6.2 焊接工艺
6.2.1 铝合金结构焊接工艺应符合现行国家标准《铝及铝合金气体保护焊的推荐坡口》GB／T 985.3、《焊接及相关工艺方法代号》GB／T 5185、《铝及铝合金弧焊推荐工艺》GB／T 22086和《铝及铝合金弧焊接头 缺欠质量分级指南》GB／T 22087的规定，必要时应进行工艺试验。
6.2.2 坡口形式和尺寸应根据接头形式、母材厚度、焊接位置、焊接方法、有无垫板、使用条件及焊接工艺评定的结果确定，焊接接头坡口形式与尺寸应符合本规程附录A的有关规定。
6.2.3 当铝合金结构焊接采用大电流密度熔化极氩弧焊时，对接接头钝边可增大，坡口可减小。搭接或T形接头宜采用焊脚稍小的双边连续焊缝，不宜采用单边焊缝。
6.2.4 铝合金结构工程焊接施工中可根据结构形式、焊接位置及施工条件，在焊缝背面加临时垫板。垫板可使用不锈钢、碳钢或铜等对焊缝质量无不良影响的材料。焊缝背面加保留垫板时，应采用与母材同材质的材料。
6.2.5 施焊前可采用下列方法清除焊丝、焊件坡口及其附近表面和垫板表面的油污和氧化膜：
1 用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污，坡口两侧的清除范围不应小于50mm。
2 清除油污后，焊丝应采用化学法，坡口宜采用机械法或化学法清除表面氧化膜。
6.2.6 气焊、碳弧焊用焊粉应除去氧化膜及其他杂质。
6.2.7 清理好的焊件和焊丝，在焊前应保持清洁，并应在8h内施焊，否则，应采取有效的防护措施。
6.2.8 不同厚度板材对接时，薄板端面应位于厚板端面之内。当表面错边量超过3mm或单面焊焊缝根部错边量超过2mm时，应将较厚板的一面或两面加工成斜面。斜面长度应大于厚度差，且其坡度不应大于1:4(图6.2.8)。
6.2.10 铝合金构件焊接时应采取合理的施焊方法和顺序，宜进行刚性固定，并应考虑收缩余量。
6.2.11 铝合金构件焊接应确保焊缝熔透和熔合良好。在焊接工艺规程允许范围内宜采用大电流、快焊速施焊。焊丝的横向摆动幅度不宜超过其直径的3倍。
6.2.12 多层焊焊接时层间温度不宜高于100℃。钨极氩弧焊焊厚大于5mm、熔化极焊焊厚大于25mm、焊件温度低于-10℃等情况下，且从焊缝向焊件的焊接热输入低于补偿时，宜对焊件进行焊前预热。
6.2.13 钨极氩弧焊焊接过程中焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝送进时与焊缝表面的夹角宜为14°～16°。焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°。对厚度不小于4mm的立焊和横焊焊缝,底层焊接宜采用双面同步氩弧焊工艺。
6.2.14 焊接过程中，焊层间的氧化膜、过高焊肉及其他焊接缺陷应采用机械法清除。
6.2.15 纵焊缝两端应设置铝制的引弧板和引出板。纵、环焊缝清理弧坑后接续焊时宜在引弧板上引燃电弧，待电弧燃烧稳定后焊接。
6.2.16 当喷嘴上有明显阻碍气流流通的飞溅物附着时，应清除飞溅物或更换喷嘴。当钨极端部出现污染、形状不规则等现象时，应修整或更换钨极。
6.2.17 单层铝板加劲肋的固定可采用电栓钉，铝板外表面不得变形、褪色，固定应牢固。
6.2.1 关于焊接工艺参数，一般焊接标准及有关资料中都有规定，但数值差距往往比较大，很难统一。实际上工艺参数可在比较宽的范围内选用，在此范围内不应出现什么特殊问题，但选用时也应根据焊工的施焊经验、焊接电流与焊速的配合灵活掌握，必要时还应通过适当的焊接试验，将工艺参数限制在较小的更适合施工条件的范围之内。
根据国内外应用现状，在铝合金结构焊接中，通常采用两种惰性气体保护电弧焊，即MIG焊和TIG焊。由于TIG焊使用永久钨极，电流大小受钨极直径的限制，故仅适用于较薄构件的焊接连接；而MIG焊电极为焊丝本身，可以使用比TIG焊大得多的电流，对构件的厚度就没有限制，可用于厚度50mm以内构件的焊接连接。
