铝合金焊接用什么焊机

铝合金焊接用交流火焰焊或者交流氩弧焊都可以，这两种焊机都能够有效的破除在焊接过程中产生的氧化铝薄膜，保证焊接质量。

交流氩弧焊的定义：

采用输出按一定周期交化的电流，用钨电极作为焊接电极，高纯度氩气作为保护气体的焊接工艺，简称交流氩弧焊（TIG），常用于有色金属（铝、镁、铜等）及黑色金属（不锈钢、碳钢等）的焊接。

如果是薄料的冲压件则可以考虑用低温钎焊，火焰钎焊使用的比较多的比如WEWELDING53低温385度的配合53用不锈钢根部刷焊接，还有比如低温430度的威欧丁303低温铝焊丝焊接药芯焊丝无需助焊剂焊接流动性比较好，低温179度的WEWELDING M51焊丝配合M51-F助焊剂焊接。

2：DC-TIG 直流钨极氩弧焊 焊机 反接极性。

3：MIG 熔化极氩弧焊焊机。

4：激光焊接。

5：等离子焊接。

6：ZX5可控硅（晶闸管）焊条手弧焊焊机、ZX7逆变式直流焊条手弧焊焊机，适用于母材匹配的铝焊条焊接。

以上方式方法，都是较常见的铝及铝合金材质焊接方式。

根据焊接工艺要求、铝材具体材质、铝材厚度、焊接量大小等因素，选择经济高效的焊接方式方法。

一般的工频焊机无法有效的将焊接区域加热到熔化或塑性状态形成熔核，而且铝表面极易形成氧化膜，氧化铝近2000度的熔点相比较铝660度的熔点高太多，有效的击破氧化层，并有效加热焊点成为选择铝合金点焊机的关键。

焦尔定律Q=I²Rt，铝合金的导电率高和质地较软的特点，基于焦尔定律需要点焊机具有较大的电流输出、较高的热效率和相对较少的压力，同常规的软规范不同，铝合金的点焊不可以采用较长的焊接，而需要采较短的时间内施以较大的电流。

而中频逆变直流点焊机的出现，其全波整流、直流输出的特点，使得点焊时的热效率极高、穿透效果极佳的，相对于三相次级整流的半波整流、储能机放电时间的缺陷，形成了鲜明的特点，使得中频逆变直流点焊机从出现开始，迅速成为铝合金点焊不二的选择。

小编告诉你，苏州安嘉中频逆变直流点焊机因其三相平衡、直流输出、焊接时间可控的特点，是铝合金焊接的首选安嘉中频逆变直流点焊机点焊机。

方式一：通过氩弧焊焊接，这个时候需要用铝氩弧焊交流氩弧焊机，比如可以选用威欧丁WSE200二相的交直流氩弧焊机和WSME315B三相的交直流氩弧焊机焊接，用高纯氩气保护。

方式二：通过低温焊接用气焊焊接，比较代表性的就是用低温的WEWELDING Q303焊丝，用威欧丁第三代衍生版的液化气多孔喷枪焊接，这样比较适合新手操作，不过这种气焊的方式是比较适合小一些的，薄一些的方管焊接。

MIG熔化极氩弧焊焊机。

单脉冲熔化极氩弧焊焊机。

双脉冲熔化极氩弧焊焊机。

等离子焊焊机。

激光焊焊机。

都适合焊接铝及铝合金材质。

基本分类

氩弧焊机按照电极的不同分为熔化极氩弧焊机和非熔化极氩弧焊机两种。

非熔化极氩弧焊

非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。

熔化极氩弧焊

焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如Ar 80％＋CO220％的富氩保护气。通常前者称为MIG，后者称为MAG。从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。

关键词: 铝合金 搅拌摩擦焊 激光焊 激光- 电弧复合焊 电子束焊

1 铝合金焊接的特点

铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。

铝合金焊接有几大难点:

