山东迅力特种汽车有限公司 （山东临清 252600） 于 静

铝及铝合金具有良好的耐蚀性，较高的比强度、导电性及导热性好等特点，在航空航天、汽车、机械制造及化学工业中得到大量应用。我公司生产的运水挂车是集汲水、运水、供水于一体的野营供水装备，主要用于供水伴随保障，其中箱体后面开有两个观察口，各安装一个观察门（见图1）。由于要求外观质量比较高，强度中等，塑性及耐蚀性好，所以观察门材料采用铝镁硅合金6063。

图1

1.结构分析

观察门由门外框、内门组成，结构如图2所示。内门由门内框、门外护面、门内护面、隔热层和门锁组成，门外框、内门用不锈钢长合页铆接在一起。

门外框由型材下料后焊接而成，门外框型材的形式如图3所示。门内框由型材下料后焊接而成，门内框型材的形式如图4所示。

图2

图3

图4

2.铝合金焊接性

铝合金6063中的主要合金元素为镁与硅，具有加工性能较好、优良的焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。由于铝合金具有独特的物理性能，故在焊接时会产生一系列的困难和特点。

（1）易氧化 铝和氧的亲和力很大，生成的氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，造成熔合不良与夹渣。另外，焊接过程中合金元素也易被氧化和蒸发。

（2）易产生气孔 液态铝合金溶解氢的能力很强，在凝固过程中来不及析出而聚集在焊缝中形成气孔。

（3）易烧穿 铝合金由固态转变成液态时，没有显著的颜色变化，所以不易判断母材温度。另外温度升高时，铝的机械强度降低，在370℃时仅为10MPa，为此焊接时常因温度过高无法察觉而导致烧穿。

（4）热裂纹 铝的线膨胀系数比钢将近大1倍，而凝固时的收缩率又比铁大2倍，因此铝焊件的焊接应力大。此外，当成分中的杂质超过规定范围时，在熔池中将形成较多的低熔点共晶。两者共同作用的结果，在焊缝中就容易产生热裂纹。

（5）接头不等强度 铝合金焊接时由于热影响区受热而发生软化，因强度降低而使焊接接头与母材无法达到等强度。

3.焊接工艺

（1）焊接方法 因为气焊设备简单，无需电源，操作方便灵活，常用于焊接厚度较薄及尺寸较小的铝及铝合金构件，以及补焊铝及铝合金构件和铝铸件。因此，采用气焊焊接铝观察门。

（2）焊接材料的选择 焊丝采用铝镁硅合金焊丝HS311， φ3mm。气焊溶剂是各种钾、钠、锂及钙等元素的氯化物和氟化物的粉末混合物，可选用CJ401。也可按附表配方配制其他溶剂。

溶剂配方（质量分数） （%）

（3）焊前准备 铝合金焊接时，要求焊前严格清除工件坡口及焊丝表面的氧化膜和油污。清洗质量将直接影响焊接工艺与接头的质量，通常采用化学清理和机械清理两种方法。

焊件待焊处两侧各20mm表面应彻底清理干净，不应有任何油脂、污渍、油漆标记、氧化皮和其他杂质。先用布砂轮进行打磨，然后用丙酮或酒精进行擦洗，以避免这些有机物质进入焊缝而影响焊接接头耐腐蚀性能。

（4）火焰和焊嘴的选择 铝合金的气焊采用中性氧乙炔焰或轻微碳化氧乙炔焰。焊嘴的大小应根据焊件厚度、坡口形式、焊接位置及焊工的技术水平高低而定，由于铝观察门所用型材厚度为2～3mm，焊丝φ2mm，所以采用射吸式焊炬H01～6，焊嘴号码为3号，焊嘴孔径为1.1mm。

（5）操作要领 焊接钢铁材料时，可以从钢材的颜色变化判断加热的温度。但焊铝时，却没有这个方便条件，可根据以下现象掌握施焊时机。

第一，当被加热的工件表面由光亮银白色变成暗淡的银白色，表面氧化膜起皱，加热处金属有波动现象时，表明即将达到熔化温度，可以施焊。

第二，用蘸有气焊熔剂的焊丝端头触及被加热处，焊丝与母材能熔合时，即达到熔化温度，可以施焊。

第三，母材边棱有倒下现象时，母材达到熔化温度，可以施焊。

铝观察门的气焊采用左焊法，焊丝位于焊接火焰之前，这种焊法因火焰指向未焊的冷金属，热量散失一部分，有利于防止熔池过热、热影响区金属晶粒长大和烧穿。焊工操作时，焊嘴倾角为30°～45°，焊丝倾角为40°～50°；起焊时，因工件是冷的，一般不宜焊透，所以焊嘴的倾角要相应大一些；终焊时，因工件已被加热到较高温度，为保证焊缝成形，焊嘴倾角要适当减小。

（6）焊后清理 焊后留在焊缝及邻近的残存熔剂和焊渣，需及时清理干净，否则在空气、水分的作用下会破坏防腐作用的氧化铝薄膜，而腐蚀铝件。为此我们采用了如下工序：

第一，焊后将焊件放入40～50℃的热水槽中浸渍，最好用流动的热水，用硬毛刷清理焊缝及焊缝附近残留溶剂、熔渣的地方，直到清除干净。

第二，将焊件浸入硝酸溶液中，当室温为25℃以上时，溶液浓度15%～25%，浸渍时间为10～15min。室温为10～15℃时，溶液浓度20%～25%，浸渍时间为15min。

第三，将焊件置于流动热水（温度为40～50℃）的槽中浸渍5～10min。

第四，用冷水将焊件冲洗5min。

第五，将焊件自然晾干，也可放在干燥箱中烘干或用热空气吹干。

4.结语

用氧乙炔焰气焊焊接铝合金，设备简单，操作方便灵活，只要严格控制焊接工艺，焊前清理及焊后清洗，铝合金观察的焊接质量便可达到技术要求。