3.2.2 操作细节

1.引弧、收弧技巧

焊接引弧、收弧是焊接过程中非常重要的两个环节，若操作方法不当，则会直接影响焊缝质量，在铝合金焊接中引弧、收弧位置极易出现焊接缺欠，如未熔合、气孔、弧坑裂纹及弧坑凹陷等，因此在焊接中要重视引弧、收弧质量，从操作方法上降低焊接缺欠产生的概率。

（1）焊接引弧 焊接的引弧又叫起头。一般情况下，该部分焊缝略高，内在质量也难以保证。这是因为引弧时工件温度较低，加上铝合金导热性好，引弧后又不能迅速使工件温度升高，所以引弧部位的熔深较浅，极易出现未熔合焊接缺欠，焊接引弧实例如图3-11所示。

为防止引弧处焊缝产生焊接缺欠，在铝合金焊接生产中通常采用以下几种解决措施。

1）退焊法引弧。即焊接时在距焊缝端部引弧处10～15mm位置引弧焊接到端部，此焊缝必须位于正式焊缝范围内，然后进入正常焊接，目的是对焊缝端部进行一定预热，防止焊缝过高及熔合不良。退焊法引弧如图3-12a所示。

2）引弧板引弧。在实际生产中，铝合金焊接常采用此方法，从引弧板上引弧将焊接起弧处产生缺欠留在引弧板上，焊后切除掉引弧板。引弧板引弧如图3-12b所示。

3）“4步模式”引弧。应用设备热起弧功能，即预先在焊接设备内设置好焊接时间、电流、电压等焊接参数，通过焊枪开关控制切换，热起弧焊接时间通常控制在0.3～0.5s，然后切换至正常焊接电流进入正式焊接，引弧阶段电流为正常焊接电流的120%～150%，引弧电流的使用能够有效避免焊缝起弧处产生未熔合缺欠，这是铝合金焊接中普遍采用的方法。“4步模式”引弧如图3-13所示。

4）焊丝端头“去球”处理。焊接停止后焊丝端头会形成一个圆球，端部圆球会破坏再次引弧的稳定性，因此再次焊接引弧前使用钢丝钳将焊丝端的球形圆头剪去，有利于引弧的稳定性，降低引弧飞溅和焊接缺欠产生的概率，焊丝端头去球如图3-14所示。

（2）焊接收弧 焊接收弧是指焊接停止熄灭电弧前填满弧坑进行的操作。焊缝焊接结束时，不能立即熄灭电弧，否则将形成低于工件表面的弧坑，过深的弧坑会使焊道收尾处强度降低，并容易造成应力集中而产生弧坑裂纹。因此，收弧动作不仅是熄弧，还要填满弧坑，常用收弧方法主要有以下5种。

1）电流衰减收弧法。MIG焊接设备大多有收弧功能，收弧时按下控制开关，焊接电流和电弧电压会下降至预设的收弧电流和电压，填满弧坑后即可停弧。这是铝合金焊接应用最为广泛的一种方法。电流衰减收弧法如图3-15a所示。

2）画圈收弧法。焊接至焊缝终点时在结尾处作画圈运动，待弧坑填满后熄弧。画圈收弧法如图3-15b所示。要注意此法不适用于薄板，只适用于中厚板。

3）反复断弧法。焊接至焊缝终点时在弧坑上作数次反复熄弧-引弧，直到弧坑填满。反复断弧法如图3-15c所示。采用此方法要控制较短的杆伸长度，保证熔池始终在气体保护范围内，避免出现气孔。

4）回焊收弧法。焊接到焊缝终点时不停弧，然后向焊接反方向回焊一段距离（15～20mm），将收弧点回焊到焊缝上然后熄弧。回焊收弧法如图3-15d所示。

5）引出板收弧。实际生产中结构允许的情况下，在焊缝结尾处加装引出板，铝合金焊接常采用此方法，从引出板上收弧将焊接收弧处产生缺欠留在引出板上，焊后切除掉引出板即可。引出板收弧如图3-16所示。

2.焊接接头操作技巧

在焊接操作过程中，由于焊接位置、焊缝长度等限制或操作姿势的变换，容易出现正常焊接停止，因此需要重新引弧焊接，从而产生焊缝接头连接问题。焊缝接头的连接一般有“头接尾”“头接头”“尾接尾”“尾接头”4种形式。焊缝接头类型如图3-17所示。

