鋁合金焊接的挑戰與重要性

鋁合金 因其輕質、高強度和耐腐蝕性，被廣泛應用于汽車、航空航天及船舶制造領域。然而，其高導熱性、易氧化特性及熱裂紋敏感性，使得焊接工藝面臨嚴峻挑戰。以新能源汽車電池托盤為例，焊縫需兼具高強度與氣密性，傳統工藝難以滿足需求，而TIG與MIG焊接技術為此提供了高效解決方案。

鋁合金特點：

TIG焊接技術詳解

工藝原理與設備配置
TIG焊（鎢極惰性氣體保護焊）采用非熔化鎢極，在惰性氣體（氬氣或氦氣）保護下形成熔池。交流TIG焊機通過陰極破碎作用，可有效清除鋁合金表面氧化膜（Al?O?），適合6系（如6061）及5系（如5052）鋁合金焊接。

操作要點與參數設置（以6061鋁合金為例）

• 焊前處理：
  • 丙酮清洗去除油污，不銹鋼鋼絲刷機械打磨氧化層（禁用砂紙以防碳污染）。
• 焊接參數：
  • 電流：80-200A（交流脈沖模式，基值電流占30%）。
  • 鎢極：鈰鎢極（直徑2.4mm，尖端磨削30°錐角）。
  • 保護氣體：氬氣（純度≥99.99%），流量10-12L/min。
  • 填絲選擇：ER4043（硅含量5%，抗裂性好）或ER5356（鎂含量5%，強度高）。

優勢與局限性

• 優勢：焊縫美觀、無飛濺，適合薄板（1-3mm）及精密部件（如電子散熱器）。
• 局限：焊接速度慢（約0.3m/min），人工成本高。

MIG焊接技術詳解

工藝原理與設備選型
MIG焊（熔化極惰性氣體保護焊）采用連續送絲機制，適合中厚板焊接。推拉式送絲系統可解決鋁合金焊絲（如ER5183）柔軟導致的送絲不暢問題。混合氣體（Ar+He）能提升電弧穩定性，減少氣孔。

操作要點與參數設置（以5083鋁合金為例）

• 焊前處理：
  • 厚板（＞10mm）需預熱至80-120℃（降低熱裂紋風險）。
  • 坡口設計：V型坡口（角度60°-70°），鈍邊1-2mm。
• 焊接參數：
  • 電流：220-260A（雙脈沖模式，低頻脈沖減少飛濺）。
  • 電壓：24-26V，送絲速度8m/min。
  • 保護氣體：Ar（80%）+He（20%），流量18-20L/min。

優勢與局限性

• 優勢：效率高（速度可達1.2m/min），適合汽車底盤等長焊縫批量生產。
• 局限：飛濺控制難（需優化脈沖參數），設備初期投入高（機器人系統約50萬元）。

TIG vs MIG：工藝選擇指南

對比項	TIG焊接	MIG焊接
適用厚度	1-6mm（薄板）	3-25mm（中厚板）
焊縫質量	高精度、無飛濺	效率高，飛濺需控制
成本	人工成本占比60%	設備與耗材成本占比70%
典型應用	航空航天蒙皮、電子外殼	船舶甲板、汽車結構件

焊接缺陷防控與檢測標準

5.1 常見缺陷解決方案

• 氣孔：確保保護氣體純度（氬氣露點≤-50℃），焊前徹底清潔母材。
• 熱裂紋：選擇Mg含量高的ER5356焊絲（Mg/Si＞1.5），控制層間溫度＜100℃。
• 未熔合：提升電流10%-15%，降低焊接速度至0.8m/min（MIG焊）。

5.2 檢測方法

• 目視檢測（VT）：參照ISO 10042標準，檢測焊縫表面裂紋與咬邊。
• X射線檢測（RT）：按AWS D1.2要求，氣孔直徑≤1.5mm為合格。

6. 常見問題解答（FAQ）

Q1：TIG焊能否用直流電焊接鋁合金？

• 否！直流TIG無法破碎氧化膜，必須使用交流電。

Q2：MIG焊飛濺多如何解決？

• 改用雙脈沖模式，降低峰值電流（例：從300A降至260A），并提高氦氣比例至30%。

Q3：焊后是否需要熱處理？

• 6系鋁合金（如6061）焊后需固溶處理（530℃×2h水淬+180℃×8h時效），恢復強度。