铝合金的焊接技术

1.焊前准备

焊前应严格清除焊件坡口的氧化膜和油污。化学清洗，用10%左右氢氧化钠水溶液，使氢氧化钠与氧化铝作用生成易溶的氢氧化铝。机械清理，先用有机溶剂(丙酮、松香水或汽油)擦拭表面以除油，随后用细铜丝刷或不锈钢丝刷除去氧化膜，使用不锈钢丝刷时，只能往一个方向小心刷除，不可用力过大，以防氧化物嵌入铝材，因此要用新刷。垫板。为了保证焊透并使焊件不致焊穿或塌陷，焊前可在接缝下面安放垫板。垫板材料可采用石墨、不锈钢或碳钢，表面开一圆弧形槽，以保证反面焊缝成型。预热。焊接厚度超过5 mm的焊件时，焊前应对焊件进行预热，温度为100~300 ℃，以避免产生焊接裂纹。另外，将间断焊放在焊接区域的开始和结尾处以加强预热效果。对薄、小的焊件一般不用预热。

2.铝缸盖的焊接修复

铝缸盖经长期使用后，由于受冷却水(液)的化学腐蚀，往往在水口附近发生金属剥落。有的缸盖在燃烧室顶部和鼻梁之间以及水口和螺栓孔之间会出现裂缝。由于铸铝缸盖材质较软，缸盖上的连接螺纹也易滑扣。出现上述损坏现象后，需用气焊焊修。

焊修铝件采用铝焊条。铝焊条可以自做，方法是：先做一铁勺，勺口上焊一半圆形铁片，在铁片下方的勺壁上钻一小孔。将废活塞或与焊铸件成分相同的废铸件砸碎后放在铁勺内，用焊炬加热至全部熔化，撇去上面的熔渣，将铁勺放在干净的铁板上倾斜挪动，使熔化金属经小孔流出，形成一根根焊条。焊条要随做随用，存放久了表层氧化会影响使用。

此外，使用焊粉后熔渣会增多，也影响焊修工作的顺利进行，所以不适宜使用焊粉。

焊炬与火焰。一般选用中号焊炬，焊嘴孔径1.5~2 mm。焊嘴孔要保持清洁和正确形状，以使火焰均匀不分叉，内焰成圆锥状，以利于成型。采用中性焰，火焰能率较大，但应避免火焰能率过大，将液态金属吹跑，影响成型。氧气压力为0.3~0.4 MPa，乙炔压力为1~3 kPa。

施焊过程。施焊前一般不做清理，只在被焊部件四周以及与被焊部位接近的边缘位置用焊炬预热到350 ℃左右。对于腐蚀性严重的缸盖，也可以焊前将表面的氧化物、锈痕等脏物用工具等清理掉；预热后开始清根，即将被焊部位加热至熔化，用硬钢丝将其中的氧化物、锈痕等杂质拨出，直至露出干净的金属表面。若焊补裂缝，则将裂缝两侧加热到熔化状态后，用钢丝开出需要的坡口，边开坡口边进行施焊。根据经验，为了使焊条金属与基体金属熔合在一起，清根一定要彻底，否则会影响焊补质量，甚至会出现夹渣、未焊透等缺陷；清根后即可堆焊。将焊条插入熔池，焊炬跟踪焊条运动，加热焊条和熔池，并使焊条在熔池内熔化以免氧化。焊条插入熔池后，要作轻微的摆动，使焊条金属与基体金属熔合成一体，并使熔渣浮于表面。堆焊时应注意缸盖的温升，局部位置加热不可过久，以免塌陷。焊炬与焊条的运用要灵活，焊炬的角度根据成型需要随时变化；当堆焊金属达到需要高度后开始整形。据成型要求，将堆焊金属加热到半熔化状态时，用硬钢丝进行整修，或者利用焊炬火焰控制熔化金属的流动，达到所需的形状。

