铝及铝合金的熔化极氩弧焊

五、铝及铝合金的熔化极氩弧焊

1．铝及铝合金的熔化极氩弧焊特点

熔化极氩弧焊(MIG焊)是以焊丝作为电极和填充金属，焊接时不存在钨极烧损问题，因此可采用更大的焊接电流，电弧功率较大，可焊接中厚板，广泛应用于铝及铝合金的工业生产中。熔化极氩弧焊熔滴过渡的形式及其过程的稳定性是焊接质量的关键。当焊接电流由小到大时，熔滴过渡由短路过渡、滴状过渡向喷射过渡(射滴过渡、射流过渡)的方向变化。短路过渡只适合于工件厚度为1～2mm的薄壁零件的MIG焊。喷射过渡过程比较稳定，几乎可用于各种厚度铝材的MIG焊。在短路过渡到射流过渡之间，有一个亚射流过渡区，在该区域内尽管弧长较短，一般也不会发生短路;弧长变长时电弧电压亦可保持不变，即使采用恒流电源(陡降外特性)，电弧也能进行自身调解，焊接过程稳定，焊缝成形较好。采用亚射流过渡焊接铝材时，焊接效率更高，焊接质量更好。

2．焊接工艺

MIG焊时，一般采用直流反接，不采用直流正接或交流，通常有自动焊和半自动焊两种焊接方式。

短路过渡焊接铝及铝合金薄壁零件时，须采用小电流、细焊丝(φ0.8mm、φ1.0mm)。为了避免送丝困难，宜将焊丝盘连到拉丝型焊枪上。该方法可全位置焊接厚度为1～2mm的对接、搭接、角接等各种焊接接头。短路过渡焊接工艺参数见表5－86。

采用喷射过渡形式的射流过渡时，焊缝易呈现窄而深的指状熔深，焊缝两侧面熔透不良，出现气孔和裂纹等缺陷。

表5－86　铝合金短路过渡MIG焊剂工艺参数

采用亚射流过渡时，弧长较短，电弧电压较低，电弧略带轻微爆破声，焊丝端头的熔滴长大到等于焊丝直径时，便沿电弧轴线方向一滴一滴地过渡到熔池，并间或有瞬时短路发生。亚射流过渡的阴极雾化区较大，熔池保护效果好，焊接缺陷较少。铝及铝合金喷射过渡及亚射流过渡MIG焊的工艺参数见表5－87。

表5－87　铝合金喷射过渡及亚射流过渡的工艺参数

续表

3.熔化极脉冲氩弧焊

熔化极脉冲氩弧焊(MIG－P)允许焊接平均电流低于临界电流值，基值电流维持电弧不致熄灭，并使焊丝端头部分熔化，为下一次熔滴的形成和过渡作准备。随后脉冲峰值电流发生并叠加在基值电流上，超过了临界电流，从而以高于短路过渡电弧所需的有效电流和低于连续电流喷射过渡电弧所需的有效电流，产生轴向喷射过渡的稳定电弧，实现一个脉冲过渡一个熔滴，焊接过程稳定。熔化极脉冲氩弧焊时，脉冲频率一般为50Hz和100Hz，有时也可用更高的频率，如200Hz，选择焊接工艺参数时，必须保证脉冲与熔滴过渡同步，通常为一个脉冲过渡一个熔滴。MIG－P的下限电流可低于MIG临界电流2倍左右，有利于焊接薄壁零件。MIG－P焊允许用粗焊丝取代MIG焊时的细焊丝。例如厚度为2mm的铝板，MIG焊时需用φ0.8mm的焊丝，MIG－P焊时，可采用φ1.6mm的焊丝。可以免除细丝输送的困难，还能减少由于细丝的比表面积大将表面污染引入焊缝而产生焊接缺陷。对于热处理强化的高强度铝合金，其焊接热输入小，对母材的热影响小，可获得力学性能及其他性能较为优越的焊接接头。