鋁是銀白色的輕金屬，其特點(diǎn)是比重小，約為鋼的1/3，熔點(diǎn)低（658℃），具有良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性、塑性和耐蝕性。可用做制造電纜、化工耐蝕容器、油箱以及家用器皿材料。
一、鋁合金焊接工藝特點(diǎn)bjj
在純鋁中加入鎂、錳、硅、銅、鋅等合金元素，形成的鋁合金除了具有純鋁的優(yōu)良性能外，還具有較高的機(jī)械性能和良好的加工性。
工業(yè)純鋁含鋁在99%以上，按其雜質(zhì)的多少可分為L01、L02、L1、L2、L3、L4、L5、L6，其中L01含雜質(zhì)最少。
鋁合金按照使用狀態(tài)的不同，可分為變形鋁合金與鑄造鋁合金。經(jīng)過冷、熱加工，以鍛坯、板材、管子、棒材等形式供應(yīng)的鋁合金，都稱為變形鋁合金。變形鋁合金可分為非熱處理強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化兩類。鑄造鋁合金主要是鋁硅合金（ZL，ZL10，ZL11）、鋁銅合金（ZL1, ZL2）、鋁鎂合金（ZL5、ZL6）。應(yīng)用最多的是鋁硅合金，這類合金鑄造性能良好，并有較好的耐蝕性和耐熱性，但其力學(xué)性能差。
變形鋁及鋁合金新舊標(biāo)準(zhǔn)牌號的對照見表4-10。
表4-10 變形鋁及鋁合金新舊牌號對照表
續(xù)表
注：“原”是指化學(xué)成分與新牌號等同，且都符合GB3190—1982規(guī)定的舊牌號；“代”是指與新牌號的化學(xué)成分相近似，且符合GB3190—1982規(guī)定的舊牌號?！霸谩笔侵敢呀?jīng)鑒定，工業(yè)生產(chǎn)時曾經(jīng)用過的牌號，但沒有收入GB3190—1982中。
熱處理強(qiáng)化鋁合金是指可利用熱處理方法提高強(qiáng)度的鋁合金，這類合金有硬鋁合金（Al-Cu-Mg系，如LY3、LY12等）、鍛鋁合金（A1-Mg-Si-Cu系，如LD2、LD10等）、超硬鋁合金（AICu-Mg-Zn系，如LC4等）。非熱處理強(qiáng)化鋁合金是指利用熱處理方法后仍不能提高強(qiáng)度的鋁合金，它主要是通過加錳、鎂等元素的固溶強(qiáng)化提高合金的強(qiáng)度。這類合金有鋁錳合金（LF21）和鋁鎂合金（LF2、LF3、LF5、LF6等）。鋁錳合金有良好的耐蝕性和焊接性，但強(qiáng)度較低，用于需要焊接而強(qiáng)度要求低的結(jié)構(gòu)和零件。鋁鎂合金有較高的強(qiáng)度、塑性和耐震性能，并且有良好的焊接性和耐蝕性能。
鋁及鋁合金焊接時容易出現(xiàn)以下問題。
（1）出現(xiàn)集中型大氣孔和分散型小氣孔。
集中型大氣孔大多分布在熔合線附近或原坡口根部的表面上，斷面呈圓形，尺寸較大、數(shù)量不多；散布型小氣孔常布滿整個焊縫的截面，斷面呈圓形，尺寸小，數(shù)量多，有些氣孔由于尺寸小，用X射線檢驗(yàn)往往不能發(fā)現(xiàn)。
