铝及铝合金在现代工程技术所用的各种材料中占有举足轻重的地位,它在世界年产量仅次于钢铁而居第二位,在有色金属中则居位 [1] 。如果说铝合金初是在航空工业中崭露头角的话,那么近几十年来,除航空工业外,在航天、汽车、船舶、桥梁、机械制造、电工、化学工业及低温装置中已大量应用铝及铝合金,以制造各种部件、油箱、耐蚀容器及导线等。目前铝合金焊接结构中应用广的是防锈铝合金,即铝镁合金和铝锰合金。
铝合金焊接是指铝合金材料的焊接过程。铝合金强度高和质量轻。主要焊接工艺为手工MIG焊(熔化极惰性气体保护焊)和自动MIG焊,其母材、焊丝、保护气体、焊接设备 [2] 。
铝合金焊接选用点接触形式的工装,以减小工装与工件的接触面积。如果工装对工件是面接触,就会很快带走工件的热量,加速了熔池的凝固,不利于焊缝气孔的排除。工装液压系统的压力控制在9~9.5MPa。
压力过小达不到预设反变形的目的,但是压力过大,又会使铝合金结构的拘束度增大。由于铝合金的线胀系数大,高温塑性差,焊接时易产生较大的热应力,可能会使铝合金结构产生裂纹。
对于6005A、6082、5083 母材来说,选择的焊丝牌号为5087/ AlMg4.5MnZr ,5087 焊丝不仅抗裂性能好,抗气孔性能优越,而且强度性能也很好。对于焊丝规格的选择,优先选择大直径规格的焊丝。同样的焊接填充量即同等重量的焊丝,大规格焊丝较小规格焊丝的表面积要小很多,因此,大规格焊丝较小规格焊丝的表面污染要少即氧化区域要小,焊接质量更容易达到要求。另外大直径焊丝的送丝过程更容易操作。对于8mm以下板厚的母材一般采用1.2mm直径的焊丝,对于8mm及以上板厚的母材采用1.6mm直径的焊丝。自动焊机采用1.6mm直径的焊丝。
Ar100%的特点是电弧稳定、引弧方便,对于8mm以下板厚的母材一般采用Ar100%进行焊接。对于8mm及以上板厚的母材和气孔要求高的焊缝,采用Ar70%+He30%进行焊接。氦气的特点在于:9倍于氩气的导热性,焊接速度更快,气孔率减少,熔深增加。厚板焊接时,Ar100%和Ar70% +He30%的熔深状况。气体的流量选择不是越大越好,流量过大会造成紊流,导致熔池保护不充分,空气与熔敷金属发生反应,会改变焊缝组织,使性能下降,而且产生焊接气孔的倾向增加。