氬弧焊鋁焊技術(shù)培訓(xùn)演講人：日期:CATALOGUE目錄01基礎(chǔ)理論02設(shè)備配置要求03焊接前準(zhǔn)備04核心操作技法05質(zhì)量缺陷防控06安全操作規(guī)范01基礎(chǔ)理論鋁材焊接特性分析高導(dǎo)熱性與熱裂紋傾向鋁的導(dǎo)熱系數(shù)約為鋼的3倍，焊接時(shí)熱量迅速散失，需采用高熱量輸入或預(yù)熱措施；同時(shí)鋁的凝固收縮率大，易產(chǎn)生熱裂紋，需通過(guò)合理選擇填充材料和工藝參數(shù)（如低熱輸入、脈沖電流）來(lái)緩解。030201氧化膜的影響鋁表面天然形成的氧化鋁膜（熔點(diǎn)約2050℃）遠(yuǎn)高于鋁的熔點(diǎn)（660℃），焊接前需通過(guò)機(jī)械清理（鋼絲刷）或化學(xué)清洗（堿洗）去除，并采用交流TIG焊或方波逆變電源破除氧化膜。合金元素敏感性不同鋁合金（如1系純鋁、5系鋁鎂合金、6系鋁鎂硅合金）對(duì)焊接熱輸入和冷卻速度要求差異顯著，例如2系鋁銅合金易出現(xiàn)焊縫結(jié)晶裂紋，需選用含硅或錳的焊絲（如ER4043、ER5356）改善流動(dòng)性。氬氣密度高于空氣，能有效覆蓋熔池和電弧區(qū)域，防止鋁在高溫下與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁雜質(zhì)，氬氣純度需≥99.99%（尤其避免水分和氮?dú)饣烊耄鍤獗Ｗo(hù)原理與作用惰性氣體隔絕氧氣氬氣的電離電位較低（15.7eV），利于維持電弧穩(wěn)定燃燒，減少飛濺；在交流TIG焊中，氬氣還能幫助陰極霧化作用清除氧化膜。電弧穩(wěn)定性控制根據(jù)焊槍噴嘴直徑（通常8-20mm）和氣體流量（8-15L/min）調(diào)整保護(hù)范圍，確保焊縫正反面均受保護(hù)（雙面保護(hù)或背面加拖罩），避免出現(xiàn)氣孔或未熔合缺陷。保護(hù)范圍設(shè)計(jì)熔池形成與控制要點(diǎn)脈沖技術(shù)的應(yīng)用采用低頻脈沖（1-5Hz）可細(xì)化晶粒、減少熱積累，尤其適用于薄板（<2mm）焊接；高峰值電流確保熔深，低基值電流冷卻熔池，降低變形風(fēng)險(xiǎn)。熔池觀察與手法通過(guò)觀察熔池表面張力變化（如出現(xiàn)“魚(yú)鱗紋”）判斷熔合狀態(tài)，焊槍角度保持10°-15°后傾角，送絲速度與熔池波動(dòng)同步，避免直接插入熔池中心。熱輸入與熔深調(diào)節(jié)鋁焊熔池流動(dòng)性強(qiáng)，需精確控制電流（如3mm厚鋁板TIG焊約120-180A）和焊接速度（5-10cm/min），過(guò)高的熱輸入易導(dǎo)致燒穿，而過(guò)低則易未焊透。02設(shè)備配置要求氬弧焊機(jī)選型與參數(shù)設(shè)定高頻引弧與穩(wěn)弧功能脈沖功能配置交流方波輸出參數(shù)選擇具備高頻引弧功能的氬弧焊機(jī)（如YC-150型），確保薄鋁板焊接時(shí)起弧穩(wěn)定；輸出電流需具備緩升緩降功能（0.5-2秒可調(diào)），避免電流突變導(dǎo)致焊縫燒穿。鋁焊需采用交流方波模式，平衡比建議設(shè)定在30%-70%之間，頻率范圍60-120Hz；對(duì)于6mm厚鋁板，峰值電流應(yīng)設(shè)定在180-220A，基值電流為峰值的40%-60%。精密焊接需啟用脈沖功能，脈沖頻率1-5Hz，占空比50%-80%，可有效控制熱輸入并減少變形，特別適用于0.8-3mm薄板對(duì)接焊。