜可采用不锈钢的钢丝刷清理表面，不宜采用纱布、砂纸或砂轮打磨。

工件和焊丝清洗后不及时装配、工件表面会重新氧化，特别是在潮湿的环境以及被酸碱蒸汽污染的环境中，氧化膜生长很快。清理后的焊丝、焊件焊前存放时间一般不要超过24h。在气候潮湿条件下，清理后应在4h内施焊。经电化学抛光处理的焊丝，一般在空气中可保存较长时间，在塑料密封保存的条件下，保存期可达半年。

(3)焊前预热 为了防止裂纹、减少气孔和焊接应力等焊接缺陷，对厚度超过5～8mm的厚大铸件焊前需进行预热，预热温度在100～300℃左右。预热温度过高会导致晶粒长大，热影响区增宽及接头性能恶化等后果。

预热方法可用氧－乙炔焰，电炉或喷灯对焊件进行局部加热。预热温度可用表面测温计或测温笔测量。