焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响
宋照东
[摘 要]铝合金在现如今被运用在了工业、汽车制造业等各个领域，不仅因为其拥有密度小、强度高等优点，铝合金还具有优越的金属性能。所以，对于铝合金性能的研究具有实用价值和现实意义。铝合金本身性能与本身混合的金属含量有关，同时与在使用铝合金时，所焊接的材料及焊接工艺有关，后两者对合金焊接性能的影响也不容小觑，本文主要就焊接材料及工艺对铝合金焊接性能影响做简要分析。
[关键词]焊接材料；铝合金；焊接性能；问题分析
中图分类号：TG42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0023-01
在工业经济快速发展，新科技融入于各个领域的时代，铝合金作为一种特殊工业材料被广泛运用。近几十年来，合金大范围的应用推动了对于铝合金的研究，其中对于铝合金焊接技术的研究最难攻坚。影响铝合金焊接的要素有很多，除了焊接材料的选择以外，焊接工艺、焊接技术等都会对合金性能产生影响，所以，若想铝合金被更为广泛的应用，研究铝合金焊接问题势在必行。
1.铝合金焊接材料概述
1.1 焊条
焊条为在铝合金焊接作业时熔化填充在工件连接部位的工件，为在铝合金焊接过程中必备的零部件，是铝合金在日常的焊接作业中所使用的零部件，根据不同的用途，所使用的焊条的型号不尽相同，但是焊条的规格比较统一，用于焊接纯铝板、纯铝容器是采用的型号一般为E1100，其焊芯的材质为纯铝，焊条的规格一般为3.2毫米到4.5毫米之间。一般所使用的焊条规格相同，在使用焊条连接对应工件后，能够加强工件的稳定性。所以，在进行铝合金焊接过程中应当慎重选取与焊接零部件相匹配的焊条种类，以提高焊接强度。
1.2 焊丝
焊丝也是作为焊接工件时的金属填充物的中的一种，但是他同时又被用作导电零部件，在焊接工件完成后当做导电电极使用，与焊条不同，焊絲表面无需涂抹抗氧化剂。焊丝大体上可以分为三大类，分别为轧制类、铸造类及药芯类。在日常焊接工件中常用到的焊丝种类为榨轧制类，其中主要包括合金结构钢焊丝、有色金属焊丝、碳钢焊丝等。在选择焊丝进行工件焊接时，焊丝的种类取决于母体的材质以及所需焊接的结构。焊丝能够使工件焊接后具有更高的导电性及稳定性。在保存焊丝是应当避免仓库的潮湿，所以应当在存在焊丝的仓库安装通风除潮设备，潮湿的焊丝不仅增加了工件焊接的难度，对于焊接完成后焊丝的导电性能也有一定的影响。焊丝除了应当注意防潮，更应避免与腐蚀性物质靠近放置，在存放时也应当分门别类，对不同种类的焊丝进行分类保存，方便之后的取用。
2.铝合金的焊接工艺
2.1 焊接工艺概述
铝合金焊接工艺主要可分为手工MIG焊及自动MIG焊，详细又可划分为气焊、氩弧焊、铆焊等，其中所使用的保护气体主要为惰性气体。随着科技的发展，科研人员为了设计出更加方便的铝合金焊接工艺，也做了深入的研究，最新的焊接方法包含激光焊接，电子束焊等等，但是新技术由于其成本偏高，还未被大范围应用。氩弧焊是被最广泛使用的焊接方法之一，熔化极氩弧焊MIG主要可运用在三毫米以上的零部件中。MIG焊接的过程中，还受到电压及其他外界的干扰，如果能够以恒定的电压稳定输出，则大致能够保证焊接接口的稳定性，从而确保焊接品质。
2.2 焊接接头的设计