焊接鋁及鋁合金所產(chǎn)生的氣孔主要是氫。熔化金屬中氫的溶解度以鋁為最大，因此，高溫時鋁可以溶解大量的氫。在凝固、過程中氫的溶解度從0.69mL/100g降到0.036mL/100g，相差約20倍，原先熔于液態(tài)鋁中的氫幾乎全部析出，形成氣泡。但由于鋁及鋁合金的比重小，氣泡在熔池中浮升的速度慢，加上鋁的導(dǎo)熱性強(qiáng)，冷凝快，不利于氣泡浮出，因此焊接鋁時，焊縫產(chǎn)生氣孔的傾向很大。
焊接時，為了減少氫的來源，焊前對焊件和焊接材料都應(yīng)認(rèn)真地清除潮氣及油污，并選擇強(qiáng)規(guī)范焊接工藝，采用大線能量，增加熔池存在時間，有利于氫的析出。同時，在焊接過程中應(yīng)量減少中斷，防止氣孔的形成。
（2）出現(xiàn)熱裂紋，既可能在焊縫中產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，也可能在近縫區(qū)產(chǎn)生液化裂紋。
由于鋁的線膨脹系數(shù)約比鋼大一倍，而凝固時的收縮率又比鋼大兩倍，因此，焊接鋁及鋁合金時產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和焊接變形。其次，鋁合金高溫塑性低，因此，在較大的內(nèi)應(yīng)力下易產(chǎn)生熱裂紋。純鋁及大部分非熱處理強(qiáng)化鋁合金在熔化焊時，一般是不易產(chǎn)生焊接裂紋的。但是當(dāng)焊件的剛度較大或合金雜質(zhì)控制與工藝條件不當(dāng)時，也往往會出現(xiàn)裂紋。
防止裂紋產(chǎn)生的方法主要是：合理選擇焊絲的成分，可以在較大范圍內(nèi)改變焊縫化學(xué)成分，用加熱集中的焊接方法，并用較大的焊接電流和較快的焊接速度，減少焊接應(yīng)力，采用小間隙、合理的焊接順序等。
（3）焊接以后，鋁及鋁合金的接頭強(qiáng)度都有不同程度的降低，出現(xiàn)焊接接頭軟化。特別是硬鋁和超硬鋁，強(qiáng)度只有母材的50%～70%。
（4）焊接以后，鋁及鋁合金的焊接接頭耐腐蝕性降低，尤其是熱處理強(qiáng)化鋁合金。
（5）在空氣中極易生成氧化膜（Al2O3）。在焊接時，會阻礙金屬之間良好地結(jié)合，容易造成未熔合和夾渣等缺陷。
鋁和氧的親和力很大，在大氣中就能與氧化合，生成一層致密而難熔的氧化膜（Al2O3），其熔點(diǎn)高達(dá)2050℃，焊接時覆蓋在液態(tài)鋁的上面，阻礙填充金屬與母材之間的結(jié)合，妨礙熔融金屬的填充；Al2O3的比重也大（氧化膜比重為3.95～4.18g/cm3），約為鋁的1.4倍，極易形成夾渣。
防止產(chǎn)生夾渣的辦法如下：
①焊前對坡口和焊絲表面的氧化鋁薄膜進(jìn)行嚴(yán)格的清理。
②焊接過程中對焊接區(qū)進(jìn)行有效保護(hù)，防止焊接過程中出現(xiàn)二次氧化。
③鎢極氬弧焊時，避免電流過大，并避免鎢極或碳極與焊絲或熔池接觸，不能用電極直接在坡口內(nèi)引弧。
④熔化極氬弧焊時，避免導(dǎo)電嘴接觸不良或過熱。
未熔合常在坡口表面、根部表面上產(chǎn)生。其產(chǎn)生原因有：坡口和根部表面上的氧化膜沒有很好地清除，妨礙液態(tài)金屬熔合；焊接熱輸入不夠大；焊槍未對中焊縫中心線等。
為防止產(chǎn)生未熔合，可采取以下辦法。
①嚴(yán)格清除坡口和焊絲表面上的氧化膜。
②適當(dāng)提高焊接熱輸入，必要時對焊件預(yù)熱。