各种牌号铝或铝合金的焊接通常可选用若干牌号的填充材料。填充材料如选用不当，往往是产生热裂缝、接头强度及塑性低下、耐腐蚀性不良的重要原因。
6.2.4 垫板用于支撑焊缝根部的熔化金属以防止烧穿和产生未焊透，可降低焊接操作的难度，使用临时垫板又可大大减小清理焊根的工作量，故在施工中经常采用。焊缝背面加保留垫板，增加了结构的重量和成本，若使用异种金属材料垫板又有可能对使用造成不利影响，因此应征得原设计单位同意。
6.2.5～6.2.7 焊丝与坡口表面氧化膜的清除质量，对防止焊缝中形成气孔和未熔合等缺陷是十分重要的。实践证明，用机械法清除坡口表面氧化膜效果较好，一般可采用不锈钢丝或刮刀进行清理，不宜用砂轮或纱布等打磨，因为沙粒留在金属表面，焊接时会产生夹渣等缺陷。
机械法：坡口及其附近表面可用锉削、刮削、铣削或用直径为0.2mm左右的不锈钢丝刷清除至露出金属光泽，两侧的清除范围距坡口边缘不应小于30mm，使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理。
化学法：用约5％～ 10％的NaOH(700℃）溶液浸泡30s～60s，然后用约15％的HNO3(常温)浸泡约2min后用温水洗净，并使其完全干燥，也可采用其他类似方法。
对已经过可靠表面处理，并未被氧化或未受污染的焊丝可直接使用，不需再进行上述清理。
焊丝清洗应采用整体浸泡，熔焊焊件应清洗或清理坡口及其两侧不小于20mm部分。可采用化学法或机械法(表l、表2)。铝锰合金及硬铝气焊后1h内需经热水、铬酸水溶液清洗，然后热水洗净、烘干，以免焊丝被残留焊剂腐蚀。
6.2.9 熔化极氩弧焊采用直流电源反接法施焊，而不采用交流电源或直流电源正接法，手工钨极氩弧焊应采用交流电。
直流反接法熔化极氩弧焊的基本特点是：
1 电弧有阴极雾化作用，熔深大。
2 焊道表面光滑，焊波细小美观。
3 电弧有自动调节作用。
手工钨极氩弧焊时，为使电弧既具有清除其周围基体金属表面氧化膜的阴极雾化作用，同时使钨极具有较大的电流承载能力，施工中采用交流电源。
6.2.11 采用大电流快焊速施焊，是铝及铝合金焊接的重要特点，是防止和减少焊缝产生气孔的措施之一。
6.2.12 铝材焊接均要求较低的层间温度，即焊前应尽量避免进行预热。层间温度低不仅有利于焊道表面成形，也有利于防止气孔产生。为了既保证焊缝接头质量，又能提高生产效率，层间温度要求控制在100℃之内。
对厚度超过5mm需要进行焊接前预热或焊后热处理的焊缝，其预热或后热处理温度一般为100℃～150℃。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上，且不应小于100mm；后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25mm板厚1h确定。
所谓应进行焊前预热的特殊要求，一般是指：①当焊件较厚通过适当加大焊接电流仍不能使焊接正常进行，即焊接过程中热量从接头处传导的速度快于焊接所能提供的热量时；②焊件表面存在冷凝水。
6.2.13 在铝板材焊接施工中，对立焊和横焊位置底层焊缝的焊接，已广泛采用手工钨极双面同步氩弧焊工艺。与单面焊接相比较，其优点是；①可较充分地利用电弧热量从而降低能耗；②熔池两面始终处于氩气保护下，周围空气不易侵入且两侧的电弧对熔池都存在着搅拌作用，有利于夹杂物、气体从熔池中分离出去，焊缝质量高；③焊后不用清根，生产效率高且焊件变形量小。
6.2.17 单层铝板固定加劲肋时，可以采用焊接种植螺栓的办法，但在焊接的部位正面不应出现焊接的痕迹，更不能发生变形、褪色等现象，并应焊接牢固。
6.2.2 坡口形式和尺寸应根据接头形式、母材厚度、焊接位置、焊接方法、有无垫板、使用条件及焊接工艺评定的结果确定，焊接接头坡口形式与尺寸应符合本规程附录A的有关规定。