焊接接头的设计对焊接工艺有着重要影响，不同的焊接接头的设计及材质都会直接影响到焊接工件的性能。焊接接头主要有三个组成部分，分别为焊缝金属、热材质区及工件母材组成。焊接接头最主要的在于其结构的设计，主要包括焊接接头的尺寸及焊接方式，只有设计好了接头与所需焊接工件的连接方式，才能够使焊接过后的铝合金零部件具有更好地技术性能，从而保证焊接质量。好的焊接接头不仅能够提升工件的整体稳定性，还能使所设计的力学结构能够很好地发挥作用，从而保障零部件的美观及工艺的简化。另一方面，如果所选择的焊接接头不能够满足上述性质，则为不良焊件，有可能影响工件安全性，所以不能使用。铝合金的焊接方式大致可分为对接式，X形对接搭接等多种方式。但是在实际操作中，存在很多其他的影响因素，例如操作环境的湿度、铝合金自身的膨胀系数的。在实际操作中可以使用固定的模具进行衔接，防止在焊接工作中发生错位等影响焊接的情况发生。
2.3 焊接溶剂的选择
焊接溶剂是在焊接铝合金零部件是所搭配使用的焊接材料，其主要目的是在于可以去除在焊接工作中所产生的杂质，从而提高焊接接口纯度，从而保证焊接的质量，提高焊接零部件性能。时下最常用的焊接溶剂主要有含锂溶剂和不含锂的溶剂两种，含锂溶剂主要用于一般位置焊接，因为其易熔，且粘性小，不含锂的溶剂则用于特定的铝合金构建的焊接及特定的位置。在焊接过程中添加焊接溶剂时，应把焊接溶剂与蒸馏水混合，然后再使用，将配置好的溶剂涂抹在连接口处，随调随用，避免二次利用调和溶剂的情况出现。
2.4 火焰的选择
在焊接工艺过程中对火焰的要求十分苛刻，不能采用我们平时生活中所使用的氧化火焰，因为铝合金并不具有抗氧化性，如果使用氧化火焰则会加快铝合金工件的氧化速度，从而降低铝合金的使用寿命。操作人员应当控制施工火焰为中性火焰或者微弱碳化火焰，火焰的温度控制在铝合金承受范围之内，这样切割出来的坡口会更便于之后焊接工作的进行，也能够有效增加焊件的稳定性，至于坡口的几何结构则取决于零部件的厚度以及金属性能。在进行对铝合金零部件焊接之前，应当采用预热的方式使焊件所需焊接的部位达到一定的温度，一般为600℃到700℃之间，并且在整个焊接过程中应控制局部及焊点的温度不发生改变，这样不仅能够减少焊接零部件的缝隙，防止开裂，同时提升了焊缝的美观性。
2.5 焊接参数的选择
能够影响到铝合金焊接质量的因素有很多，除了上文中提到的硬件外，喷嘴的直径和喷射流量，包括焊枪与母件中的距离都会影响到焊点的厚度，所以应该参照经验或者相关的标准，进行统一的规定。为了尽可能的减少焊点的糙度及提高工艺性，应该控制焊枪的焊接速度，使其匀速进行焊接工作，这能够有效避免变形的发生，同时提高焊点稳定性，保证了焊接的质量，一般手工焊接的速率为8—12m/h，若为自动焊枪，设定好速率进行焊接即可。
3.铝合金焊接后期检修
虽然标准的施工工艺一般能够保证铝合金焊接的正常使用，但是后期定时的检修也是必不可少的，定时定期的对铝合金焊缝进行检查维修，不仅能够保证焊件的正常运转，防止安全事故的发生，同时也能提高设备工作效率。对于铝合金焊件的维护一定要有相应的规范，并对检修人员进行统一的培训，能够使检修人员进行标准化操作。
4.结语
随着工业工艺不断的发发展，铝合金被应用在了各个领域，技术人员在探索焊接材料及工艺之后，选用匹配的焊接材料就能够有效提高铝合金接口的金属性能，保障焊件的安全性。在探索铝合金焊接工艺的时候，不仅要结合理论依据，更要结合平时所总结的经验技巧，使铝合金焊接工艺在工业技术中得到更好的发展。
参考文献
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