内蒙古乌兰察布Z408铸铁焊丝

合　金
典　型　用　途

2014
应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件

2019
是个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件

2024
飞机结构、铆钉、构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件

2048
航空航天器结构件与兵器结构零件

2124
航空航天器结构件

2218
飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环

2219
航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力

2618
模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件

2A02
工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片

2A06
工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的结构铆钉

2A10
强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉

2A11
飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。的中等强度的螺栓与铆钉

2A12
蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件

2A14
形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16
工作温度250~300摄氏度的航天零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

2A17
工作温度225~250摄氏底的零件

2A50
形状复杂的中等强度零件

2A60
发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70
飞机蒙皮，发动机活塞、导风轮、等

2A80
航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件

2A90
航空发动机活塞

3A21
飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等

5052
此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等

5056
镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合

5083
用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、元件、装甲等

5086
用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、零部件与甲板等

5A02
飞机油箱与导管，焊丝，铆钉，船舶结构件

5A03
中等强度焊接结构，冷冲压零件，焊接容器，焊丝，可用来代替5A02合金

5A05
焊接结构件，飞机蒙皮骨架

5A06
焊接结构，冷模锻零件，焊拉容器受力零件，飞机蒙皮骨部件

6005
挤压型材与管材，用于要求强高大于6063合金的结构件，如梯子、电视天线等

6009
汽车车身板

6010
薄板：汽车车身

6061
要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材

6A02
飞机发动机零件，形状复杂的锻件与模锻件

7049
用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件，如飞机与零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等，而韧性稍高

7050
飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是：抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7075
用于制造飞机结构及 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造

7175
用于锻造用的高强度结构性。T736材料有良好的综合性能，即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178
供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件

7475
机身用的包铝的与未包铝的板材，机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04
飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等




焊前预备
(1)焊前清理 铝及铝合金焊接时，焊前应严格清除工件焊口及焊丝表面的氧化膜和油污，清除质量直接影响焊接工艺与接头质量，如焊缝气孔产生的倾向和力学性能等。常采用化学清洗和机械清理两种方法。
1）化学清洗 化学清洗，质量稳定，适用于清理焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。可用浸洗法和擦洗法两种。可用、汽油、煤油等表面往油，用40℃～70℃的5％～10％NaOH溶液碱洗3 min～7 min(纯铝时间稍长但不超过20 min)，活动净水冲洗，接着用室温至60℃的30％HNO3溶液酸洗1 min～3 min，活动净水冲洗，风干或低温干燥。
2）机械清理 在工件尺寸较大、生产周期较长、多层焊或化学清洗后又沾污时，常采用机械清理。先用、汽油等擦试表面以除油，随后直接用直径为0.15 mm～0.2 mm的铜丝刷或不锈钢丝刷子刷，刷到露出金属光泽为止。一般不宜用砂轮或普通砂纸打磨，以免砂粒留在金属表面，焊接时进进熔池产生夹渣等缺陷。另外也可用刮刀、锉刀等清理待焊表面。
工件和焊丝经过清洗和清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜，特别是在湿润环境下，在被酸、碱等蒸气污染的环境中，氧化膜成长得更快。因此，工件和焊丝清洗和清理后到焊接前的存放时间应尽量缩短，在天气湿润的情况下，一般应在清理后4 h内施焊。清理后如存放时间过长(如超过24 h)应当重新处理。
(2)垫板 铝及铝合金在高温时强度很低，液态铝的活动性能好，在焊接时焊缝金属轻易产生下塌现象。为了焊透而又不致塌陷，焊接时常采用垫板来托住熔池及四周金属。垫板可采用石墨板、不锈钢板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽，以焊缝成型。也可以不加垫板单面焊双面成型，但要求焊接操纵熟练或采取对电弧施焊能量严格自动反馈控制等工艺措施。
(3)焊前预热 薄、小铝件一般不用预热，厚度10 mm～15 mm时可进行焊前预热，根据不同类型的铝合金预热温度可为100℃～200℃，可用氧一乙炔焰、电炉或喷灯等加热。预热可使焊件减小变形、减少气孔等缺陷。