整形需要较熟练的操作技术。火焰能率要小，采用乙炔的中心焰。火焰的撤离与接近要干脆利落。火焰一撤离，趁金属还没有完全凝固时立即整修。整形整得好，便为焊后加工创造了有利条件。焊后处理：为了避免缸盖冷却时出现裂纹，整形后应将被焊部位及边缘再加热到300 ℃左右，然后空冷至室温。

3.铝缸体的焊接修复

若连接缸套的缸套筋断裂，应压出两相邻缸套；若座圈筋断裂，应去掉所镶两边圈座；若螺孔螺纹损坏，应先扩孔(10~12 mm)。将缸体补焊处两侧约30 mm范围内的油污、水分等杂物去掉，用汽油清除干净；壁厚在5 mm以上时，最好开坡口；用焊枪烧除油污后再用钢丝刷使其露出金属光泽。将铝209ф4 mm焊条，烘（约1.5 h）至150 ℃待用。若无烘箱，在火炉或电炉上离火约70 mm高处，放一块比所用焊条宽一倍、长350 mm、厚2 mm铁皮，放上焊条后再盖上一块较薄的铁皮，经常翻动焊条，烘烤约2 h即可，随用随取。若无法购到标准焊条可自制，用铝104铸成ф4~6 mm铝丝，最好用ZL101或311铝硅焊丝、长度约300 mm，将气剂401铝焊粉或用KC149.5-52、NaC127-30、LiC113.5-15、NaF7.5-9自配药粉，用开水调成糊状，在焊芯上均匀敷约1.5 mm厚，端头留约25 mm焊钳夹位，晾干后用以上方法烘干。因铝的导电能力约为铜的200%，所以焊条制作要求不太高。把缸体(或缸盖)放平，用焊枪或喷灯缓慢地将缸体周围均匀预热到150 ℃左右时应重点加热施焊处，烧尽补焊处裂口内或缺陷内的油污，使水分蒸发，约250 ℃时再迅速用钢丝刷刷去杂物，至露出金属光泽为止。较长焊缝应先点固后，去渣，刷净。

手工电弧焊施焊时，补焊处应处于水平位置，采用直流电源、反接，电流90~110 A(用烘好的铝209焊条)，焊螺孔时，焊条作圆周转动，边缘要注意焊透，一次不行，去渣、刷净后填二次，填至高出约1.5 mm即可。若是几处筋断裂，应分段交叉焊，以免应力过大而拉裂其他部位。补焊时加热的焊枪或喷灯应在补焊对面和上面作往复均匀加热，以减小应力集中。补焊时应避免电弧划伤未焊处，特别是缸体加工面。在整个补焊中，焊条应垂直焊件表面不作摆动，直线运条，电弧应尽量采用短弧以减少氧化、飞溅、空气侵入，不留弧坑，动作应快以免焊漏，换焊条必须快速进行，去渣也应迅速，最好是一次焊完一条焊缝，较长焊缝应在点固处停顿。焊好后，低凹部位或弧坑应迅速补焊，焊后去渣、刷净。缸体(或缸盖)焊后平放在平台上，温度降至150 ℃后用小榔头轻击焊缝处，以减轻或消除一定应力并使组织细化，同时加热整个缸体约150 ℃，用准备好的石棉布盖上，使之缓慢冷却。

焊后清理：使用焊粉焊接的部位冷却后用热水、钢丝刷边刷边洗，把补鼻处残留的焊粉、氧化物清理干净。晾干后，用平整铲去除余高，再用大小平锉、半圆锉或圆锉锉平，用砂布打磨光滑即可。螺孔按原尺寸钻孔攻丝。整修后，若发现有较大的气孔，可用钻将气孔扩大约2 mm，但不得钻透，钻后用相应粗细的铝线（长度比孔深长约1 mm）作成铆钉，用榔头铆紧，锉光，磨平即可使用。

(作者地址：湖北省十堰市张湾邮局107信箱  442001)