③鎢極氬弧焊時，采用交流電源或直流反接電源，發(fā)揮“陰極霧化”作用，消除氧化膜。
④焊接時控制電弧始終對準(zhǔn)焊線。
二、鋁合金焊接工藝與操作技巧
1.焊絲
鎢極氬弧焊的特點(diǎn)是操作容易、熱量集中、保護(hù)效果好、焊縫成形美觀、質(zhì)量好，而且焊件的變形小。通常，對質(zhì)量要求高的鋁及鋁合金構(gòu)件都采用氬弧焊來進(jìn)行焊接。
鋁及鋁合金焊絲可以分為同質(zhì)焊絲和異質(zhì)焊絲。一般選用與母材化學(xué)成分相同的焊絲，或者從母材金屬上切下的板條作為填充金屬，即同質(zhì)焊絲。異質(zhì)焊絲是為適應(yīng)抗裂性的要求研制的，常用的異質(zhì)焊絲是SAlSi5，該焊絲液態(tài)時流動性好，凝固的收縮率小，焊縫金屬有較高的抗裂性，常用于焊接除鋁鎂合金外的其他鋁合金；焊接鋁鎂合金時，應(yīng)選用含鎂量比母材金屬高1%～2%的鋁鎂焊絲。焊補(bǔ)鋁鑄件的焊絲直徑可粗些，一般5～8mm。常用鋁及鋁合金焊絲見表4-11，焊絲直徑的選擇見表4-12。
表4-11 鋁及鋁合金焊絲成分及性能
續(xù)表
表4-12 鋁及鋁合金焊絲直徑的選擇
2.焊前準(zhǔn)備
鋁及鋁合金表面一般都覆蓋著油污和氧化鋁薄膜，它們阻礙著焊縫金屬的熔合，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔、夾雜以及未焊透等缺陷，影響了接頭性能，也會惡化焊縫的成形，因此，焊接之前必須嚴(yán)格清除焊接區(qū)（焊縫邊緣的兩邊30～50mm范圍內(nèi)）和焊絲表面的油污及氧化膜等雜質(zhì)。清理方法有化學(xué)清洗法和機(jī)械清洗法兩種。
（1）化學(xué)清洗法。
采用有機(jī)熔劑（汽油、丙酮、四氯化碳等）擦凈鋁材表面的油污，或者用40%～50%工業(yè)磷酸三鈉、40%～50%碳酸鈉和20%～30%水玻璃配成溶劑，并加熱到60～70℃，浸5～8min來除去油污。最后將焊件或焊絲放在60～70℃的熱水中沖洗掉黏附在焊件表面的溶液，再在流動水中沖洗干凈。去除氧化膜采用表4-13的清洗順序進(jìn)行。
表4-13 化學(xué)清洗法去除鋁及鋁合金氧化膜
此法清洗效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，適用于清洗焊絲及構(gòu)件尺寸不大的焊件。
（2）機(jī)械清洗法。在去除油污后，用細(xì)鋼絲刷（鋼絲φ≤0.2mm）將焊接區(qū)域表面氧化膜刷凈；對小焊件以及化學(xué)清洗后又局部氧化的部分也可用刮刀清除，直至露出金屬光澤為止。一般不采用砂輪、砂紙或噴砂等方法，因?yàn)樯傲Ａ粼诮饘俦砻?，焊接時會產(chǎn)生夾渣等缺陷。
清洗后焊件及焊絲應(yīng)保持清潔和干燥。在存放過程中，特別在潮濕的環(huán)境中會很快會被氧化，生成新的氧化膜。因此，清洗后的焊件和焊絲存放不得超過24h，特別是潮濕、污染的環(huán)境不得超過4h，否則就重新進(jìn)行清洗和清理。
3.坡口形式
鋁及鋁合金焊接的接頭和坡口形式如表4-14表示。
表4-14 鋁及鋁合金焊接時的接頭和坡口形式
續(xù)表
4.手工TIG焊工藝與操作技巧
鋁及鋁合金的鎢極氬弧焊主要適用于薄板結(jié)構(gòu)，其操作方法和要領(lǐng)如下。