6.2.3 当铝合金结构焊接采用大电流密度熔化极氩弧焊时，对接接头钝边可增大，坡口可减小。搭接或T形接头宜采用焊脚稍小的双边连续焊缝，不宜采用单边焊缝。
6.2.4 铝合金结构工程焊接施工中可根据结构形式、焊接位置及施工条件，在焊缝背面加临时垫板。垫板可使用不锈钢、碳钢或铜等对焊缝质量无不良影响的材料。焊缝背面加保留垫板时，应采用与母材同材质的材料。
6.2.5 施焊前可采用下列方法清除焊丝、焊件坡口及其附近表面和垫板表面的油污和氧化膜：
1 用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污，坡口两侧的清除范围不应小于50mm。
2 清除油污后，焊丝应采用化学法，坡口宜采用机械法或化学法清除表面氧化膜。
6.2.6 气焊、碳弧焊用焊粉应除去氧化膜及其他杂质。
6.2.7 清理好的焊件和焊丝，在焊前应保持清洁，并应在8h内施焊，否则，应采取有效的防护措施。
6.2.8 不同厚度板材对接时，薄板端面应位于厚板端面之内。当表面错边量超过3mm或单面焊焊缝根部错边量超过2mm时，应将较厚板的一面或两面加工成斜面。斜面长度应大于厚度差，且其坡度不应大于1:4(图6.2.8)。
图6.2.8 不同厚度板材对接
L——斜坡长度；S1——厚板板厚；S2——薄板板厚；i——斜面坡度
6.2.9 手工钨极氩弧焊应采用交流电。熔化极氩弧焊应采用直流电，直流焊接时焊丝应接正极。L——斜坡长度；S1——厚板板厚；S2——薄板板厚；i——斜面坡度
6.2.10 铝合金构件焊接时应采取合理的施焊方法和顺序，宜进行刚性固定，并应考虑收缩余量。
6.2.11 铝合金构件焊接应确保焊缝熔透和熔合良好。在焊接工艺规程允许范围内宜采用大电流、快焊速施焊。焊丝的横向摆动幅度不宜超过其直径的3倍。
6.2.12 多层焊焊接时层间温度不宜高于100℃。钨极氩弧焊焊厚大于5mm、熔化极焊焊厚大于25mm、焊件温度低于-10℃等情况下，且从焊缝向焊件的焊接热输入低于补偿时，宜对焊件进行焊前预热。
6.2.13 钨极氩弧焊焊接过程中焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝送进时与焊缝表面的夹角宜为14°～16°。焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°。对厚度不小于4mm的立焊和横焊焊缝,底层焊接宜采用双面同步氩弧焊工艺。
6.2.14 焊接过程中，焊层间的氧化膜、过高焊肉及其他焊接缺陷应采用机械法清除。
6.2.15 纵焊缝两端应设置铝制的引弧板和引出板。纵、环焊缝清理弧坑后接续焊时宜在引弧板上引燃电弧，待电弧燃烧稳定后焊接。
6.2.16 当喷嘴上有明显阻碍气流流通的飞溅物附着时，应清除飞溅物或更换喷嘴。当钨极端部出现污染、形状不规则等现象时，应修整或更换钨极。
6.2.17 单层铝板加劲肋的固定可采用电栓钉，铝板外表面不得变形、褪色，固定应牢固。
条文说明
6.2 焊接工艺6.2.1 关于焊接工艺参数，一般焊接标准及有关资料中都有规定，但数值差距往往比较大，很难统一。实际上工艺参数可在比较宽的范围内选用，在此范围内不应出现什么特殊问题，但选用时也应根据焊工的施焊经验、焊接电流与焊速的配合灵活掌握，必要时还应通过适当的焊接试验，将工艺参数限制在较小的更适合施工条件的范围之内。
根据国内外应用现状，在铝合金结构焊接中，通常采用两种惰性气体保护电弧焊，即MIG焊和TIG焊。由于TIG焊使用永久钨极，电流大小受钨极直径的限制，故仅适用于较薄构件的焊接连接；而MIG焊电极为焊丝本身，可以使用比TIG焊大得多的电流，对构件的厚度就没有限制，可用于厚度50mm以内构件的焊接连接。
各种牌号铝或铝合金的焊接通常可选用若干牌号的填充材料。填充材料如选用不当，往往是产生热裂缝、接头强度及塑性低下、耐腐蚀性不良的重要原因。
