铝合金焊件的焊前准备和焊后清理方法

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：铝及铝合金的焊接接口通常，铝及铝合金对接焊时的坡口形式，见表4-7。由于铝及铝合金表面硬度较软，清理焊件表面时，不允许用各种砂纸、砂布或砂轮进行打磨，以免在打磨时脱落的砂粒被压入铝及铝合金表面，影响焊接质量。表4-10 常用的铝及铝合金焊后清理方法

1.铝及铝合金焊件的焊前下料及坡口加工

（1）铝及铝合金的焊前下料铝及铝合金焊前下料多用剪板机或刨削加工，也有用等离子弧切割下料的，但是，在加工时要确保坡口处没有裂纹和刀痕。因为，在焊前进行化学清洗时，坡口加工处的裂纹或加工的刀痕处，会积存化学清洗液，影响铝及铝合金的焊接质量。

（2）铝及铝合金的焊接接口通常，铝及铝合金对接焊时的坡口形式，见表4-7。铝及铝合金钨极氩弧焊（TIG焊）时的对接坡口形式，见表4-8。

表4-7 铝及铝合金对接焊时的坡口形式

表4-8 铝及铝合金钨极氩弧焊（TIG焊）时的对接坡口形式

2.焊前清理

铝及铝合金在空气中极容易氧化，氧化后在其表面形成致密的三氧化二铝（Al₂O₃）氧化膜，该氧化膜的熔点高达2050℃，比铝的熔点658℃高出近1400℃。因此，在焊接加热过程中，往往表面的Al₂O₃氧化膜还未达到温度，而氧化膜下面的纯铝却已熔化，使焊工难以控制焊接热输入，无法保证焊接质量。另外，氧化膜还极易吸收水分，它不仅妨碍焊缝的良好熔合，还是形成气孔的根源之一。为了保证焊接质量，焊前必须仔细地清理焊件待焊处、焊丝表面的氧化膜及油污。焊前清理主要有机械清理和化学清理两种方法。

（1）机械清理清理前先用有机溶剂（汽油或丙酮）擦拭待焊处表面，紧随其后用细铜丝刷或不锈钢丝刷（金属丝直径＜0.15mm）及各种刮刀，将待焊处的表面刷净（刮净），要刷（刮）到露出金属光泽为止。由于铝及铝合金表面硬度较软，清理焊件表面时，不允许用各种砂纸、砂布或砂轮进行打磨，以免在打磨时脱落的砂粒被压入铝及铝合金表面，影响焊接质量。

机械清理时，不仅清理焊件表面，还要认真清理坡口钝边和坡口面，否则，容易在焊接过程中产生气孔、夹渣等焊接缺陷。

机械清理方法主要适用于去除铝及铝合金表面的氧化膜、各种锈蚀在铝及铝合金表面的污染，以及在轧制生产过程中产生的氧化皮等。机械清理方法常用于大尺寸的焊件表面，焊接生产周期较长、多层焊接，以及经过化学清理后又被污染的焊件清理。

（2）化学清洗用化学清洗的方法，不仅可以去除氧化膜，还可以起到去除油污的作用。清洗过程用酸和碱等溶液清洗焊件，不仅效率高，而且清洗质量稳定，常适用于被清洗的焊丝尺寸不大、成批量生产的焊件。

用碱溶液或酸溶液进行清洗时，溶液中碱或酸的含量及清洗时间，是随着溶液的温度高低而不同的。如果溶液的温度高，则可以降低溶液中碱或酸的含量或缩短清洗时间；清洗后的铝及铝合金表面是无光泽的银白色。常用铝及铝合金的表面焊前化学清洗方法见表4-9。

表4-9 常用铝及铝合金的表面焊前化学清洗方法

3.焊接垫板

铝及铝合金在高温时强度很低，容易在焊接过程中焊缝发生下塌，为了既保证焊缝焊透，又不至于发生焊缝下塌缺陷，所以，在焊接过程中，常在焊缝的背面用垫板来托住熔化、软化的铝及铝合金焊件，垫板的材料有不锈钢、石墨和碳钢等，为了使焊缝背面成形良好，可以在垫板的表面开一个弧形圆槽，以确保焊缝背面的成形。对于熟练的专门焊接铝及铝合金焊工，焊接时也可以不加背面的垫板。

4.焊件的焊前预热

铝及铝合金的热导率比较大，焊接热输入要损失一部分，在厚度超过5mm以上焊件焊接时，为了确保焊接接头达到所需要的温度，保证焊接质量，在焊接以前，应该对待焊处进行预热。预热温度为100～300℃，预热的方法有氧乙炔火焰、电炉或喷灯等。

由于铝及铝合金在高温时不变颜色，无法判定焊件上达到的预热温度值，因此，可推荐以下几种鉴别温度的方法：

（1）用TEMPILSTIK温度测试蜡笔该系列的蜡笔共有87个温度级别，由40℃开始，在400℃以下，每增加5℃为一个级别，在400℃以上时，每增加10℃或25℃为一个级别。焊前用该蜡笔在预热处画一条直线，当预热的温度达到所选定的温度时，则该颜色的蜡笔会改变颜色，此时，可以停止预热。

（2）用氧乙炔焰的强碳化焰喷焊件的待焊处预热前先用强碳化火焰，喷到铝及铝合金表面待焊处，使焊件的表面呈灰黑色，然后，将火焰调成中性火焰，在焊件的表面来回反复地进行加热，当预热的焊件表面碳黑被烧掉时，即表明该焊件已达到预热温度，此时，可以停止预热。

5.焊件的焊后清理

焊后的铝及铝合金焊接接头及其附近区域，会残存焊接熔剂和焊渣，应该尽快清理掉，因为残存的焊接熔剂和焊渣，在空气中的水分作用下，会加快腐蚀铝及铝合金表面的氧化膜，从而也使铝及铝合金焊缝受到腐蚀性破坏。因此，焊后应该立即清除焊件上的熔剂和焊渣。常用的铝及铝合金焊后清理方法见表4-10。

表4-10 常用的铝及铝合金焊后清理方法

铝合金焊件的焊前准备和焊后清理方法

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