铝铝焊丝又称铝铝药芯焊丝，因此种焊丝可以把铝材和铝材焊接起来而得名。它不同于普通铝焊丝要用氩弧焊机焊接，也不同于铝硅焊丝4047需要配合钎剂才能焊接，而只需通过火焰或感应直接可以钎焊焊接（因为自带钎剂，所以不需要另加钎剂）。
此焊丝焊接出来的工件的抗拉抗剪强度（接头牢固性不低于基材）、导电性能、耐腐蚀性能都较好，而且质量稳定，此焊丝的钎剂成分和性能见嵩峰机电。
与使用氩弧焊机用铝焊丝焊接相比，用铝铝焊丝工人操作简单、焊接设备简单、焊接不会使基材的结构发生变化

容器规范采用的铝及铝合金 要求制造容器的材料具有良好的成形性和焊接性，JB/T4734-2002《铝制焊接容器》中采用的铝及铝合金有：
产业纯铝 1A85、1050A、1060和1200。
Al-Cu合金 2014。
Al-Mn合金 3003和3004。
Al-Mg合金 5A02、5A03、5A05、5052、5052、5058和5086。
Al-Mg-Si合金 6A02、6061和6063。
典型牌号铝及铝合金化学成分和力学性能，可查阅相关标准。
铝及铝合金的焊接工艺
铝及铝合金的焊接特点
(1) 铝在空气中及焊接时极易氧化，天生的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易往除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易天生夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，往除氧化膜。气焊时，采用往除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。
（2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为明显，为了获得的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
（3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时轻易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性答应的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，活动性明显进步，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi条(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性。
（4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的光彩变化，焊接操纵时判定难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，轻易焊穿。
（5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。
（6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。
（7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。
（8） 铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。

空分冷箱内塔容器为铝制容器，容器运输尺寸超长，为运输方便，通常分成上下两段运输，安装时需在现场组对焊接,但现场的焊接环境、焊接设备都不如在制造厂，因此我们从各方面采取措施，焊接质量。对焊接操作人员和检验人员提出了严格的要求：1）担任本设备焊接的焊工持有经国家技术质量监督局考核认证的操作证；2）焊接质检人员、无损探伤人员持有国家相关部门考试认证的操作证书；3）其他组对人员应熟知操作步骤、施工技术要求，配合焊工焊接质量。



1、焊接材料及相关设施的要求
1）焊接材料的要求：所用的焊接材料有质量书或合格书，质量不得低于国家现行标准的规定。材料使用前，应按国家现行标准的有关规定进行检查和验收；
2）焊丝根据母材材质选用牌号：铝镁合金焊丝ER5183；
3）采用4台工艺、性能稳定、灵敏度高的大功率WSME—500氩弧焊机进行焊接；
4）选用具有能满足安装需要的射线无损探伤检测设备；
5）现场要设有焊材室及烘干、去污设施，由专人负责焊材的保管、发放及回收工作。
2、施焊环境的要求
1）搭建密封的临时焊接小棚可以挡风、防雨。冬季施工时，在焊前进行适当的加温处理，环境温度低于5℃时，不应施焊；
2）氩弧焊焊接时的风速不应超过2m/s；
3）铝及铝合金焊接时，应选择晴朗天气，周围环境湿度在80%以下；
4）焊工施焊所用的脚手架要便于焊工操作，并要坚固、平整、无大间隙、不摆动。
3、焊接技术
1）施工顺序。塔上、下段对接坡口加工— 塔下段吊装就位—塔上段吊装—组对—焊缝焊接—射线探伤—不合格焊缝返修—射线探伤—验收；
2）塔坡口加工形式。坡口要在地面加工好，用法兰箍调整，消除焊口的椭圆度，并焊好衬圈，清除铝屑。起吊时，焊口要用塑料布封闭。焊口内壁应对齐，当壁厚δ≤5mm时，内壁错边量不应大于0.5mm；当壁厚δ>5mm时，内壁错边量不应大于0.1δ，且不应大于2mm。具体坡口形式，见图1塔破口加工形式；