雙層氣體保護(hù)系統(tǒng)焊接前設(shè)置1-3秒預(yù)通氣時(shí)間，焊接結(jié)束維持2-5秒滯后斷氣，防止鎢極和熔池氧化；氣路應(yīng)配備數(shù)字流量計(jì)和壓力報(bào)警裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控氣體狀態(tài)。氣體預(yù)排與滯后控制冷卻系統(tǒng)集成大電流連續(xù)作業(yè)時(shí)（＞150A），必須配套水冷焊槍系統(tǒng)，冷卻水流量≥1L/min，進(jìn)水溫度＜30℃，回水溫差控制在5℃以內(nèi)。主氣路采用7-12L/min氬氣流量（噴嘴直徑8-12mm），副氣路配置0.5-2L/min氬氣流量用于背面保護(hù)；氣路需安裝0.01μm級(jí)精密過(guò)濾器，確保氣體純度≥99.996%。專用氣路系統(tǒng)搭建鎢極選擇與修磨標(biāo)準(zhǔn)鎢極材質(zhì)選擇推薦使用鈰鎢極（WC-20），直徑根據(jù)電流選擇（1.6mm對(duì)應(yīng)50-100A，2.4mm對(duì)應(yīng)150-250A）；特殊場(chǎng)合可選用鑭鎢極（WL-15），具有更低電子逸出功。尖端修磨規(guī)范交流鋁焊時(shí)鎢極需磨成半球形，直徑約為鎢極直徑的1.5倍（如2.4mm鎢極磨成R1.8mm球頭）；直流焊接時(shí)磨30°錐角，尖端保留0.1-0.3mm平頂。鎢極伸出長(zhǎng)度控制噴嘴內(nèi)鎢極伸出長(zhǎng)度應(yīng)為3-5mm（短弧焊）或5-8mm（長(zhǎng)弧焊），與工件距離保持1.5-3mm；每焊接50cm需重新修磨鎢極，橢圓度偏差＜0.05mm。03焊接前準(zhǔn)備機(jī)械清理使用不銹鋼絲刷或?qū)Ｓ蒙拜喨コX材表面氧化膜，確保焊接區(qū)域無(wú)油污、灰塵及氧化層，避免焊縫產(chǎn)生氣孔或夾雜缺陷?；瘜W(xué)清洗采用丙酮或?qū)Ｓ娩X合金清洗劑擦拭焊接區(qū)域，溶解油脂并中和表面殘留酸堿物質(zhì)，處理后需立即焊接以防二次氧化。保護(hù)措施清潔后的鋁材應(yīng)在4小時(shí)內(nèi)完成焊接，若需長(zhǎng)時(shí)間存放需覆蓋防氧化薄膜或置于惰性氣體環(huán)境中。鋁材表面清潔處理坡口設(shè)計(jì)與組對(duì)間隙V型坡口標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)3-12mm厚度鋁板推薦60°單V坡口，鈍邊控制在1-2mm，根部間隙保持1.5-3mm以保證熔透性并減少焊接變形。厚板多層焊設(shè)計(jì)組對(duì)時(shí)錯(cuò)邊量應(yīng)小于板厚的10%，采用專用夾具固定并配合定位焊間距不超過(guò)150mm。對(duì)于超過(guò)12mm的鋁材采用X型雙面坡口，每層焊道厚度不超過(guò)4mm，層間溫度需冷卻至60℃以下再續(xù)焊。錯(cuò)邊量控制預(yù)熱溫度控制方法溫度監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)使用紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)熱溫度，推薦80-120℃區(qū)間，超過(guò)150℃會(huì)導(dǎo)致鋁合金晶間腐蝕傾向加劇。局部加熱技術(shù)對(duì)大型構(gòu)件采用環(huán)形火焰加熱器或感應(yīng)加熱設(shè)備，加熱范圍需超出焊縫兩側(cè)各100mm形成均勻溫度場(chǎng)。