子任务一 铝板对接钨极氩弧焊
目标要求
1.熟悉手工钨极氩弧焊机的操作方法。
2.熟悉焊丝送进方法，保持焊丝与焊枪的协调配合。
3.了解焊接铝板时，焊件与焊丝的清理方法。
4.掌握薄铝板对接氩弧焊的操作技术。
一、任务
任务单如图4.1所示。
图4.1
注：焊缝符号表示Y形坡口的凸形焊缝对接，间隙b、坡口角α、钝边P。
二、任务准备
1.铝板试焊焊前准备
(1)焊接设备：WSJ—300型交流手工钨极氩弧焊机。
(2)氩气瓶及氩气流量调节器。
(3)铈钨极：直径2.5mm。
(4)气冷式焊枪。
(5)焊件：铝合金板5A03，规格为300mm×100mm×3mm，若干块。
(6)焊丝：铝合金焊丝，直径为2mm。
(7)焊件与焊丝清理：采用钢丝刷或砂布将焊接处和焊丝表面清理至露出金属光泽。
2.铝板对接焊焊前准备
(1)焊接设备、氩气瓶及氩气流量调节器、焊枪的准备同试焊。
(2)铈钨极(Wce—20)：直径为2.5mm和3mm，端头磨成30°圆锥形，锥端直径0.5mm。
(3)焊件：铝镁合金板5A03，规格为300mm×100mm×3mm，一侧加工出30°坡口，并留有1mm钝边，两块为一组。
(4)焊丝：铝镁合金焊丝SA1Mg—5，直径为2.5mm和3mm。
(5)对焊件与焊丝进行清理。
(6)装配及定位焊：采取V形坡口对接，焊件装配各项尺寸见表4.1。定位焊时先焊焊件两端，然后在中间加定位焊点。必须待焊件边缘熔化形成熔池后再加入焊丝，定位焊缝宽度应小于最终焊缝宽度。定位焊也可以不加焊丝，直接利用母材的熔合进行定位。定位焊之后，必须矫正焊件保证不错边，并作适当的反变形，以减小焊后变形。
表4.1 铝板对接焊焊件装配尺寸
三、任务相关知识
由于铝合金本身的物理和化学性质及其所处的工艺条件，焊接时容易出现下列问题，应该予以重视。
(1)易氧化。在铝合金表面有难熔的氧化薄膜生成，阻碍金属之间的熔合，因此，焊前对焊件、焊丝要进行必要的清理，焊接时要注意对焊接区域的气体保护。
(2)易产生气孔。要认真对焊件、焊丝表面的油污和潮气进行处理，控制氢的来源，焊接过程尽量少中断；采用短弧焊接。
(3)易烧穿。铝合金由固态转变为液态时无颜色变化，焊接时常因熔池温度过高无法察觉而导致焊穿。焊接时，加热时间要短，焊接速度要快，还要控制层间温度等。
四、任务实施
1.铝板试焊
(1)分别开启气阀和电源开关。通过短时焊接，对焊机进行一次负载检查，检查气路和电路系统工作是否正常。
(2)调整好焊接工艺参数，见表4.2。
表4.2 铝板试焊焊接工艺参数
(3)操作时，将焊件平放在工作台面上，在铝合金板的长度方向进行平敷焊，焊道与焊道间距为20～30mm。采用左焊法，焊枪与焊件表面成80°左右的夹角，填充焊丝与焊件表面以10°～15°为宜，见图4.2。
图4.2
(a)正确；(b)不正确
将电弧引燃后，保持喷嘴至焊接处一定距离并稍作停留，使母材形成熔池后再送丝。填充焊丝时，焊丝的端头切勿与钨极接触，否则焊丝会被钨极沾染，熔入熔池后夹钨，并且钨极端头沾有焊丝熔液，端头变为球状影响正常焊接。焊丝送入熔池的落点应在熔池的前沿处，被熔化后，将焊丝移出熔池(但不能离开氩气保护区，以免灼热的焊丝端头被氧化，降低焊缝质量)，然后再将焊丝重复地送入熔池，直至将整条焊道焊完。若中途停顿或焊丝用完再继续焊接时，要用电弧把起焊处的熔池金属重新熔化，形成新的熔池后再加入焊丝，并与原焊道重叠5mm左右，在重叠处要少添加焊丝，避免接头过高。
