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鋁合金焊絲的分類和型號(hào)
鋁焊絲按化學(xué)成分分為鋁、鋁銅、鋁錳、鋁硅、鋁鎂等5類。
根據(jù)GB10858-2008《鋁及鋁合金焊絲》的規(guī)定焊絲型號(hào)由三部分組成。第一部分用字母“ER”表示焊絲，“SAL”表示鋁及鋁合金焊絲:第二部分用四位數(shù)字表示焊絲型號(hào);第三部分為可選部分，表示化學(xué)成分代號(hào)。完整的焊絲型號(hào)示例:SAL4043(Alsi5)第二部分表示型號(hào)的四位數(shù)字，以“1”開頭，是純鋁焊絲，例如:1070、1100;以“2”開頭，為鋁銅焊絲，例如:2319;以“4”開頭，為鋁硅焊絲，舉例:4043、4047;以“5”開頭，為鋁鎂焊絲，舉例5356、5183等;這四種為常見(jiàn)。
鋁焊絲是用于鋁合金焊接的一種填充金屬材料。
它通常呈盤狀或直條狀，在焊接過(guò)程中作為電極和填充材料熔化，與母材共同形成焊縫。
由于鋁及其合金具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)熱性強(qiáng)、熔點(diǎn)低、易氧化），因此鋁焊絲在成分、制造工藝和儲(chǔ)存要求上都與普通鋼焊絲有顯著區(qū)別。
正確選擇和使用鋁焊絲是獲得高質(zhì)量鋁合金焊縫的關(guān)鍵。
鋁焊絲的種類繁多，通常根據(jù)其合金成分進(jìn)行分類，以適應(yīng)不同牌號(hào)的鋁合金母材焊接。
常見(jiàn)的鋁焊絲型號(hào)包括：
1. 1xxx系列（純鋁）：如1070、1100，主要用于焊接純鋁或?qū)?qiáng)度要求不高的純鋁合金，具有優(yōu)異的耐腐蝕性和導(dǎo)電性。
2. 4xxx系列（鋁硅合金）：如4043、4047，是應(yīng)用最廣泛的鋁焊絲之一。
- 4043鋁焊絲含有5%左右的硅，熔點(diǎn)較低，流動(dòng)性好，焊接時(shí)不易產(chǎn)生熱裂紋，適用于焊接6xxx系列（如6061、6063）鋁合金，以及部分1xxx、3xxx、5xxx系列。
- 4047鋁焊絲硅含量更高（約12%），流動(dòng)性更好，主要用于薄板焊接和釬焊。
3. 5xxx系列（鋁鎂合金）：如5356、5183、5087，含有不同比例的鎂，具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性、耐腐蝕性。
- 5356鋁焊絲含有5%左右的鎂，適用于焊接5xxx系列（如5083、5086）以及部分6xxx系列鋁合金，特別適用于海洋環(huán)境。
- 5183和5087鎂含量更高，強(qiáng)度和韌性更優(yōu)，常用于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件和低溫應(yīng)用。
如何選擇：
選擇鋁焊絲時(shí)，最關(guān)鍵的原則是“等強(qiáng)匹配”和“化學(xué)成分相似”。
您需要根據(jù)待焊接的鋁合金母材牌號(hào)，查閱相應(yīng)的焊接規(guī)范或生產(chǎn)商推薦，選擇與母材強(qiáng)度、耐腐蝕性、顏色匹配且不易產(chǎn)生焊接缺陷的焊絲。
對(duì)于不同牌號(hào)鋁合金的異種焊接，通常會(huì)選擇硅含量較高的焊絲（如4043）來(lái)提高焊縫的抗裂性。
鋁焊絲主要適用于兩種主流的氣體保護(hù)焊方法：
1. MIG焊（熔化極氣體保護(hù)焊）：
- 也稱為GMAW（Gas Metal Arc Welding），是一種高效的半自動(dòng)或全自動(dòng)焊接方法。
- 在MIG焊鋁時(shí)，鋁焊絲作為連續(xù)送進(jìn)的電極，通過(guò)電弧在保護(hù)氣體（通常是純氬氣或氬氦混合氣）的保護(hù)下熔化，形成焊縫。
