详细介绍:
铝及铝合金焊丝使用说明
铝及铝合金焊丝简明表
牌 号
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类别
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执行标准
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国标型号
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原国标
GB/T 10858-1989
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AWS
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EN ISO
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用途简述
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CHM-Al 1070
CHG- Al 1070
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铝
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GB/T 10858-2008
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SAl 1070(Al99.7)
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SAl-2(S301)
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—
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S Al 1070(Al99.7)
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用于纯铝的焊接,如电力、化工行业
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CHM-Al 1100
CHG- Al 1100
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铝
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GB/T 10858-2008
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SAl 1100(Al99.0Cu)
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—
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ER 1100
R 1100
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S Al 1100(Al99.0Cu)
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用于纯铝的焊接,如电力、化工行业
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CHM-Al 3103
CHG- Al 3103
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铝锰
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GB/T 10858-2008
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SAl 3103(AlMn1)
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SAlMn(S321)
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—
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SAl 3103(AlMn1)
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用于铝锰合金的氩弧焊及气焊
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CHM-Al 4043
CHG- Al 4043
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铝硅
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GB/T 10858-2008
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SAl 4043(AlSi5)
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SAlSi-1(S311)
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ER 4043
R 4043
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S Al 4043 (AlSi5)
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用于6xxxx和4xxx系列铝合金的焊接
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CHM-Al 4047
CHG- Al 4047
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铝硅
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GB/T 10858-2008
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SAl 4047(AlSi12)
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SAlSi-2
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ER 4047
R 4047
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S Al 4047(AlSi12)
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用于纯铝、铝硅、铝镁硅等的钎焊
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CHM-Al 5183
CHG-Al 5183
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铝镁
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GB/T 10858-2008
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SAl 5183 [AlMg4.5Mn0.7(A)]
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SAlMg-3
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ER 5183
R 5183
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S Al 5183 [AlMg4.5Mn0.7(A)]
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用于强度较高铝镁合金的焊接
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CHM-Al 5356
CHG-Al 5356
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铝镁
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GB/T 10858-2008
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SAl 5356 [AlMg5Cr(A)]
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—
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ER 5356
R 5356
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S Al 5356 [AlMg5Cr(A)]
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用于常用铝镁合金焊接
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CHM-Al 5087
CHG-Al 5087
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铝镁
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GB/T 10858-2008