(4)焊后检查焊接质量，保证焊缝表面要呈清晰且均匀的银白色鱼鳞波纹，并且焊缝宽度适宜，熔透深度一致。
2.铝板对接焊
(1)开启气阀和电源开关，检查焊机运转是否正常。
(2)调整好焊接工艺参数，见表4.3。
表4.3 铝板对接焊焊接工艺参数
(3)打底层焊采用左向焊法。起焊时，用焊丝触碰焊接部位进行试探，当觉得该部位变软有熔化迹象时，立即添加焊丝，一般采用断续点滴填充法，向熔池边缘以滴状往复加入。送丝过程中，焊枪与焊丝的运作要协调，焊枪要控制一定的弧长，且平稳而均匀地前移。焊丝端部在钨极前下方，不可触及钨极，焊枪要对准坡口根部的中心线，避免焊缝偏移。遇到定位焊缝时抬高焊枪，使焊枪与焊件间的角度加大，以保证焊透。若焊件间隙变小时，则应停止填丝，压低电弧直接击穿焊件；当间隙变大时，应向熔池添加焊丝，加快焊接速度，以避免产生烧穿和塌陷。如果熔池有下沉现象，应将焊枪断电熄弧片刻，再重新引弧继续焊接。
(4)收弧和接头。一根焊丝用完后，焊枪暂不抬起，按下电流衰减开关，左手迅速更换焊丝(提前将焊丝放在指定位置)，将焊丝端头置于熔池边缘后，启动焊枪开关继续进行焊接。若条件不允许，则应先使用衰减电流，停止送丝，等待熔池缩小且凝固后，再移开焊枪。接头时，尽可能快速引弧，然后将电弧拉至收弧处，压低电弧直接击穿坡口根部，形成新的熔池后，添加焊丝再进行焊接。
(5)盖面层焊要相应加大焊接电流，并要选择稍粗些的钨极直径及焊丝。操作时，焊丝与焊件间的角度尽量小，送丝速度要相对快且均匀。焊枪作小锯齿形摆动，在两侧稍作停留，其幅度比打底层焊时稍大，熔池超过坡口棱边0.5～1mm为宜，根据焊缝的余高决定焊丝填丝量，保证坡口两侧熔合良好，焊缝均匀平整。
(6)焊后关闭气路和电源，清理工作现场，将焊枪连同输气管和控制电缆等盘好挂起。
五、任务分配
焊接设备：WSJ—300型交流手工钨极氩弧焊机；铈钨极，直径为2.5mm；气冷式焊枪。
焊件：铝合金板5A03，规格为200mm×100mm×3mm，若干块。
焊丝：铝合金焊丝，直径为2mm。
六、任务检测与评价
七、任务总结(任务质量分析)
铝及铝合金薄板焊接相对于碳素钢来说有一定的难度，由于铝合金从固态转变为液态颜色变化不明显，难以掌握熔池温度，稍不留意就容易出现凹陷及烧穿。因此，要严格清理焊件，去除焊件及焊丝表面的氧化膜，使之露出金属光泽，以避免因氧化膜的存在而影响焊接顺利进行。打底层焊时，应尽量采用短弧焊接，填丝量要少，焊枪尽可能不摆动。当焊件间隙较小时，可直接进行击穿焊接。填充焊丝时，不要把焊丝直接放在电弧下面，也不能将焊丝抬得过高。
八、复习思考题
(1)铝合金薄板对接定位焊有哪些要求，怎样进行?
(2)铝合金焊接时容易出现哪些缺陷，怎样防止?
(3)手工钨极氩弧焊铝合金，如何消除收尾处的弧坑裂纹?
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