（1）焊接電源一般采用交流電源，所用氬氣為純氬，純度不低于99.9%。
（2）焊前檢查鎢極裝夾情況，鎢極應(yīng)磨成圓錐形，以便電弧集中，燃燒穩(wěn)定；其外伸長度一般為5mm，鎢極應(yīng)處于焊嘴中心，不得偏斜。
（3）引弧應(yīng)采用高頻引弧裝置，引弧時應(yīng)先在引弧板（石墨板或廢鋁板）上點(diǎn)燃電弧，待電弧燃燒穩(wěn)定，鎢極端部被加熱一定溫度后，將電弧移到焊接區(qū)。
（4）焊槍、焊絲和工件的相互位置，要便于操作又能良好地保護(hù)熔池。焊絲的傾角越小越好，只要不妨礙加焊絲就行，如果傾角過大，容易擾亂電弧及氣流的穩(wěn)定。焊槍、焊絲和工件的相互位置如圖4-9所示。
圖4-9 鋁及鋁合金氬弧焊的焊槍、焊絲與焊件的位置
（5）通常采用左焊法。焊接時，焊絲在氬氣保護(hù)層內(nèi)往復(fù)繼續(xù)地（點(diǎn)滴）送入熔池，使焊絲與鎢極保持一定距離，即焊絲應(yīng)在熔池前緣熔化。焊后焊縫表面呈清晰和均勻的魚鱗狀。當(dāng)進(jìn)行角接或搭接接頭的焊接時，焊絲要均勻連續(xù)地送入熔池，焊后表面光滑平整，無魚鱗狀。焊槍運(yùn)動要均勻，并保持電弧長度不變；注意觀察并控制熔池溫度。
（6）焊接中斷或結(jié)束時，特別要注意防止弧坑裂紋和縮孔。通常采用引出板將弧坑引出焊件。對于不能安裝引出板的焊件，在焊接快結(jié)束時，應(yīng)使焊接電流逐漸變?nèi)趸蛟谑栈∪鄢靥幎嗉犹畛浣饘?，然后使電弧慢慢離開并息弧。續(xù)焊時，應(yīng)在弧坑的前面20～30mm處引弧，并使弧坑充分地再熔化。
（7）斷弧后氬氣不能立即關(guān)閉，應(yīng)等5～15s后再關(guān)，防止鎢極氧化。
5.自動TIG焊
（1）焊接對接縫時，在焊接前把鎢極端頭調(diào)整到對準(zhǔn)焊縫中心。鎢極的伸出長度在8～10mm為宜，鎢極端頭到焊件之間距離應(yīng)4～6mm，對于不加填充焊絲的電弧長度相應(yīng)可以小些。焊絲伸出導(dǎo)電嘴的長度不宜過長，如果過長，由于鋁及鋁合金焊絲較軟，其伸出部分的剛度不夠，不能穩(wěn)定地將焊絲送入熔池，焊絲伸出導(dǎo)電嘴的長度一般在10～24mm，使焊絲的端頭在焊接熔池前部邊緣熔化。
（2）薄板焊件的對接直焊縫焊接時，在起焊端頭和收尾處采用引、熄弧板，可以防止焊縫兩端容易焊穿和產(chǎn)生變形。
（3）鎢極自動氬弧焊焊接環(huán)縫前，焊件必須進(jìn)行對稱定位焊，定位焊點(diǎn)要求熔透均勻。正式焊接前，必須掌握好焊槍與環(huán)縫焊件中心之間的偏移角度，其角度的大小主要與焊接電流、焊件轉(zhuǎn)動速度及焊件直徑等參數(shù)有關(guān)。偏移一定的角度便于送絲和保證焊縫的良好成形。在引弧后，應(yīng)逐漸增加焊接電流到正常值，同時輸送焊絲，進(jìn)行正常焊接。在焊接收尾時，應(yīng)使焊縫重疊25～40mm的長度。重疊開始后，降低送絲速度，同時，衰減焊接電流到一定數(shù)值后，再停止送絲切斷電源，以防止在收弧時產(chǎn)生弧坑縮孔和裂紋等缺陷。環(huán)縫自動焊示意圖見圖4-10。
6.半自動熔化極氬弧焊
