铝及铝合金焊丝使用说明

铝及铝合金焊丝简明表

牌  号	类别	执行标准	国标型号	原国标 GB/T 10858-1989	AWS	EN ISO	用途简述
CHM-Al 1070 CHG- Al 1070	铝	GB/T 10858-2008	SAl 1070（Al99.7）	SAl-2（S301）	—	S Al 1070（Al99.7）	用于纯铝的焊接，如电力、化工行业
CHM-Al 1100 CHG- Al 1100	铝	GB/T 10858-2008	SAl 1100（Al99.0Cu）	—	ER 1100 R 1100	S Al 1100（Al99.0Cu）	用于纯铝的焊接，如电力、化工行业
CHM-Al 3103 CHG- Al 3103	铝锰	GB/T 10858-2008	SAl 3103（AlMn1）	SAlMn（S321）	—	SAl 3103（AlMn1）	用于铝锰合金的氩弧焊及气焊
CHM-Al 4043 CHG- Al 4043	铝硅	GB/T 10858-2008	SAl 4043（AlSi5）	SAlSi-1（S311）	ER 4043 R 4043	S Al 4043 (AlSi5)	用于6xxxx和4xxx系列铝合金的焊接
CHM-Al 4047 CHG- Al 4047	铝硅	GB/T 10858-2008	SAl 4047（AlSi12）	SAlSi-2	ER 4047 R 4047	S Al 4047（AlSi12）	用于纯铝、铝硅、铝镁硅等的钎焊
CHM-Al 5183 CHG-Al 5183	铝镁	GB/T 10858-2008	SAl 5183 [AlMg4.5Mn0.7(A)]	SAlMg-3	ER 5183 R 5183	S Al 5183 [AlMg4.5Mn0.7(A)]	用于强度较高铝镁合金的焊接
CHM-Al 5356 CHG-Al 5356	铝镁	GB/T 10858-2008	SAl 5356 [AlMg5Cr(A)]	—	ER 5356 R 5356	S Al 5356 [AlMg5Cr(A)]	用于常用铝镁合金焊接
CHM-Al 5087 CHG-Al 5087	铝镁	GB/T 10858-2008	SAl 5087 （AlMg4.5MnZr）	—	ER 5087 R 5087	S Al 5087 （AlMg4.5MnZr）	用于要求抗裂性和弯曲性铝材的焊接
CHM-Al 5556 CHG-Al 5556	铝镁	GB/T 10858-2008	SAl 5556（AlMg5Mn1Ti）	SAlMg-5	ER 5556 R 5556	SAl 5556（AlMg5Mn1Ti）	用于强度要求较高铝镁合金的焊接

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	纯度要求（%）	水分限制（%）	其它要求
Ar	≥99.99	≤0.002	N2≥0.007% H2≤0.002

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。