４．５焊剂
气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。气焊用的焊剂 为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可去除 氧化膜。
４．６焊丝
焊丝应选择与铝排材质相匹配的焊丝。 ４．７焊接 铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没 有明显的色泽变化，焊接时操作判断熔化状态较难， 高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易造成塌陷和烧 穿。加热时，焊丝要在焊件表面不断地拨动，一旦熔 化即刻连续焊接，中间最好不要停顿。焊接速度要 快，焊丝送进速度要跟的上，焊嘴在焊缝周围做环形 动作，焊丝在向下送进的同时，在容池内做搅拌动 作，使其液态金属均匀。
形成。
３．１．２定位焊缝应有使当的长度、间距和高度， 以保证其有足够的强度而不致在焊接过程中开裂。 ３．１．３定位焊缝如发现缺陷应及时处理。对作为 正式焊缝一部分的根部定位焊缝，还应将其表面的
专列
牛连山，等：铝及铝合金的焊接方法
２１９
黑料、氧化膜清除，并将两端修整成缓坡形。 ３．１．４拆除定位板时不应损伤母材。拆除后应将 残留焊肉打磨至与母材表面齐平。 ３．２焊接工艺应符合下列要求： ３．２．１手工钨极氩弧焊应采用交流电源。熔化极 氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。 ３．２．２为减少焊接变形，应采取合理的施焊方法 和顺序。或进行刚性固定，并应预先考虑收缩余量。 ３．２．３正式焊接前，可在试板上进行堆焊试验，调 整好各工艺参数，并确认无气孔后再进行正是焊接。 ３．２．４在保证焊缝熔透和熔合良好的条件下，应在 焊接工艺规程允许范围内尽量采用大电流、快焊速施 焊。焊丝的横向摆动幅度不宜超过其直径的三倍。 ３．２．５无特殊要求时，焊件焊接前不进行预热。 多层焊时，层间温度应尽可能低，宜不高于１００。Ｃ． ３．２．６钨极氩弧焊时，焊接过程中焊丝端部不应 离开氩气保护区，焊丝送进时与焊缝表面的夹角宜 在１５。左右。焊枪与焊缝表面夹角宜保持在８０。～ ９０。之间。对于厚度不小于４ｒａｍ的立焊和横焊位置的 焊缝，当条件允许时，底层焊接可采用双面同步氩弧
参考文献
陈伯蠡．焊接冶金原理［Ｍ】．北京：清华大学出版 社，１９９１． 殷树言．铝及铝合金技术的新进展 胡煌辉．铝合金焊接技能 邓文英．金属工艺学
下列规定：
ｂ≤０．５咖
形式为Ｖ型，无钝边，坡口角度７０～７５。为宜。不 同壁厚的对接焊应有１４０ｍｍ的过渡段。坡口及附近
表面可用锉削、刮削、铣削或用０．２ｍｍ左右的不
锈钢丝刷清除至露出金属光泽。两侧的清除范围距 坡口边缘应不小于３０ｍｍ使用的工具定期脱脂处理。 １．６综合保护 在焊接过程中加强保护，防止其氧化。钨极氩弧 焊时，选用交流电源，通过阴极清理作用去除氧化 膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。气焊用的焊剂 为钾、钠、锂、钙等元素的氯化物和氟化物，可去除 氧化膜。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦 弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用 大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可 不需要阴极清理。 １．７线膨胀系数的影响与预防措施 铝及铝合金的膨胀系数约为碳素钢和低合金钢 的两倍，铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和 应力较大。因此，需采取预防焊接变形措施。 铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹 及较高的内应力。生产中可采用调节焊丝成分与焊 接工艺的措施防止热裂纹的产生。根据生产经验，选 择含硅量４．５％～６％的焊丝会有更好的抗裂性。 铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没 有明显的色泽变化，焊接时操作判断熔化状态较 难，高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易造成塌 陷和烧穿。可采取背面垫板的方法，避免此问题的
１铝及铝合金的焊接特点
１．１氧化膜 铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝 熔点高（其熔点高达２０５０。Ｃ，远高于铝熔点６６０。Ｃ）， 非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化 膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、 未焊透等缺陷。
１．２气孔的产生
铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊 缝产生气孔。对焊接环境的要求主要是为了防止焊
焊后留在焊缝及附近的残焊剂和焊渣会破坏铝表 面的钝化膜，有时还会腐蚀铝件，应处理干净。一般 可用热水冲刷或蒸汽吹刷等简单方法清理。
物附着时，必须将飞溅物清除或交换喷嘴。当钨极 端部出现污染，形状不规则等现象时，必须修整或 更换。
５结论