- MIG焊適用于中厚板的焊接，具有熔敷效率高、生產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于船舶、汽車、軌道交通等領(lǐng)域。
2. TIG焊（鎢極惰性氣體保護(hù)焊）：
- 也稱為GTAW（Gas Tungsten Arc Welding），是一種非熔化極氣體保護(hù)焊方法。
- 在TIG焊鋁時(shí)，使用非消耗性的鎢電極產(chǎn)生電弧，并由操作者手動(dòng)或自動(dòng)送進(jìn)鋁焊絲作為填充材料。
- TIG焊特別適合焊接薄板、要求焊縫質(zhì)量高、外觀美觀的場(chǎng)合，如航空航天、精密儀器、藝術(shù)品等，它能提供更精確的熱量控制和更好的焊縫成形。
由于鋁的特殊性質(zhì)，鋁合金焊接前對(duì)焊絲和母材的準(zhǔn)備至關(guān)重要，直接影響焊縫質(zhì)量。
1. 鋁焊絲的儲(chǔ)存和保護(hù)：
- 鋁焊絲表面極易氧化，暴露在空氣中會(huì)迅速形成一層致密的氧化膜。
- 儲(chǔ)存時(shí)必須放置在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中，遠(yuǎn)離潮濕和腐蝕性氣體。
- 未開封的焊絲應(yīng)保存在原包裝內(nèi)，開封后應(yīng)盡快使用，未用完的焊絲應(yīng)密封保存，避免長(zhǎng)時(shí)間暴露。
- 焊絲取出后，應(yīng)避免手直接接觸，以免沾染油污和汗?jié)n。
2. 母材的表面清理：
- 除油污：在焊接前必須徹底清除母材表面的油污、油漆、指紋等有機(jī)物，可使用丙酮、酒精等溶劑擦拭。
- 去除氧化膜：鋁表面氧化膜的熔點(diǎn)高達(dá)2060℃，遠(yuǎn)高于鋁本身的熔點(diǎn)（約660℃），如果不去除，會(huì)嚴(yán)重影響焊接熔合，導(dǎo)致夾渣、未熔合等缺陷。
- 去除氧化膜的方法包括：機(jī)械清理（如鋼絲刷、砂輪打磨，必須使用不銹鋼工具，且僅限焊縫兩側(cè)20-30mm范圍）、化學(xué)清洗（如酸洗、堿洗，需專業(yè)操作）。
- 清理后應(yīng)立即焊接，或在短時(shí)間內(nèi)焊接，防止氧化膜重新生成。
鋁合金焊接由于其材料特性，較易出現(xiàn)一些特有的焊接缺陷，但通過(guò)適當(dāng)?shù)?strong>焊接工藝和預(yù)防措施可以有效避免。
1. 氣孔：
- 原因：氫是導(dǎo)致鋁焊縫氣孔的主要原因，可能來(lái)源于母材、焊絲表面的水分或油污，保護(hù)氣體不純，或焊接參數(shù)不當(dāng)（如焊接速度過(guò)快）。
- 預(yù)防：徹底清理母材和焊絲，確保干燥；使用高純度氬氣或其他惰性保護(hù)氣體；調(diào)整合適的焊接參數(shù)，確保氣體保護(hù)充分。
2. 熱裂紋：
- 原因：鋁合金在凝固過(guò)程中收縮量大，且存在低熔點(diǎn)共晶相，在拉應(yīng)力作用下易產(chǎn)生熱裂紋，尤其是在接頭約束度大或焊絲選擇不當(dāng)（與母材匹配性差）時(shí)。
- 預(yù)防：選擇合適的鋁焊絲型號(hào)（如含硅焊絲4043，提高抗裂性）；優(yōu)化坡口設(shè)計(jì)和裝配間隙；控制焊接線能量和預(yù)熱溫度，降低焊接應(yīng)力。
3. 未熔合、未焊透：
- 原因：焊接電流不足、焊接速度過(guò)快、坡口清理不徹底、氧化膜未去除干凈等。
- 預(yù)防：增加焊接電流，降低焊接速度；徹底去除氧化膜；優(yōu)化坡口角度和間隙，確保熔深。
4. 塌陷、燒穿：
- 原因：焊接電流過(guò)大、焊接速度過(guò)慢、鋁合金導(dǎo)熱性強(qiáng)導(dǎo)致熱量快速積累，特別是薄板焊接。
- 預(yù)防：降低焊接電流，提高焊接速度；采用脈沖焊接；背面設(shè)置銅墊板幫助散熱。