焊缝接头若操作不当，则会形成脱节、接头高出或焊接缺欠，直接影响焊缝质量，因此每一种形式的接头都有其独特的技术要领需要掌握。

1）头接尾：此种接头形式应用最多，接头方法是在先焊焊道弧坑稍前约10mm处引弧，然后快速将电弧移到原弧坑的2/3处稍作停留，待填满弧坑后即向前进入正常焊接，头接尾操作如图3-18所示。需注意的是，如果电弧后移太多，则可能造成接头过高；如果电弧后移太少，则将造成接头脱节，产生弧坑未填满的缺欠，接头时动作要尽可能快一些，以形成热接头。

2）头接头：此种接头需对先焊焊道的起头处进行适当的修磨，形成缓坡或略低些，接头时在先焊焊道的起头略前处引弧，并稍微拉长电弧，将电弧引向先焊焊道的起头处稍作停留，使端头充分熔合，待起焊处焊道焊平后再向先焊焊道相反方向移动进入正常焊接。头接头操作如图3-19所示。

3）尾接尾：是指后焊焊道从接头的另一端引弧，焊至前焊道的结尾处，焊接速度略慢，以填满焊道的弧坑，然后以较快的焊接速度再向前焊一段距离后熄弧。尾接尾操作如图3-20所示。

4）尾接头：是指后焊焊道结尾与先焊焊道起头相连接，要利用结尾时的高温重复熔化先焊焊道的起头处，将焊道焊平后快速收弧。尾接头操作如图3-21所示。

3.焊接方向

按照方向的不同，焊接可分为左向焊法和右向焊法，在铝合金MIG焊接中焊接方向对焊缝质量有较大影响，焊接方向的不同使电弧与工件作用方式有所不同，焊缝成形、熔深、保护效果和操作难度等都会发生变化，二者各有优劣。

1）右向焊法特点：右向焊时电弧大部分直接作用在工件上，具有熔深大、焊道窄而凸起的特点，适合中厚板焊接。但因焊枪挡住了操作者视线，不易观察焊道，所以容易造成焊偏，操作难度较大。由于铝合金在高温时极易氧化，右焊法时保护气体对已焊接的焊缝冷却作用减弱，因此使焊缝表面氧化、发黑严重，增加了气孔等缺欠产生的概率。右向焊法焊接如图3-22所示。

2）左向焊法特点：左向焊时电弧大部分作用在液态熔池上，阻碍了电弧对母材的进一步加热作用，具有熔深浅、焊道宽的特点，焊接薄板优势明显。左向焊操作者容易观察焊道和熔池状态，操作难度低，有利于焊缝成形，且保护气体对已焊焊缝金属具有一定冷却作用，可有效防止高温下的铝合金被进一步氧化，焊缝保护效果好。左向焊法焊接如图3-23所示。

从图3-22和图3-23可看出右向焊法虽然具有熔深大、焊道窄的特点，但操作者焊接时不易观察焊道及熔池状态，使操作难度加大，且焊缝表面氧化严重，焊缝发黑，因此铝合金MIG焊接时一般不选择右向焊法。

4.焊接角度

焊接角度也就是常说的焊枪角度，无论何种焊接操作，焊枪与工件都会产生2个角度，即工作角和行走角，焊接角度应根据焊接位置、接头形式、焊层分布及板材厚度等进行正确选择。

1）工作角：焊枪轴线与工件表面所呈的角称为工作角。通常情况下对接焊缝工作角为90°，角焊缝工作角为45°，如坡口形式、焊缝层道数发生变化，则工作角也要相应调整，以保证电弧的可达性和焊缝质量。对接接头焊枪角度如图3-24a所示。

2）行走角：焊枪轴线与垂直于焊接方向直线所呈的角称为行走角。行走角根据焊接方向的不同，又分为前倾角与后倾角，右向焊时称为后倾角，左向焊时称为前倾角。在相同情况下，行走角较小时，电弧集中向下，热量集中，具有熔深大、保护效果好的特点；当行走角较大时，熔深小，保护效果变差，飞溅增大。因此，在实际操作时，焊枪的行走角大多选择10°～15°，以便对熔池进行良好的控制，达到良好的气体保护效果，从而保证焊缝成形质量。角焊缝焊枪角度与行走角对焊缝熔深的影响分别如图3-24b、c所示。