半自動熔化極氬弧焊焊接鋁及鋁合金時，一般采用平特性電源，這樣在焊接過程可以細(xì)調(diào)送絲速度，實(shí)現(xiàn)等送絲。采用直流反接，這樣對焊件及熔池表面的氧化膜有陰極破碎的作用，焊接時電弧比較穩(wěn)定。操作方法采用左焊法，焊槍握持角呈15°～20°前傾角，如圖4-11所示。定位焊縫應(yīng)設(shè)在坡口反面，長度40～60mm。采用較短電弧，電弧略帶輕爆破聲，使焊絲端部熔滴直徑達(dá)到焊絲直徑時沿電弧軸線方向一滴一滴過渡到熔池。但電弧不宜過短，否則容易引起嚴(yán)重飛濺。焊絲伸出長度過長，能加快焊絲的熔化速度，使電弧燃燒不穩(wěn)定，伸出長度過短，容易燒損電嘴，并由飛濺造成噴嘴堵塞，焊絲伸出長度一般為13～15mm。半自動熔化極氬弧焊焊接鋁及鋁合金時，典型的焊接規(guī)范參數(shù)見表4-15。
圖4-10 鎢極自動氬弧焊焊接環(huán)縫示意圖
圖4-11 半自動熔化極氬弧焊的焊槍操作示意圖
表4-15 半自動熔化極氬弧焊焊接鋁及鋁合金的規(guī)范參數(shù)
三、操作實(shí)例
圖4-12 雙人雙面焊焊槍位置
1.防銹鋁5A03（LF3）平板對接
8mm厚5A03（LF3）防銹鋁平板對接，采用雙人雙面手工鎢極氬弧焊工藝，要點(diǎn)如下。
（1）采用I形接口的對接邊用刨削加工，接口兩側(cè)20mm處用砂輪打磨去除氧化皮。
（2）選用φ4mm的LF3或HS331鋁鎂合金焊絲作填充金屬。（3）工件及焊絲按表4-13所列工序進(jìn)行清洗。清洗后宜在24h內(nèi)施焊，放置超過5日則需重新清洗。
（4）接頭裝配間隙為4mm。點(diǎn)固焊時需預(yù)熱至150～200℃。點(diǎn)固焊縫長為20～25mm，厚3～5mm，間距250～300mm。
（5）焊接時將工件置于垂直位置，兩名焊工在工件兩邊對稱位置上同時操作。焊接方向?yàn)榱⑾蛏虾?，兩焊槍位置如圖4-12所示。
（6）焊接設(shè)備為手工鎢極氬弧焊機(jī)兩臺分別供兩人使用。
（7）雙人雙面氬弧焊的內(nèi)側(cè)操作主要用來加熱及控制熔池溫度，以保證外側(cè)的良好成形。外側(cè)加熱主要用來熔化焊絲，一般只采用外側(cè)單面填絲。
（8）焊接電流為120～140A，內(nèi)側(cè)可取下限，氬氣流量為12L/min。兩人操作要求同步。
雙人雙面氬弧焊可使焊縫一次雙面成形，效率高，熔池保護(hù)好，容易焊透，焊接變形量小，適用于鋁及鋁合金板材的對接，也適用于鋁筒體的縱縫及環(huán)縫的焊接。板材厚度可從6～18mm，不同板厚的焊接工藝參數(shù)可從表4-16中選取。
表4-16 鋁及鋁合金板雙人雙面氬弧焊工藝參數(shù)
2.工業(yè)純鋁管手工鎢極氬弧焊
φ700mm×18mm和φ1170mm×7mm工業(yè)純鋁管是某電站30萬千瓦發(fā)電機(jī)組的引出線。采用全位置手工鎢極氬弧焊。
（1）坡口準(zhǔn)備。如圖4-13所示，內(nèi)管（主母線管）和外管（外罩管）坡口尺寸用機(jī)械加工制作，坡口內(nèi)外壁20～30mm范圍
圖4-13 引出線用鋁管接頭形式
內(nèi)先去油垢，后用鋼刷或砂布清除氧化膜。
圖4-14 雙人對稱焊順序
（2）電源。采用交流氬弧焊電源，鎢極和焊絲直徑均為φ4mm，焊接電流250～300A，氬氣純度為99.98%，流量14～15L/min。