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SAl 5087 (AlMg4.5MnZr)
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—
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ER 5087
R 5087
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S Al 5087 (AlMg4.5MnZr)
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用于要求抗裂性和弯曲性铝材的焊接
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CHM-Al 5556
CHG-Al 5556
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铝镁
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GB/T 10858-2008
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SAl 5556(AlMg5Mn1Ti)
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SAlMg-5
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ER 5556
R 5556
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SAl 5556(AlMg5Mn1Ti)
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用于强度要求较高铝镁合金的焊接
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一、焊丝的选择
铝及铝合金焊丝的选择主要根据母材的种类,对接头抗裂性能、力学性能及耐蚀性等方面的要求综合考虑。有时当某项成为主要矛盾时,则选择焊丝就着重从解决这个主要矛盾入手,兼顾其它方面要求。一般情况下,焊接铝及铝合金都采用与母材成分相同或相近牌号的焊丝,这样可以获得较好的耐蚀性;但焊接热裂倾向大的热处理强化铝合金时,选择焊丝主要从解决抗裂性入手,这时焊丝的成分与母材的差别就很大。
选用铝合金焊丝应注意的问题如下:
1、焊接接头的裂纹敏感性
影响裂纹敏感性的直接因素是母材与焊丝的匹配。选用熔化温度低于母材的焊缝金属,可以减小焊缝金属和热影响区的裂纹敏感性。例如,焊接Si含量0.6%的6061合金时,选用同一合金作焊缝,裂纹敏感性很大,但用Si含量5%的ER4043焊丝时,由于其熔化温度比6061合金低,在冷却过程中有较高的塑性,所以抗裂性良好。此外,焊缝金属中应避免Mg与Cu的组合,因为Al-Mg-Cu有很高的裂纹敏感性。
2、焊接接头的力学性能
工业纯铝的强度最低,4000系铝合金居中,5000系列铝合金强度较高。铝硅焊丝虽有较强的抗裂性能,但含硅焊丝的塑性较差,所以对焊后需要塑性变形加工的接头来说,应避免选用含硅的焊丝。
3、焊接接头的使用性能
填充金属的选择除取决于母材成分外,还与接头的几何形状、运行中的抗腐蚀性的要求以及对焊接件的外观要求有关。例如,为了使容器具有良好的抗腐蚀能力或防止所储存产品对其的污染,储存过氧化氢的焊接容器要求高纯度的铝合金。在这种情况下,填充金属的纯度至少要相当于母材。
二、气体选择
1、气体质量要求
气体种类
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纯度要求(%)
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水分限制(%)
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其它要求
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Ar
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≥99.99
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≤0.002
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N2≥0.007% H2≤0.002
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2、保护气体
铝及铝合金焊接采用的保护气体为氩气、氦气或其混合气。交流加高频TIG焊时,采用纯氩气,直流正极性焊接宜用氦气。MIG焊时,板厚小于25mm时宜用氩气;板厚25~50mm时氩气宜添加10~35%的氦气;板厚50~75mm时氩气中宜添加10~35%或50%的氦气;当板厚大于75mm时推荐采用添加50~75%氦气的氩气。氩气应根据《纯氩》的要求。氩气瓶压低于0.5MPa后压力不足,不能使用。
三、常见缺陷(焊接问题)及防止措施
1、气孔
产生原因:
a母材或焊丝上有油、锈、污、垢等;
b焊接场地空气流动大,不利于气体保护;
c焊接电弧过长,降低气体保护效果;
d喷嘴与工件距离过大,气体保护效果降低;
e焊接参数选择不当;
f重复起弧处产生气孔;
g保护气体纯度低,气体保护效果差;
h 周围环境空气湿度大。
防止措施:
a焊前仔细清理焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢和氧化膜,采用含脱氧剂较高的焊丝;
b合理选择焊接场所;
c适当减小电弧长度;
d保持喷嘴与焊件之间的合理距离范围;
e尽量选择较粗的焊丝,同时增加工件坡口的钝边厚度,一方面可以允许使用大电流,另一方面也使焊缝金属中焊丝比例下降,这对降低气孔率是行之有效的;
f尽量不要在同一部位重复起弧,需要重复起弧时要对起弧处进行打磨或刮除;一道焊缝一旦起弧要尽量焊长些,不要随意断弧,以减少接头量,在接头处需要有一定焊缝重叠区;
g换保护气体;
h检查气流大小;
i预热母材;
j检查是否有漏气现象和气管损坏现象;
k 在空气湿度较低时焊接,或采用加热系统。
2、裂纹
产生原因:
a结构设计不合理,焊缝过于集中,造成焊接接头拘束应力过大;
b熔池过大、过热、合金元素烧损多;
c焊缝末端的弧坑冷却快;
d焊丝成分与母材不匹配;
e焊缝深宽比过大。
防止措施:
a正确设计焊接结构,合理布置焊缝,使焊缝尽量避开应力集中区,合理选择焊接顺序;
b减小焊接电流或适当增加焊接速度;
c收弧操作要正确,加入引弧板或采用电流衰减装置填满弧坑;
d正确选用焊丝。
3、焊缝成型差
产生原因:
a焊接规范选择不当;
b焊枪角度不正确;
c焊工操作不熟练;
d导电嘴孔径太大;
e焊丝、焊件及保护气体中含有水分。
防止措施:
a反复调试选择合适的焊接规范;
b保持合适的焊枪倾角;
c选择合适的导电嘴孔径;
d焊前仔细清理焊丝、焊件,保证气体的纯度。
4、烧穿
产生原因:
a热输入量过大;
b坡口加工不当,焊件装配间隙过大;
c点固焊时焊点间距过大,焊接过程中产生较大的变形量。
防止措施:
a适当减小焊接电流、电弧电压,提高焊接速度;
b大钝边尺寸,减小根部间隙;
c适当减小点固焊时焊点间距。
5、未焊透
产生原因:
a焊接速度过快,电弧过长;
b坡口加工不当,装备间隙过小;
c焊接规范过小;
d焊接电流不稳定。
防止措施:
a适当减慢焊接速度,压低电弧;
b适当减小钝边或增加根部间隙;
c增加焊接电流及电弧电压,保证母材足够的热输入能量;
d增加稳压电源装置
e细焊丝有助于提高熔深,粗焊丝提高熔敷量,应酌情选择。
6、未熔合
产生原因:
a焊接部位氧化膜或锈迹未清除干净;
b热输入不足。
防止措施:
a焊前清理待焊处表面
b提高焊接电流、电弧电压,减小焊接速度;
c对于厚板采用U型接头,而一般不采用V型接头。
7、夹渣
产生原因:
a焊前清理不彻底;
b焊接电流过大,导致导电嘴局部熔化混入熔池而形成夹渣;
c焊接速度过快。
防止措施:
a加强焊前清理工作,多道焊时,每焊完一道同样要进行焊缝清理;
b在保证熔透的情况下,适当减小焊接电流,大电流焊接时导电嘴不要压太低;
c适当降低焊接速度,采用含脱氧剂较高的焊丝,提高电弧电压。
8、咬边
产生原因:
a焊接电流太大,焊接电压太高;
b焊接速度过快,填丝太少;
c焊枪摆动不均匀。
防止措施:
a适当的调整焊接电流和电弧电压;
b适当增加送丝速度或降低焊接速度;
c力求焊枪摆动均匀。
9、焊缝污染
产生原因:
a不适当的保护气体覆盖;
b焊丝不洁;
c母材不洁。
防止措施:
a检查送气软管是否有泄漏情况,是否有抽风,气嘴是否松动,保护气体使用是否正确;
b是否正确的储存焊接材料;
c在使用其它的机械清理前,先将油和油脂类物质清除掉;
d在使用不锈钢刷之前将氧化物清除掉。
10、电弧不稳
产生原因:电源线连接、污物或者有风。
防止措施:
a检查所有导电部分并使表面保持清洁;
b将接头处的脏物清除掉;
c尽量不要在能引起气流紊乱的地方进行焊接。
11、送丝性不良
产生原因:
A导电嘴与焊丝打火;
b焊丝磨损;
c喷弧;
d送丝软管太长或太紧;
e送丝轮不适当或磨损;
f 焊接材料表面毛刺、划伤、灰尘和污物较多。
防止措施:
a降低送丝轮张力,使用慢启动系统;
b检查所有焊丝接触表面情况并尽量减少金属与金属的接触面;
c检查导电嘴情况及送丝软管情况,检查送丝轮状况;
d检查导电嘴的直径大小是否匹配;
e使用耐磨材料以避免送丝过程中发生截断情况;
f 检查焊丝盘磨损状况;
g 选择合适的送丝轮尺寸,形状及合适的表面情况;
h 选择表面质量较好的焊接材料。
12、起弧不良
产生原因:
a接地不良;
b导电嘴尺寸不对;
c没有保护气体。
防止措施:
a检查所有接地情况是否良好,使用慢启动或热起弧方式以方便起弧;
b检查导电嘴内空是否被金属材料堵塞;
c使用气体预清理功能;
d改变焊接参数。
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