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铝及铝合金氩弧焊接技术讲义 吕红平 为了有效的掌握铝及铝合金的焊接技术，必须进一步了解金属的基本性能、焊接特点、焊接材料、焊接设备、焊接操作方法及接头质量检验等内容。 在实际的焊接现场中，我们很需要掌握一些铝及铝金的基本理论知识，具体焊接工艺参数和经验等资料。 铝及铝合金的焊接基础知识 1、铝的一般特性： 铝及铝合金具有独特的物理化学性能，它的外观呈银白色，密度小，电阻率小，线胀系数大和导热系数大，铝及铝合金还具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度（强度/密度），对热和光具有良好的反射率，磨削时无火花和无磁性。 纯铝的熔点为666℃（482℃-660℃之间）导热和导电性能良好，导电率仅次于金、银、铜。是铜的60﹪，塑性好很好、强度不高。 铝及铝合金的机械性能随其纯度而变化，纯度越高，强度越低，塑性越高，工业纯铝抗拉强度最低值只有50MPa，而铝镁合金的抗拉强度，则在70 MPa以上，铝及铝合金的另一特点是，随着温度升高，其抗拉强度降低，温度降低，则抗拉强度就增高，延伸率随之增加。 铝是化学性质活泼的金属，与空气接触时生成致密坚固的氧化膜。从而保护铝不被继续氧化，保护金属不受破坏。 铝对硝酸、醋酸等就常以铝作为储存容器，而对薄膜起破坏作用介质，水盐酸，碱类和食盐等，因能迅速破坏氧化膜，使铅受到腐蚀，使铅的强烈腐蚀剂。 铝及铝合金的分类及性能、用途 铝及铝合金具有良好的耐蚀性，较高的比强度，导电性和导热性，纯铝抗拉强度不高，但塑性好，若所含Fe、Si等杂质增加，塑性及耐蚀性降低。 在纯铝中加入Cu（铜）、Mg、Mn、Si、En、V（磺）、Cr（铬）等合金元素后，便形成了铝合金。 工业常用的铝镁合金，其镁含量多为2-6﹪，此外还含有0.15-0.8﹪的锰，以及其他杂质。 铝镁合金比纯铝有较高的强度，且有好的塑性，良好的焊接性能及较高的耐腐蚀性能。 纯铝的纯度很高、工业用纯铝可达99.9﹪一般工业纯铝为98﹪-99.7﹪，纯铝主要杂质是Fe和Si，增加Fe和Si，虽能提高强度，但却能降低塑性、导电性、抗蚀性和破坏氧化膜。 铝锰和铝镁合金属于防锈铝合金。强度比纯铝高，并有优秀的抗蚀性和焊接性能。 铝镁合金应用最广，特点是密度比纯铝小，有很好的抗海水腐蚀性，焊接性和抛光性，塑性优秀（Mg≤5﹪）—5 3 2.4-3.2 100-140 2-3 7-12 6-8 4 3.2-4 140-230 3-4 7-12 6-8 6 4-6 210-300 4-5 10-12 8-12 8 5-6 240-300 5-6 12-14 12-16 10 5-6 280-390 5-6 14-16 14-18 九、管母施工方案的确定： 1、铝镁合金管型母线的焊接电源采用NSA500-1型手工钨极氩弧焊机。因为采用交流电源焊接铝合金，能有效的破碎铝合金表面高熔点的氧化膜，具有“阴极雾化”的作用。 2、参加母线焊接的焊工必须经过培训，考试合格后才允许担任焊接铝镁合金管型母线。 3、管型母线的焊接参数 管母厚度mm 坡口形式 钨棒直径mm 焊丝直径mm 电流 A 氩气流量 L/min 预热温度 ℃ 10 V 4-5 4-5 280-380 14-16 120-150 4、坡口形式：根据母线的厚度规格，采用V型坡口。为了克服管母内气体保护困难和内侧焊缝成型不稳定的缺点，同时为了提高焊接接头处的承载能力，应在管母内侧增加衬管，且衬管与管母内壁的间隙应尽可能小，且不大于0.5mm。坡口尺寸如下表： 坡口角度 a 钝边b mm 间隙C mm 厚度a mm 60-70 1.5-2 3-4 10 5、管母的焊接材料 a、铝镁合金管应符合设计要求，并有产品合格证和相关的使用说明书等资料，表面层应光洁无毛刺、裂纹、伤痕、砂眼、锈蚀等缺陷。 b、焊丝的选用应满足焊接接头的机械性能，化学成分和导电性能的要求，并工艺性能良好，焊接铝及铝镁合金时常采用HS311，焊丝的直径可采用下式计算来估计： ?=δ/2±1 （其中+用于薄母线，—用于厚母线） C、为杜绝或减少水气来源，消除焊缝气孔的产生，氩气的纯度要求大于99.99%以上。 d、钨极应根据电流的大小选用，钨极伸出长度一般为3-5mm伸度过长，氩气保护效果降低，伸出太短，操作不便，管型母线焊接常用圆底锥面为佳。 十、管母的焊接工艺 管母焊缝外表不的低于管母表面并均匀美观，焊缝及热影响区应无肉眼可见的裂纹，凹陷、气孔、夹钨等缺陷，余高≤4mm咬边深度不的超过母线厚度的10%，且其总长度不的超过焊缝总长的20%。 管母焊接前管段对口应平直，其弯折偏移不应大于0.2%中心偏