（3）焊絲。用99.8%的純鋁絲，直徑4mm，每根長500～600mm，用四氯化碳或丙酮清洗去油，再用10%～15%苛性鈉溶液浸泡3～5min，取出，溫水沖洗，并浸在30%～40%硝酸溶液里，待焊絲出現(xiàn)黃色時取出再用溫水沖洗，吹干。吹干的焊絲呈乳白色，應(yīng)立即使用，超過12h則應(yīng)重新清洗。
（4）焊前預(yù)熱。采用三把大號氧-乙炔焊槍同時加熱坡口兩側(cè)200mm處，預(yù)熱溫度300℃，用測溫筆或毫伏計測溫。
（5）定位焊。定位焊時，帶墊圈接頭先把墊圈定位焊在坡口一側(cè)，然后再定位焊另一側(cè)，保證坡口根部間隙不超過10mm，墊圈與管子內(nèi)壁要貼緊，間隙不大于0.5mm；不帶墊圈接頭應(yīng)保證坡口根部間隙5mm。定位焊縫長度不小于150mm，焊縫高度不低于管壁厚的1/3，焊縫間距200～250mm。定位焊縫的兩端要修鑿成緩坡形。
（6）對稱焊。由于管徑較大，焊接由兩名焊工對稱施焊以便改善應(yīng)力分布，從而減少焊接變形。對稱焊順序見圖4-14。引弧時先將母材均勻加熱形成熔池后開始填絲，焊絲端部要在氬氣保護(hù)區(qū)內(nèi)，并采用繼續(xù)送絲法向熔池過渡熔滴。收弧時要填滿弧坑，并將電弧引至坡口邊緣再熄弧。
3.1035（L4）純鋁儲罐的手工鎢極氬弧焊
某項(xiàng)目建造一臺4m3純鋁臥式儲罐，鋁罐外形見圖4-15，筒體有3個筒節(jié)組成，每個筒節(jié)由兩塊6mm厚的1035（L4）工業(yè)純鋁焊成。封頭是由8mm厚的工業(yè)純鋁板（1035）拼焊后壓制而成。
圖4-15 工業(yè)純鋁儲罐（4m3）
1—人孔；2—筒體；3—管接頭；4—封頭
（1）焊絲采用與母材同牌號的焊絲；氬氣的純度（體積分?jǐn)?shù)）為99.89%，氮的體積分?jǐn)?shù)不超過0.105%，氧的體積分?jǐn)?shù)不超過0.0031%。
（2）焊前，對焊件進(jìn)行機(jī)械清理，先用丙酮清除油污，然后用直徑小于0.15mm的不銹鋼鋼絲刷對坡口及其兩側(cè)來回刷幾次，并用刮刀將坡口內(nèi)清理干凈。對焊絲用化學(xué)清洗法清洗。
（3）采用手工鎢極氬弧焊方法焊接。對6mm厚的板不開坡口，裝配定位焊后的間隙為2mm，焊絲直徑為5～6mm，鎢極直徑為5mm，焊接電流為190A，噴嘴直徑為14mm，電弧長度為2～3mm，焊前不預(yù)熱。
（4）對8mm厚的板開70°的V形坡口，鈍邊為1～1.5mm，定位焊后間隙為3mm，焊絲直徑為6mm，鎢極直徑為6mm，焊接電流為260～270A，噴嘴直徑為14mm，電弧長度為2～3mm，焊前預(yù)熱150℃。
（5）焊后，對儲罐所有的環(huán)縫、縱縫進(jìn)行煤油試驗(yàn)及100%的X射線無損檢測，未發(fā)現(xiàn)任何缺陷。
4.消防車上臂架的熔化極氬弧焊
高噴射消防車的上臂架用5A02（LF2）或5A06（LF6）鋁鎂合金制造。上臂架厚度為5mm，總長8m，它是用兩根4m長的鋁型材對接拼焊而成。為了增強(qiáng)上臂架的剛性，在其四角上包了4根厚度為5mm的角鋁，并用斷續(xù)焊縫焊住，如圖4-16所示。
采取的焊接工藝如下。
（1）焊前，將8m長的鋁型材裝在高度可調(diào)的銅墊板上，在焊縫兩側(cè)放置壓板，以防止變形。
