铝及铝合金的焊前准备及焊后清理

二、铝及铝合金的焊前准备及焊后清理

1．焊前清理

铝及铝合金焊接时，尽量采用气焊熔剂(气焊、碳弧焊)或保护气体(氩弧焊)，为了保证焊接质量，还要求在焊接前严格清理工件接头及焊丝表面的氧化膜和油污，否则会使焊缝产生熔合不良等缺陷，焊前清理的好坏直接影响焊接质量。常见的清理方法有化学清理和机械清理。

(1)化学清理。

化学清理效率高，质量稳定，适于清理焊丝及尺寸不大、批量生产的工件。小型工件可采用浸洗法。化学清理溶液配方和工序流程见表5－79。

表5－79　铝及铝合金化学清理溶液配方和工序流程

焊丝清洗后可在150～200℃烘箱内烘焙半小时，然后存放在100℃烘箱内随用随取。

清洗过的焊件不准随意乱放，应立即进行装配、焊接，一般不要超过24h。已超过24h的，焊前采用机械方法清理后再进行装配焊接。

大型焊件受酸洗槽尺寸限制，难于实现整体清理，可在焊口两侧各30mm的表面区域用火焰加热至100℃左右，涂擦室温的NaOH溶液，并加以擦洗，时间略长于浸洗时间，除净焊接区的氧化膜后，用清水冲洗干净，再中和、光化后，用火焰烘干。

清洗要注意劳动保护，戴上耐酸碱的胶皮手套、护目镜和口罩，以免烧伤皮肤、溅液伤目及挥发物刺激呼吸道。

(2)机械清理。

对清洗要求不高，工件尺寸较大，难以用化学方法清理的焊件或清洗后易被玷污时，常用机械清理。先用丙酮或汽油擦洗表面油污，然后可根据零件形状采用切削方法，如使用风动或电动铣刀，亦可使用刮刀、锉刀等工具。对较薄的氧化膜可用不锈钢的钢丝刷清理表面，不宜采用纱布砂纸或砂轮打磨，因残留沙子会在焊接时产生夹渣等缺陷。

工件清洗后不及时装配，焊件表面会重新氧化，特别是在潮湿的环境以及被酸碱蒸气污染的环境中，氧化膜生长很快。清理后的焊丝、焊件焊前存放时间一般不要超过24h。在气候潮湿条件下，清理后应在4h内施焊。存放时间过长应予重新处理。近期研究成功的经电化学抛光处理的焊丝，一般在空气中可保存较长时间，在塑料密封保存的条件下，保存期可近半年。

2．垫板

铝在高温时强度很低，焊接时容易下塌。为了保证焊透又不至于塌陷，常用垫板来托住熔化、软化的金属。垫板可采用石墨、不锈钢或碳钢等材料。垫板表面要开一个圆形弧槽，以保证焊缝背面成形，如图5－17所示。也可以不加垫板，采用单面焊双面成形的焊接工艺。

图5－17铝及铝合金垫板尺寸

3．焊前预热

为了防止裂纹，减少气孔和焊接应力等焊接缺陷，对厚度超过5～8mm的厚大铸件焊前需进行预热，预热温度100～300℃。预热温度过高会导致晶粒长大、热影响区增宽及接头性能恶化。

可用氧－乙炔焰、电炉或喷灯对焊件进行局部加热。预热温度可用表面测温计或测温笔测量，在缺乏测量条件时，可凭经验大致估计预热温度。由于铝在高温时颜色不变，预热温度可以采用下面的方法加以鉴别:在铝件表面用蓝色粉笔或黑色铅笔划线，加热后颜色逐渐减弱，当线条颜色与铝的颜色相近时，即可开始焊接;另一种方法是将氧－乙炔焰调成强还原焰，喷到铝件表面呈灰黑色(尚能看到金属光泽)，再将火焰调到中性焰，来回往复地预热工件，当预热到工件上的碳黑烧掉时，表明预热温度已经达到。

4．焊后清理

焊后留在焊缝及临近区域的残存熔剂和焊渣需要及时清理，否则在空气中水分的作用下，残存的熔剂和焊渣会破坏金属表面的氧化膜，从而腐蚀工件。常用的清理方法和步骤如下:

①在热水中用硬毛刷子仔细清刷;

②在温度为60～80℃、浓度为2%～3%的铬酐水溶液或重铬酸钾水溶液中浸洗5～10min，并用硬毛刷仔细洗刷;

③在热水中洗涤;

④在干燥箱中烘干或用热空气吹干，也可以自然晾干。