①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍

②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺

③铝合金焊接容易产生气孔

④铝合金焊接易产生热裂纹

⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形

⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2～4 倍。

因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。

2 铝合金的先进焊接工艺

针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。

2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1～2 ] 。图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。目前搅拌摩擦焊在铝合金的焊接方面研究应用较多。已经成功地进行了搅拌摩擦焊接的铝合金包括2000 系列(Al- Cu) 、5000 系列(Al - Mg) 、6000 系列(Al - Mg - Si) 、7000 系列(Al - Zn) 、8000 系列(Al - Li) 等。国外已经.进入工业化生产阶段,在挪威已经应用此技术焊接快艇上长为20 m 的结构件,美国洛克希德·马丁航空航天公司用该项技术焊接了铝合金储存液氧的低温容器火箭结构件。

铝合金搅拌摩擦焊焊缝是经过塑性变形和动态再结晶而形成,焊缝区晶粒细化,无熔焊的树枝晶,组织细密,热影响区较熔化焊时窄,无合金元素烧损、裂纹和气孔等缺陷,综合性能良好。与传统熔焊方法相比,它无飞溅、烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头性能良好。由于是固相焊接工艺,加热温度低,焊接热影响区显微组织变化小,如亚稳定相基本保持不变,这对于热处理强化铝合金及沉淀强化铝合金非常有利。焊后的残余应力和变形非常小,对于薄板铝合金焊后基本不变形。与普通摩擦焊相比,它可不受轴类零件的限制,可焊接直焊缝、角焊缝。传统焊接工艺焊接铝合金要求对表面进行去除氧化膜,并在48 h 内进行加工,而搅拌摩擦焊工艺只要在焊前去除油污即可,并对装配要求不高。并且搅拌摩擦焊比熔化焊节省能源、污染小。

搅拌摩擦焊铝合金也存在一定的缺点:

①铝合金搅拌摩擦焊接时速度低于熔化焊

②焊件夹持要求高,焊接过程中对焊件要求加一定的压力,反面要求有垫板

③焊后端头形成一个搅拌头残留的孔洞,一般需要补焊上或机械切除

④搅拌头适应性差,不同厚度铝合金板材要求不同结构的搅拌头,且搅拌头磨损快

⑤工艺还不成熟,目前限于结构简单的构件,如平直的结构、圆形结构。搅拌摩擦焊工艺参数简单,主要有搅拌头的旋转速度、搅拌头的移动速度、对焊件的压力及搅拌头的尺寸等。

2.2 铝合金的激光焊接

铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding) 是近十几年来发展起来的一项新技术,与传统焊接工艺相比,它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点,特别对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并极大地降低热输入,从而可提高生产效率,改善焊接质量。在焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现。

激光焊接铝合金有以下优点:

①能量密度高,热输入低,热变形量小,熔化区和热影响区窄而熔深大

②冷却速度高而得到微细焊缝组织,接头性能良好

③与接触焊相比,激光焊不用电极,所以减少了工时和成本

④不需要电子束焊时的真空气氛,且保护气和压力可选择,被焊工件的形状不受电磁影响,不产生X 射线

⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接

⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输,从而使工艺适应性好,配合计算机和机械手,可实现焊接过程的自动化与精密控制。

现在应用的激光器主要是CO2 和YAG 激光器,CO2 激光器功率大,对于要求大功率的厚板焊接比较适合。但铝合金表面对CO2 激光束的吸收率比较小,在焊接过程中造成大量的能量损失。YAG激光一般功率比较小,铝合金表面对YAG激光束的吸收率相对CO2激光较大,可用光导纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。

在焊接大厚度铝合金时,传统的焊接方法根本不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大深度的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现。图3 为激光焊接时的小孔形状。图4 为激光深熔焊示意图[5 ] 。

铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的吸收很弱,对CO2 激光束(波长为10. 6μm) 表面初始吸收率1. 7 %对YAG激光束(波长为1. 06 μm)吸收率接近5 %。图5 为不同金属对激光的吸收率。比较复杂,高频引弧时引起电极烧损和电弧摆动,起弧后稳定性不强,同时在电弧的高温状态下,电极迅速烧损。但激光与等离子弧复合可明显提高熔深和焊接速度。