（2）上臂架內(nèi)、外夾緊后進(jìn)行定位焊，然后吊裝至翻轉(zhuǎn)胎架上施焊，先焊縱縫，后焊方形環(huán)縫。
（3）為減少變形，采用正反焊縫交替、分段退焊法。
（4）焊接參數(shù)如下：焊絲為SAlMg5（HS331），直徑為2mm，焊接電流為240A，電弧電壓為21～22V，氬氣流量為28L/min，噴嘴直徑為22mm，焊接速度為42m/h，焊槍前傾角為20°。
（5）采用上述焊接參數(shù)獲得了良好的單面焊雙面成形。
（6）焊后，經(jīng)宏觀檢查及著色檢驗(yàn)，接頭表面無裂紋等缺陷。接頭強(qiáng)度約為基體金屬的90%。縱向變形量符合技術(shù)條件中所規(guī)定的小于L/1000（L指焊件總長）要求。
5.槽形鋁母線的焊接
用于10萬千瓦發(fā)電機(jī)的出線和變電所的母線，規(guī)格為Π240×120×10（mm），牌號為L2。大部分不能拆卸，須進(jìn)行全位置焊接。
（1）坡口形式。可以翻轉(zhuǎn)對口的接頭開70°X形坡口，間隙和鈍邊在0～2mm內(nèi)變化；不能翻轉(zhuǎn)對口的接頭開80°V形坡口，鈍邊1～2mm，間隙為0～2mm。
（2）焊前清洗。坡口先用丙酮去油，然后用鋼絲刷清理，難于去污的地方再用刮刀刮去，清洗后立即焊接。
圖4-16 消防車上臂架示意圖
焊絲先用堿洗，然后用硝酸中和并干燥。清洗后的焊絲應(yīng)當(dāng)天用完。
（3）焊接規(guī)范。焊接規(guī)范見表4-17。
表4-17 槽形鋁母線的焊接規(guī)范
（4）操作要點(diǎn)。
①鎢極錐形端部稍圓，并伸出噴嘴長度3mm。
②焊絲、焊槍與焊件的相對位置是保證焊縫成形的重要條件。圖4-17是不同空間位置時焊絲、焊槍與焊件的相對位置，焊槍后傾75°～80°，焊絲與焊槍呈90°夾角，焊絲與焊件呈10°～15°夾角。
圖4-17 焊絲、焊槍與焊件的相對位置
③平焊時先焊上板后焊下板；立焊時從下到上，先焊腹板外側(cè)后焊里側(cè)，先易后難。正面焊兩層，焊完后，反面清理干凈再焊一層。
④引弧后，電弧集中加熱，待熔池局部有下沉現(xiàn)象時，即可向熔池填加焊絲；此時焊槍開始向前移動，焊絲不斷填入。
⑤焊絲要準(zhǔn)確地送到熔池前沿，絕不能碰及鎢極。
⑥收弧時要防止出現(xiàn)過深的弧坑和弧坑裂紋，有弧坑出現(xiàn)時應(yīng)趁熱重新起弧，再熔化一次，并適當(dāng)填充焊絲，把弧坑填滿。
6.管形鋁母線的焊接
（1）材料。20萬千瓦發(fā)電機(jī)出線（封閉鋁母線）φ280×15（mm），材料為工業(yè)純鋁。管形鋁母線不能轉(zhuǎn)動，需全位置焊接。
（2）坡口形式。采用帶墊圈的V形坡口，見圖4-18。平墊圈加工簡單，嚴(yán)密性較差；凸形墊圈對口方便、嚴(yán)密、保護(hù)效果好，但加工比較麻煩。
圖4-18 封閉鋁母線的坡口
（3）焊前清理。將坡口兩側(cè)15～20mm范圍內(nèi)的氧化物、油脂等污物清理干凈。清理后應(yīng)及時施焊，以防再次氧化。焊絲采用化學(xué)清洗，用5%的氫氧化鈉溶液加溫到60～70℃，將焊絲浸泡在溶液中進(jìn)行堿洗，然后再放入20%～30%的硝酸溶液中進(jìn)行中和及光化處理，取出后用水沖洗干凈，晾干后使用。