3）焊前准备。（1）气焊工具二套，作焊前预热用；（2）氩气纯度应大于99.99%；（3）清理工具：电动圆盘锯，锉刀，钢丝刷（轮），电动铣刀、刮刀等；（4）楔板修正焊缝错口用；（5）焊件组对前，用三氯乙烯等除去表面油污，两侧坡口的清理范围不应小于50mm；清除油污后，坡口及其附近的表面可用锉刀、刮削、铣削或用钢丝刷清理至露出金属光泽，注意塔体壁厚减薄不能大于0.5mm；使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理；（6）焊丝去除油污后，应用化学方法去除氧化膜，可用5~10%的NaOH溶液，在温度为70℃下浸泡30~60s，然后水洗，再用15%左右的HNO3在常温下浸泡2min，然后用温水洗净、晾干并保持干净清洁；（7）焊件和焊丝清理后在24h内使用，如超过24h，要重新清洗。（8）正式焊前应，用试板做好各项工艺参数的模拟试验，其母材材质、工艺条件、焊工、保护气均要和正式焊接时相同;试板长度不得小于500mm，试板焊接接头要射线检测，应符合JB/T 4730.2—2005—Ⅱ级，焊接试板不合格不得正式焊接。
4）焊接工艺。（1）焊接前，坡口、焊丝及不小于坡口两侧各50mm范围内的表面，用脱脂剂擦洗干净，用不锈钢丝刷清除氧化膜；清理下坡口时应向外刷，清理上坡口时，下部容器开口应用塑料布封好，防止铝屑进入容器内；（2）焊缝采用手工钨极氩弧焊双人单面焊，焊接时应注意A 、B 焊工要配合默契，同向、等速，焊接过程中随时检查垂直度，并利用焊接反变形方法及时调整，焊缝应不间断一次性焊完；（3）一周点固焊完毕，间隙会产生收缩，但起码要保持3~5mm的间隙。定位焊长度为40mm左右，每隔500mm左右作一定位焊；（4）当环境温度小于5 ℃，壁厚大于8mm时焊前应用H01-20焊炬在焊缝坡口二侧均匀加温到100~200 ℃；因焊件厚度较大，应采用多层多道焊；（5）实际焊接时的焊接工艺参数应与试板模拟试验基本保持一致，对于不同的壁厚推荐表1焊接工艺参数；（6）多层多道焊时，每焊完一遍应用机械方法清理氧化膜，为焊接质量，层间温度不得超过65 ℃；（7）焊接过程中，如点固焊开裂，造成错口，应停止焊接，经修复后方可继续焊接；（8）当钨极出现触钨现象时，停止焊接，将钨极、焊丝、溶池处理干净后，方可继续；（9）总的施焊原则是：大电流、快速焊；（10）焊缝除未焊透，有裂纹外，应尽量减少返修；多次返修会引起设备变形和影响焊接接头的质量（很容易产生裂纹），因此力求一次焊接成功。如有非危害性缺陷（圆形气孔）超标，应由设计、和监理单位协商处理，尽量不要返修；（11）焊接返修时，应用机械方法，将缺陷处铲除，并按焊接工艺评定参数进行焊接；同一部位的返修不得超过两次，否则要制定措施并经技术总负责人批准；（12）在焊接过程中应随时测量塔的垂直度、水平度，吊具待全部焊接完毕并经探伤检查合格后方可拆除；（13）焊接完毕，表面美观、平整，鳞纹均匀，没有表面气孔、裂纹等缺陷；然后RT检查，RT应不低于JB 4730—94—Ⅱ级片，PT为Ⅰ级。


