铝及铝合金螺柱焊接方法

无论热处理强化铝合金还是冷作硬化铝合金，焊后都存在热影响区软化的问题，这和铝合金的普通电弧焊存在问题是一样的。由于铝合金导热性好、易氧化，所以电弧螺柱焊时必须采用惰性气体(氩气或氦气)保护，并且选用直流反接、大电流、短时间的焊接参数。 

铝及铝合金的电弧螺柱焊采用直流电源反极性连接时，焊件为负、螺柱为正，才能发挥焊接电弧的“阴极破碎效应”(即“阴极雾化效应”)，即将高熔点的硬而脆的Al2O3氧化膜清扫出焊接区。焊枪应当附加弹簧阻尼装置以限制螺柱的插入速度，避免飞溅和接头缺陷。铝螺柱的焊接端部不需要施加引弧剂，但需要加工出锥形凸起(tip)， 旨在容易引弧，不能采取瓷环保护，而采用氩气、 氦气、氩气-氦气的混合气体等惰性气体保护。如果采用混合气体[一般是ϕ( Ar)50% +ϕ(He)50%，气体流量在10L/min左右]，则螺柱直径只能在6.4~ 13mm之间，与不锈钢气体保护焊时螺柱的直径范围相似;如果大于13mm,则接头中微气孔的总面积会大于接头面积的30%，而使接头的力学性能恶化到不能接受的程度。由于液态金属铝的表面张力比较大，所以植焊较薄(3. 3mm) 的铝板也不会烧穿。 

铝及其合金的牌号用四位数字来表示，这与不锈钢采用基本化学成分来表示、低碳钢采用屈服强度的汉语拼音“Q”及屈服强度值来表示的方法是不同的。 

铝及铝合金按合金化系列可分为如下八大系列: 

1xxx系一 工业纯铝;         5xxx系一 铝-镁合金; 

2xxx系— 铝-铜合金;        6xxx系一 铝-镁-硅合金; 

3xxx系一 铝-锰合金;        7xxx系— 铝-锌-镁-铜合金; 

4xxx系—铝-硅合金;         8xxx系一其他

 《变形铝及铝合金》(GB/T 3190-1996)和《铸造铝合金》(GB/T 1173- 1995)标准规范了铝及铝合金各系列的牌号表示方法、化学成分、力学性能和物理性能，《金属材料手册》和《焊接手册》等工具书中都有转载。牌号为1100 系列、3000系列和5000系列的铝及铝合金都有很好的电弧螺柱焊的焊接性; 4000、6000系列属于中等水平；2000、7000系列难于进行螺柱焊;常用铝镁合金螺柱材料的抗拉强度为275MPa,也有很好的韧性和塑性，而且能和大多数铝合金相兼容。   

铝和铝合金在电弧螺柱焊条件下，使用的螺柱直径一般在3.2-13mm之间， 若直径超过13mm,则其焊接适应性变得很坏。

铝及铝合金的焊接接头质量检验不仅需要外观检查，还需要进行力学性能试验。

若设定的焊接条件合理则不一定有宏观缺陷，如缩孔、大气孔、咬边及未熔合等。但微观缺陷是肉眼看不出来的，如接头中的弥散性微气孔， 它是由于溶解在液态金属中的氢在冷却时来不及聚集逸出而形成的，所以控制氢源，即控制水的高温分解是铝合金螺柱焊时一项重要工艺措施。

 如果螺柱弯曲后和原轴线的夹角达到15°而不断裂或者没有裂纹，则焊接工艺被认为满意。生产用的螺柱不能弯曲后再拉直使用，但可以采用力(转)矩拉力的试验方法来代替弯曲试验，若扭矩施加到设定值或者直至螺柱断裂则视为合格。