随着铝及铝合金加工产业的扩大，焊接工艺在不 断地完善和出新，用户可根据生产需求选择不同的工 艺方法。通过充分认识和了解铝合金材料特性及工艺 方法，并采取一定措施能够很好的完成铝合金材料的
加工后的坡口表面因平整、无毛刺和飞边。坡口
２焊前准备
２．１铝材可采用机械或等离子弧等方法切割
下料。
坡口加工采用机械加工法。加工坡口表面应平
整、无毛刺和飞边。
坡口形式和尺寸应根据接头型式、母材厚度、焊 接位置、焊接方法、有无垫板及使用条件。 ２．２施工中可更具结构形式、焊接位置及施工 条件，在焊缝背面加临时垫板。垫板可使用不锈 钢、碳钢、铜板、石墨板等对焊缝质量无不良影响 的材料。 ２．３管道焊件组对时，应做到内壁平齐，其错边 量应符合下列规定： 当壁厚Ｓ≤５ ｍｍ时， 当壁厚Ｓ＞５ ｍｉｌｌ时，
缝中气孔的产生。当相对湿度大于８５％或环境温度 较低时，受坡口、焊丝表面及气体管路内壁所吸附 的冷凝水影响，焊缝中的气孔倾向将会急剧增高。将 相对湿度限制在８０％以内，环境温度不低于５。Ｃ。若 超出规定则应采取相应的防护措施。（相对湿度和环 境温度在距焊件５００－１０００ｍｍ范围内测量）。在室 外施工，一般均应设置挡风围屏，以使氨弧焊施工 时氩气不被吹散，而影响气体保护作用，使焊接能 顺利进行。 １．３表面清理 焊接前应对焊缝位置采用化学和机械方法进行严 格处理。焊丝与坡口表面氧化膜的清楚质量，对防止 焊缝中气孔和未熔合等缺陷的产生是十分重要的。 １．４化学清除法 坡口３０－５０ｍｍ范围内的油污和氧化膜清除掉， 清除顺序和方法如下：用丙酮或四氯化碳等有机溶 剂去除表面油污，坡口两侧清除范围不小于５０ｍｍ。 焊丝同时采用化学法清理。化学法清理是用约７０。Ｃ，
４．８焊后清理
３．２．７焊接过程中，焊层间的氧化膜、过高焊肉 及其它焊接缺陷必须清除。对需清根的双面焊或进 行封底焊的焊缝，应采用机械法清理焊根。 ３．２．８纵焊缝两端应装上铝制的引弧板和引出 板。纵环焊缝清理弧坑后接续焊时也宜在引弧板上 引燃电弧，待电弧燃烧稳定后再进行焊接。
３．２．９当喷嘴上有明显阻碍氩气气流流通的飞溅
出现。
ｂ≤０．１Ｓ且ｂ≤２
ｍｍ
２．４设备、容器焊件组对时，其错边量ｂ应符合 当壁厚Ｓ≤５咖时，
当壁厚Ｓ＞５ ｍｍ时，
ｂ≤０．５砌
ｂ≤０．１Ｓ且ｂ≤２
且ｂ≤５
ｍｍ
ｍｍ
焊缝环ｂ≤０．２
Ｓ
２．５不等厚度板对接焊件时，薄件端面应位于厚 件端面之内。当表面错边量超过３嘞或平面焊缝根部 错边量超过２哪时，则厚件应作削薄处理。 ２．６焊接工艺参数的选择 应在焊接工艺规程规定的范围内正确选用焊接工
８～１４
１２～１６
１０～１２ １４～１６ １８～２０
６～７
６～７
１４～１８ １６～１８
２８０～３６０ ２８０～３８０
１６～２０
５～６
３焊接工艺要求
３．１定位焊缝应符合下列规定： ３．１．１焊件组对可在坡口外点焊定位，也可在坡 口内点固。焊接定位焊缝时，选用的焊丝应与母材相
匹配。
铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎 不溶解。在焊接熔池凝固和冷却的过程中，氢来不及 溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材 料、母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的 来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的
专翻
油号管厦安宝
２１７
铝及铝合金的焊接方法
牛连山 胡庆春
中国石油管道焊接培训中心
摘要：通过对纯铝的焊接性能分析， 关键词：铝及铝合金 焊接性能
强调了纯铝焊接工艺特殊性和复杂性。 焊接工艺
０前言
随着工业的不断发展，铝及铝合金的加工技术 也得到的飞跃似的进步。由于铝及铝合金具有氧化 性强、熔点低（６６０。Ｃ）、导热快、线膨胀系数大、熔 化潜热大等多种物理及化学性能特点，因此，选择适 合的焊接方法成为关注的重点。本文就纯铝焊接技 术作一探讨。
焊工艺。
性好，尤其采用氧乙炔气焊方法焊接时，温度高、受 热范围大，焊缝金属容易产生下塌现象。３～４ｍｍ的 板厚焊接时需在背面加垫板，垫板材料采用碳素钢 板即可。当板厚５～６ｍｍ时需开坡口，单面焊双面 成型焊接时，在背面需要加垫板表面开圆形槽的垫 板，以保证反面成型。垫板材料厚度采用１２ｍｍ以上， 焊接时垫板受热不容易变形即可。 ４．４焊前预热 ３～４ｍｍ的板厚焊接时不预热。当板厚５－６ｍｍ焊 时可适当预热，但温度不宜过高，１００。左右即可。
作者简介：牛连山（１９７４一），隶属中国石油天然气管道局，中国石油管道学院技能指导教师、高级技师、中国石油天然气 集团公司技能专家。
２１８
油与管厦安至
专翻‘
５—１０％的氢氧化钠溶液浸泡３０～６０秒钟后，或用常
温５～１０％的氢氧化钠溶液浸泡３５Ｊ－隼币。接着用约１５％ ＨＮＯ，（常温）浸泡２分钟左右后用温水清洗。或用 冷水冲洗。再使其完全干燥。对已经可靠表面处理、 并未被氧化或受污染的焊丝，不再进行上述处理可 直接使用。清理好的坡口及焊丝在焊前不应再被沾 污，若无有效的防护措施，应在２４小时内施焊，否 则应重新清理。 １．５机械加工法
艺参数
表２．６．１手工钨极氩弧焊焊接工艺参数
ｌ母柯厚度 焊丝直径 ｒ珊、
２～３ ３～５ ５～６ ６ ６
钨极直径
喷嘴直径
氨气流量
ｌ
焊接电流
（Ａ，
埠接层数
ｌ １～３ ３～４ ４～５
１／ｍｌ
ｒｌ’
１
５～３
４～８
２～３ ３～５ ５～６
８～１２
４～ｌＯ
４０～ｌｌＯ １００～２５０
２４０～３００