6.2.4 垫板用于支撑焊缝根部的熔化金属以防止烧穿和产生未焊透，可降低焊接操作的难度，使用临时垫板又可大大减小清理焊根的工作量，故在施工中经常采用。焊缝背面加保留垫板，增加了结构的重量和成本，若使用异种金属材料垫板又有可能对使用造成不利影响，因此应征得原设计单位同意。
6.2.5～6.2.7 焊丝与坡口表面氧化膜的清除质量，对防止焊缝中形成气孔和未熔合等缺陷是十分重要的。实践证明，用机械法清除坡口表面氧化膜效果较好，一般可采用不锈钢丝或刮刀进行清理，不宜用砂轮或纱布等打磨，因为沙粒留在金属表面，焊接时会产生夹渣等缺陷。
机械法：坡口及其附近表面可用锉削、刮削、铣削或用直径为0.2mm左右的不锈钢丝刷清除至露出金属光泽，两侧的清除范围距坡口边缘不应小于30mm，使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理。
化学法：用约5％～ 10％的NaOH(700℃）溶液浸泡30s～60s，然后用约15％的HNO3(常温)浸泡约2min后用温水洗净，并使其完全干燥，也可采用其他类似方法。
对已经过可靠表面处理，并未被氧化或未受污染的焊丝可直接使用，不需再进行上述清理。
焊丝清洗应采用整体浸泡，熔焊焊件应清洗或清理坡口及其两侧不小于20mm部分。可采用化学法或机械法(表l、表2)。铝锰合金及硬铝气焊后1h内需经热水、铬酸水溶液清洗，然后热水洗净、烘干，以免焊丝被残留焊剂腐蚀。
表1 铝合金焊焊前表面清理方法（1）
注：清洗后到焊接的间隔时间一般不超过24h。
表2 铝合金焊焊前表面清理方法（2）
6.2.8 关于焊缝接头形式及坡口尺寸有关资料的描述之间有微小的差别，按现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236的规定执行。
6.2.9 熔化极氩弧焊采用直流电源反接法施焊，而不采用交流电源或直流电源正接法，手工钨极氩弧焊应采用交流电。
直流反接法熔化极氩弧焊的基本特点是：
1 电弧有阴极雾化作用，熔深大。
2 焊道表面光滑，焊波细小美观。
3 电弧有自动调节作用。
手工钨极氩弧焊时，为使电弧既具有清除其周围基体金属表面氧化膜的阴极雾化作用，同时使钨极具有较大的电流承载能力，施工中采用交流电源。
6.2.11 采用大电流快焊速施焊，是铝及铝合金焊接的重要特点，是防止和减少焊缝产生气孔的措施之一。
6.2.12 铝材焊接均要求较低的层间温度，即焊前应尽量避免进行预热。层间温度低不仅有利于焊道表面成形，也有利于防止气孔产生。为了既保证焊缝接头质量，又能提高生产效率，层间温度要求控制在100℃之内。
对厚度超过5mm需要进行焊接前预热或焊后热处理的焊缝，其预热或后热处理温度一般为100℃～150℃。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上，且不应小于100mm；后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25mm板厚1h确定。
所谓应进行焊前预热的特殊要求，一般是指：①当焊件较厚通过适当加大焊接电流仍不能使焊接正常进行，即焊接过程中热量从接头处传导的速度快于焊接所能提供的热量时；②焊件表面存在冷凝水。
6.2.13 在铝板材焊接施工中，对立焊和横焊位置底层焊缝的焊接，已广泛采用手工钨极双面同步氩弧焊工艺。与单面焊接相比较，其优点是；①可较充分地利用电弧热量从而降低能耗；②熔池两面始终处于氩气保护下，周围空气不易侵入且两侧的电弧对熔池都存在着搅拌作用，有利于夹杂物、气体从熔池中分离出去，焊缝质量高；③焊后不用清根，生产效率高且焊件变形量小。
6.2.17 单层铝板固定加劲肋时，可以采用焊接种植螺栓的办法，但在焊接的部位正面不应出现焊接的痕迹，更不能发生变形、褪色等现象，并应焊接牢固。
- 上一节：6.1 一般规定
- 下一节：6.3 焊接质量检验和返修