鋁型材加工的核心是結合其材質特性(輕量、易加工、耐腐蝕),通過合理選擇工藝和設備,平衡精度、效率與成本,滿足不同領域的使用需求。
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但鋁型材焊接是將鋁型材連接成整體結構的關鍵工藝,由于鋁及鋁合金具有導熱快、易氧化、熔點低等特性,焊接過程需嚴格控制參數和操作細節,以保證焊縫強度、密封性和外觀質量。
一、焊接前的準備工作
材料與焊絲匹配
確保鋁型材與焊絲的牌號匹配:不同鋁合金(如 6061、6063、5052、7075 等)需對應專用焊絲(如 6061 常用 ER4043 或 ER5356 焊絲,6063 常用 ER4043),避免因成分不兼容導致焊縫脆性增加、強度下降。
焊絲需保持清潔:去除表面油污、氧化層,必要時用不銹鋼絲刷打磨或用無水乙醇擦拭,防止雜質影響焊接質量。
工件表面處理
去除氧化膜:鋁型材表面易形成致密的氧化膜(Al?O?),其熔點(約 2050℃)遠高于鋁材本身(約 660℃),若不清除會導致未熔合、氣孔等缺陷。需用機械打磨(鋼絲刷、砂紙)或化學處理(酸洗)去除氧化膜,且處理后需在 4 小時內完成焊接(避免二次氧化)。
清理油污雜質:用溶劑(如丙酮、汽油)擦拭工件焊接區域,去除油污、灰塵、鋁屑等,防止焊接時產生氣孔或夾渣。
工裝夾具設計
鋁型材剛性較差,焊接時受熱易變形,需使用專用夾具固定工件,確保接縫緊密(間隙≤0.5mm)、定位準確(如對接、角接的垂直度 / 平行度誤差≤1mm/m)。
夾具材質需耐高溫且不與鋁材粘連(如不銹鋼夾具),避免焊接后工件與夾具熔接。
二、焊接過程中的關鍵控制
焊接方法選擇
鋁型材常用焊接方法及適用場景:
氬弧焊(TIG 焊):適合薄壁型材(厚度≤6mm)、精密部件(如電子設備框架),焊縫美觀、變形小,但效率低,需熟練操作。
熔化極氣體保護焊(MIG 焊):適合中厚型材(厚度 3-20mm)、批量生產(如汽車零部件),效率高,但焊縫精度略低于 TIG 焊。
電阻焊:適合薄板搭接(如箱體結構),速度快,但對工件表面平整度要求高,易產生飛濺。
選擇原則:根據型材厚度、結構復雜度、精度要求及生產效率綜合確定,優先保證焊縫強度和外觀。
參數設置
電流與電壓:電流過小會導致未熔合,過大則易燒穿、變形;電壓需與電流匹配(如 TIG 焊焊接 6061 型材,厚度 3mm 時,電流約 120-150A,電壓 10-12V)。
焊接速度:速度過快易導致熔深不足,過慢則熱輸入過大,增加變形和晶粒粗大風險(如 MIG 焊速度通??刂圃?30-100cm/min)。
氣體保護:使用高純度氬氣(純度≥99.99%),流量需根據焊接方法調整(TIG 焊 8-15L/min,MIG 焊 15-25L/min),確保電弧區域完全被保護,防止空氣侵入形成氧化夾雜。
鎢極 / 焊絲伸出長度:TIG 焊鎢極伸出長度 2-5mm(過長易燒損,過短影響視線);MIG 焊焊絲伸出長度 10-15mm(過長易導致電弧不穩定)。
操作技巧
起弧與收?。浩鸹r需用高頻引?。ū苊怄u極與工件接觸產生夾鎢),起弧后停留 1-2 秒預熱;收弧時需逐漸減小電流(或使用電流衰減功能),并填充焊絲至弧坑,防止產生弧坑裂紋。
運條方式:根據焊縫類型選擇運條手法(如對接焊縫用直線往返運條,角接用小幅擺動運條),確保熔池均勻,焊絲與熔池充分融合。
熱輸入控制:鋁導熱快,需集中加熱(如 TIG 焊采用 “推槍” 手法,增加熔深),避免大面積受熱;多層焊時,需待前一層焊縫冷卻至 60℃以下再焊下一層,減少累積變形。
三、焊接后的處理與檢測
焊后清理
去除焊渣和飛濺:用不銹鋼絲刷清理焊縫表面的氧化皮、焊渣,必要時用角磨機打磨(避免損傷母材)。
去除油污:用熱水沖洗或溶劑擦拭,清除殘留的切削液、焊絲油污,為后續表面處理(如陽極氧化、噴涂)做準備。
變形矯正
若焊接后工件出現彎曲、扭曲等變形,可采用機械矯正(如用壓力機加壓)或火焰矯正(局部加熱至 150-250℃,利用熱脹冷縮原理矯正,注意避免加熱溫度過高導致材料性能下降)。
質量檢測
外觀檢測:檢查焊縫是否平整、無裂紋、氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,咬邊深度≤0.5mm,余高≤3mm(根據設計要求調整)。
無損檢測:重要結構需做 X 光探傷(檢測內部氣孔、裂紋)或水壓試驗(檢測密封性,如管道焊接)。
力學性能檢測:抽樣進行拉伸試驗,確保焊縫強度≥母材強度的 80%(根據行業標準,如建筑鋁型材需符合 GB 5237.6 要求)。