6.2 焊接工艺

6.2.1 关于焊接工艺参数，一般焊接标准及有关资料中都有规定，但数值差距往往比较大，很难统一。实际上工艺参数可在比较宽的范围内选用，在此范围内不应出现什么特殊问题，但选用时也应根据焊工的施焊经验、焊接电流与焊速的配合灵活掌握，必要时还应通过适当的焊接试验，将工艺参数限制在较小的更适合施工条件的范围之内。
    根据国内外应用现状，在铝合金结构焊接中，通常采用两种惰性气体保护电弧焊，即MIG焊和TIG焊。由于TIG焊使用永久钨极，电流大小受钨极直径的限制，故仅适用于较薄构件的焊接连接；而MIG焊电极为焊丝本身，可以使用比TIG焊大得多的电流，对构件的厚度就没有限制，可用于厚度50mm以内构件的焊接连接。
    各种牌号铝或铝合金的焊接通常可选用若干牌号的填充材料。填充材料如选用不当，往往是产生热裂缝、接头强度及塑性低下、耐腐蚀性不良的重要原因。
6.2.4 垫板用于支撑焊缝根部的熔化金属以防止烧穿和产生未焊透，可降低焊接操作的难度，使用临时垫板又可大大减小清理焊根的工作量，故在施工中经常采用。焊缝背面加保留垫板，增加了结构的重量和成本，若使用异种金属材料垫板又有可能对使用造成不利影响，因此应征得原设计单位同意。
6.2.5～6.2.7 焊丝与坡口表面氧化膜的清除质量，对防止焊缝中形成气孔和未熔合等缺陷是十分重要的。实践证明，用机械法清除坡口表面氧化膜效果较好，一般可采用不锈钢丝或刮刀进行清理，不宜用砂轮或纱布等打磨，因为沙粒留在金属表面，焊接时会产生夹渣等缺陷。
    机械法：坡口及其附近表面可用锉削、刮削、铣削或用直径为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不应小于30mm，使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理。
    化学法：用约5％～ 10％的NaOH(700℃）溶液浸泡30s～60s，然后用约15％的HNO₃(常温)浸泡约2min后用温水洗净，并使其完全干燥，也可采用其他类似方法。
    对已经过可靠表面处理，并未被氧化或未受污染的焊丝可直接使用，不需再进行上述清理。
    焊丝清洗应采用整体浸泡，熔焊焊件应清洗或清理坡口及其两侧不小于20mm部分。可采用化学法或机械法(表1、表2)。铝锰合金及硬铝气焊后1h内需经热水、铬酸水溶液清洗，然后热水洗净、烘干，以免焊丝被残留焊剂腐蚀。
    注：清洗后到焊接的间隔时间一般不超过24h。 6.2.8 关于焊缝接头形式及坡口尺寸有关资料的描述之间有微小的差别，按现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236的规定执行。
6.2.9 熔化极氩弧焊采用直流电源反接法施焊，而不采用交流电源或直流电源正接法，手工钨极氩弧焊应采用交流电。
    直流反接法熔化极氩弧焊的基本特点是：
    1 电弧有阴极雾化作用，熔深大。
    2 焊道表面光滑，焊波细小美观。
    3 电弧有自动调节作用。
    手工钨极氩弧焊时，为使电弧既具有清除其周围基体金属表面氧化膜的阴极雾化作用，同时使钨极具有较大的电流承载能力，施工中采用交流电源。
6.2.11 采用大电流快焊速施焊，是铝及铝合金焊接的重要特点，是防止和减少焊缝产生气孔的措施之一。
6.2.12 铝材焊接均要求较低的层间温度，即焊前应尽量避免进行预热。层间温度低不仅有利于焊道表面成形，也有利于防止气孔产生。为了既保证焊缝接头质量，又能提高生产效率，层间温度要求控制在100℃之内。
    对厚度超过5mm需要进行焊接前预热或焊后热处理的焊缝，其预热或后热处理温度一般为100℃～150℃。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上，且不应小于100mm；后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25mm板厚1h确定。
    所谓应进行焊前预热的特殊要求，一般是指：①当焊件较厚通过适当加大焊接电流仍不能使焊接正常进行，即焊接过程中热量从接头处传导的速度快于焊接所能提供的热量时；②焊件表面存在冷凝水。
6.2.13 在铝板材焊接施工中，对立焊和横焊位置底层焊缝的焊接，已广泛采用手工钨极双面同步氩弧焊工艺。与单面焊接相比较，其优点是；①可较充分地利用电弧热量从而降低能耗；②熔池两面始终处于氩气保护下，周围空气不易侵入且两侧的电弧对熔池都存在着搅拌作用，有利于夹杂物、气体从熔池中分离出去，焊缝质量高；③焊后不用清根，生产效率高且焊件变形量小。
6.2.17 单层铝板固定加劲肋时，可以采用焊接种植螺栓的办法，但在焊接的部位正面不应出现焊接的痕迹，更不能发生变形、褪色等现象，并应焊接牢固。