（4）焊接規(guī)范。用表4-18所列的規(guī)范進(jìn)行全位置焊接。
表4-18 封閉鋁母線的焊接規(guī)范
（5）操作要點(diǎn)。
①離坡口150～200mm范圍內(nèi)用氧-乙炔焰或電阻爐預(yù)熱，升溫至200～250℃，溫度不得過高，否則將明顯降低接頭強(qiáng)度。
②點(diǎn)固焊3～4點(diǎn)，長度為30～50mm，高度為4～5mm；點(diǎn)固焊縫兩端焊成斜坡。
③第一層（底層）分兩道焊，見圖4-19，焊槍直線移動；第三、第四道焊縫做月牙形橫向擺動。
圖4-19 焊層布置
圖4-20 雙人對焊示意圖
④采用雙人對焊，第一層要掌握好焊接順序和位置。A焊工從仰焊處起頭（A1），B焊工應(yīng)從另一側(cè)立焊處起焊（B1）。當(dāng)A焊工焊到立焊位置轉(zhuǎn)入A2時，B焊工在平焊處起弧，再轉(zhuǎn)至仰焊位置起頭焊B2，見圖4-20。
⑤施焊過程中，焊絲始終不得離開氬氣保護(hù)區(qū)。
⑥電弧長度控制在5～7mm。
⑦仰焊位置焊接時要注意熔池溫度，防止熔滴墜落。
⑧焊槍做橫向擺動時，擺動到邊緣稍作停留，以保證邊緣熔合良好。
7.鋁制板翅式換熱器的半自動MIG焊
鋁制板翅式換熱器產(chǎn)品外形見圖4-21，主要由封條、隔板、側(cè)板、翅片、悶蓋、接管、封頭體等零部件組成。封條、隔板、側(cè)板、翅片經(jīng)釬焊后復(fù)合成為芯體；悶蓋、接管、封頭體經(jīng)焊接后復(fù)合成封頭。芯體各零件均采用LF21加工，而封頭體材料大多為LF4。
采用半自動MIG焊進(jìn)行焊接，芯體與封頭焊接，要求焊接時不致將釬焊縫拉裂；焊縫根部焊透，接頭強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求；壓力試驗(yàn)時，焊縫外表不漏，各通道之間不互漏；焊縫外觀平直美觀，圓滑過渡。
圖4-21 板翅式換熱器外形圖
焊接工藝如下。
（1）焊接設(shè)備選用瑞典的A10-500半自動氣體保護(hù)焊機(jī)，配PSF400氣冷推式焊槍，采用直流反接。
（2）選擇99.99%純氬作保護(hù)氣體。根據(jù)形成射流過渡的臨界電流值，選擇焊絲直徑為1.6mm。
（3）坡口尺寸如圖4-22所示。
圖4-22 坡口形式與尺寸
（4）焊接參數(shù)見表4-19。
表4-19 板翅式換熱器半自動MIG焊焊接參數(shù)
圖4-23 焊后狀態(tài)
（5）噴嘴離工件的距離控制在10～20mm為宜，將焊絲端部的熔球剪掉，可提高電弧引燃的可靠性。
（6）施焊時，氧化膜破碎慢、電弧暗淡、熔池不干凈，焊后焊縫兩側(cè)無1～1.5mm寬的白色保護(hù)帶（圖4-23），則表明氣體保護(hù)效果欠佳。
（7）在無風(fēng)的情況下施焊，用孔徑為φ15mm的噴嘴時，氬氣流量為20～30L/min，用孔徑為φ18mm的噴嘴時，氬氣流量應(yīng)增大至25～35L/min。
采用半自動MIG焊進(jìn)行鋁制板翅式換熱器的生產(chǎn)，能夠很好地完成封頭與芯體的焊接，產(chǎn)品各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到設(shè)計要求。