4、塔焊缝返修
塔上下段焊缝射线探伤局部不合格时，进行塔焊缝的局部返修。返修前，用倒链吊挂上塔在冷箱骨架上，避免返修焊缝受重力影响。返修焊缝确定缺陷位置后，磨除缺陷，进行补焊，直至焊缝质量达到设计要求，焊口返修次数不准超过两次。
5、技术安全措施
1）严格执行单项工程安全技术措施中规定的各项规章制度。2）高空作业一定要系好安全带。3）焊接过程中，注意保护容器，避免损伤容器表面。4）引弧宜在引弧板上进行，引弧板和熄弧板的材料应与母材相同；5）焊接完毕，用记号笔在焊缝附近写上焊工号为探伤做好准备。6）电焊机、氩弧焊机等焊接设备的机壳都可靠接地。焊接设备的安装、修理和检查须由电工进行，焊工不要私自拆修设备。7）电焊机要设单的开关，开关应放在防雨的闸箱内，拉合时应戴手套侧向操作。8）更换场地移动把线时，应切断电源，并不得手持把线爬梯登高。9）焊工应正确穿戴劳动防护用品，磨削钨棒时，应戴口罩、手套，磨完后须洗手。敲铲焊渣和清除铁锈时，应戴好手套和防护眼镜。在潮湿地点工作，应站在绝缘胶板或木板上。10）焊接场所有防火设备，易燃易爆物品距焊接场所至少10m；11）焊工在高空作业时，应严格采取预防措施，防止液态金属的飞溅，防止火灾的发生或灼伤下面的操作工人；12）氧气瓶和乙炔瓶应小心轻放，安全运输，分开放置，并相距5m以上；夏季作业时氧气瓶和乙炔瓶放在凉棚内，以防受到烈日曝晒，引起气体膨胀而发生爆炸事故；雷雨时，应停止露天焊接作业。13）焊接区域应放置安全，以免闲人进入。14）严格按各工种安全操作规程施工，严禁作业。
6、结束语
塔上下段的组对焊接是空分焊接施工中的重要焊缝之一，此焊接位置为横焊，要求焊工既要有过硬的焊接技术，又要熟知焊接变形知识，才能塔体在焊接过程中的质量，同时也要求每一个施工人员熟知操作步骤、遵守安全规程，才能圆满完成塔容器的组对焊接工作。

铝合金越来越多的用于机械制造行业. 随之而来的是对铝合金焊接的要求也越来越高。目前国外MIG 焊铝的技术工艺日趋成熟, 主要用于全焊接铝合金游轮、火车及汽车箱体、摩托车架、压力容器、轨道交通、工作平台及飞机等。



这里仅介绍基本的铝合金知识和MIG焊技巧 (所有材料牌号参照AWS 标准)。



1.铝合金分类及对应焊材



1.1. 纯铝 (1xxx 系列), 可焊性很好, 对应焊材: ER1100 、 ER4043
1.2. 铝铜合金 (2xxx 系列), 可焊性较差, 对应焊材: ER4043、ER4015、ER2319
1.3. 铝锰合金 (3xxx 系列), 可焊性很好, 对应焊材: ER4043、ER5356
1.4. 铝硅合金 (4xxx 系列), 一般用于制造焊丝 (4043、4047)
1.5. 铝镁合金 (5xxx 系列), 高强度, 可焊性很好, 对应焊丝: ER5356、ER5183 等
1.6. 铝镁硅合金 (6xxx 系列), 应用广, 可焊性好, 对应焊丝: ER5xxx、ER4xxx
1.7. 铝锌合金 (7xxx 系列), 高强度, 用于飞机制造业, 可焊性很差易裂, 对应焊丝: ER5356 (7005 和7039 母材)
1.8. 其它铝合金 (8xxx 系列), 可焊性很差