層間溫度管理多層焊接時(shí)采用間歇式焊接工藝，配合風(fēng)冷裝置控制層間溫度，避免熱積累造成母材力學(xué)性能下降。04核心操作技法平焊/立焊運(yùn)弧軌跡直線型運(yùn)弧月牙型運(yùn)弧鋸齒型運(yùn)弧適用于薄板焊接，焊槍保持10-15°傾角勻速直線移動(dòng)，電弧長(zhǎng)度控制在2-4mm，確保熔池穩(wěn)定且焊縫成形均勻。針對(duì)中厚板焊接，焊槍以鋸齒形軌跡擺動(dòng)，擺動(dòng)寬度不超過(guò)焊絲直徑的3倍，可有效擴(kuò)大熱影響區(qū)并避免未熔合缺陷。用于立焊位置，電弧沿焊縫方向做月牙形擺動(dòng)，配合脈沖電流可精準(zhǔn)控制熔池下墜，提升垂直面焊縫的成型質(zhì)量。焊絲與焊件呈15-20°前傾角，送絲速度匹配焊接電流（如1.2mm焊絲對(duì)應(yīng)5-7m/min），適用于高速焊接場(chǎng)景，減少氣孔產(chǎn)生。前傾送絲法焊絲與焊件垂直，送絲速度降低10%-15%，適用于高精度角焊，可增強(qiáng)熔深并減少飛濺。垂直送絲法在鋁合金焊接中采用推絲（送絲機(jī)前推）與拉絲（焊工手動(dòng)回抽）交替操作，能有效破除氧化膜并改善熔池流動(dòng)性。推拉送絲配合送絲角度與速度協(xié)調(diào)穿透焊與角焊技巧脈沖穿透焊采用低頻脈沖電流（如50Hz），峰值電流擊穿母材，基值電流維持熔池，背氬氣保護(hù)壓力需達(dá)0.3-0.5MPa，確保單面焊雙面成型。薄板角焊防變形使用分段退焊法，每段焊縫長(zhǎng)度不超過(guò)50mm，配合銅制散熱墊塊，可減少角變形量至0.5mm/m以內(nèi)。多道角焊分層厚板角焊時(shí)首道焊縫電流提高20%，后續(xù)逐層遞減10%，每道焊后需清理氧化層，層間溫度控制在80℃以下以防熱裂紋。05質(zhì)量缺陷防控氣孔與夾渣成因分析母材表面污染鋁材表面的氧化膜、油污或水分未徹底清理，焊接時(shí)分解產(chǎn)生氫氣孔。應(yīng)采用化學(xué)清洗或機(jī)械打磨（如不銹鋼絲刷）去除氧化層，并預(yù)熱至80-120℃以蒸發(fā)水分。焊接參數(shù)不當(dāng)電流過(guò)小或焊速過(guò)快易導(dǎo)致熔池凝固過(guò)快，氣體逸出困難形成氣孔；而電流過(guò)大可能將熔池底部雜質(zhì)卷入形成夾渣。需根據(jù)板厚匹配電流（如3mm鋁板推薦120-160A）并控制焊槍角度在70°-80°。氬氣保護(hù)不足氬氣流量過(guò)低或噴嘴堵塞會(huì)導(dǎo)致保護(hù)氣體覆蓋不充分，空氣中的氧、氮等雜質(zhì)侵入熔池，形成氣孔。需定期檢查氣路密封性并調(diào)整流量至10-15L/min。熱輸入控制薄板焊接時(shí)電流過(guò)高或停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易燒穿，應(yīng)采用脈沖氬弧焊（如基值電流50A/峰值電流150A）或分段焊接技術(shù)分散熱輸入。對(duì)于厚板，預(yù)熱不足或?qū)娱g溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致未熔合，需保持層間溫度150-200℃。燒穿與未熔合預(yù)防坡口設(shè)計(jì)與裝配V型坡口角度小于60°或根部間隙過(guò)大會(huì)增加燒穿風(fēng)險(xiǎn)，建議坡口角度60°-70°且根部間隙控制在1-2mm。未熔合常因坡口鈍邊過(guò)厚（＞2mm）或錯(cuò)邊量超標(biāo)（＞1mm），需嚴(yán)格按圖紙加工并使用夾具固定。操作手法優(yōu)化焊槍行進(jìn)速度不均勻或電弧長(zhǎng)度不穩(wěn)定（＞3mm）易引發(fā)缺陷。推薦采用短弧焊接（弧長(zhǎng)1-2mm），直線運(yùn)條或小幅擺動(dòng)，并保持焊絲與工件夾角15°-20°。123焊縫成形檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)外觀檢測(cè)焊縫表面應(yīng)連續(xù)均勻，無(wú)裂紋、咬邊（深度＜0.5mm）和明顯余高（0-3mm）。采用焊縫檢驗(yàn)尺測(cè)量寬度偏差（±2mm內(nèi)合格），魚(yú)鱗紋間距需一致（通常2-4mm）。內(nèi)部質(zhì)量評(píng)估X射線探傷按GB/T3323-2005標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，Ⅱ級(jí)及以上為合格；超聲波檢測(cè)需滿足NB/T47013.3-2015要求，單個(gè)缺陷長(zhǎng)度不超過(guò)焊縫寬度的1/3。力學(xué)性能測(cè)試抽樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)（抗拉強(qiáng)度≥母材標(biāo)準(zhǔn)值80%）、彎曲試驗(yàn)（180°彎軸直徑4t無(wú)開(kāi)裂）及硬度測(cè)試（HAZ硬度不超過(guò)母材120%）。06安全操作規(guī)范焊接面罩與護(hù)目鏡防火阻燃工作服必須配備自動(dòng)變光焊接面罩或?qū)I(yè)護(hù)目鏡，防止電弧強(qiáng)光（紫外線/紅外線）對(duì)眼睛造成灼傷，同時(shí)避免飛濺金屬顆粒傷害。穿戴全棉或阻燃材質(zhì)的工作服，覆蓋頸部、手腕及腳踝，防止火花引燃衣物，并配備耐高溫手套及防砸安全鞋。個(gè)人防護(hù)裝備配置呼吸防護(hù)設(shè)備在密閉空間作業(yè)時(shí)需使用正壓式呼吸器或N95級(jí)防塵口罩，避免吸入鋁焊產(chǎn)生的氧化鋁粉塵及有害氣體（如臭氧）。聽(tīng)力保護(hù)裝置高頻電弧噪聲可能損傷聽(tīng)力，需佩戴降噪耳塞或耳罩，尤其在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)環(huán)境中。作業(yè)環(huán)境通風(fēng)要求1234強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)焊接區(qū)域需安裝局部排風(fēng)裝置（如側(cè)吸罩或下吸式工作臺(tái)），確保鋁焊煙霧及時(shí)排出，室內(nèi)風(fēng)速不低于0.5m/s。開(kāi)放式車(chē)間應(yīng)保持門(mén)窗對(duì)流，若自然通風(fēng)不足，需增設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，確保每小時(shí)換氣次數(shù)≥20次。自然通風(fēng)補(bǔ)充氣體濃度監(jiān)測(cè)定期檢測(cè)作業(yè)區(qū)氬氣濃度（需＜19.5%以防窒息），并配備CO、NOx等有害氣體報(bào)警儀，超標(biāo)時(shí)立即停工。隔離易燃物作業(yè)半徑5米內(nèi)不得存放油類、溶劑等易燃物，地面鋪設(shè)防火毯，墻壁使用耐火材料