铝管因其轻质、耐腐蚀等特性在航空航天、汽车制造、制冷设备等领域广泛应用,而焊接质量直接影响铝管结构的可靠性与安全性。钨极氩弧焊(TIG)和熔化极氩弧焊(MIG)是铝管焊接的主流工艺,二者在原理、参数设置及质量控制上存在显著差异。本文将深入解析这两种工艺的关键要点,为铝管焊接提供技术参考。
一、TIG 焊接工艺:精准控制的“手工艺术”
TIG 焊(Tungsten Inert Gas Welding)以高熔点钨棒为电极,利用电弧热熔化铝管母材与填充焊丝,焊接过程中惰性气体(如氩气)持续保护熔池,防止铝在高温下氧化。该工艺热输入量小、电弧稳定性高,适合焊接薄板铝管(厚度≤3mm)或对焊缝成形要求严格的精密部件。
在参数优化方面,焊接电流是核心变量。电流过大易导致铝管烧穿,过小则出现未熔合缺陷,通常需根据管径与壁厚在50-150A间调整。钨极直径与端部形状也至关重要,一般选用2.4-3.2mm的铈钨极,端部磨成30°-60°锥角,以确保电弧集中稳定。此外,氩气流量需控制在8-12L/min,流量过大易产生紊流,过小则保护效果不足。
二、MIG 焊接工艺:高效自动化的“批量方案”
MIG 焊(Metal Inert Gas Welding)采用连续送丝的熔化极作为电极,通过电弧热熔化焊丝与母材,惰性气体保护熔池。相比 TIG 焊,MIG 焊熔敷效率高、焊接速度快,适用于厚壁铝管(厚度>3mm)及大批量生产场景。
MIG 焊的关键参数包括焊接电流、电压、送丝速度与气体流量。焊接电流与电压需匹配,通常电压每增加1V,电流需相应增加10-20A,以保证熔滴过渡稳定。送丝速度直接影响焊缝填充量,一般在3-12m/min范围内调节。保护气体多采用纯氩或氩-氦混合气体,流量控制在15-25L/min,氦气的加入可提高电弧热输入,改善熔深与焊接速度。
三、两种工艺的质量控制要点
1. 焊前准备
铝管表面的氧化膜(Al₂O₃)熔点高达2050℃,易导致焊缝气孔、未熔合等缺陷,因此焊前必须彻底清理。常用方法包括机械打磨(钢丝刷或砂纸去除氧化膜)与化学清洗(氢氧化钠溶液脱脂后硝酸中和),清理后需在2小时内完成焊接,防止二次氧化。
2. 焊接过程控制
TIG 焊需保持电弧长度稳定(约等于钨极直径),采用左焊法控制熔池温度;MIG 焊则需确保焊丝干伸长(10-15mm)恒定,避免因干伸长过长导致电弧不稳。两种工艺均需严格控制层间温度,铝管焊接时层间温度不宜超过100℃,防止晶粒粗大降低力学性能。
3. 焊后检测与处理
焊后需通过目视检测、渗透检测(PT)或 X 射线检测(RT)排查表面及内部缺陷。对于气孔、裂纹等缺陷,可采用机械加工或补焊修复。此外,为提高耐腐蚀性,可对焊缝进行阳极氧化或钝化处理。
四、TIG 与 MIG 工艺的对比与选择
TIG 焊的优势在于焊缝成形美观、焊接变形小,但效率低、对焊工技能要求高,适用于单件生产或精密部件焊接;MIG 焊则以高效自动化见长,可实现厚板多层多道焊,但焊缝表面较粗糙,需后期打磨处理。实际应用中,薄壁铝管、装饰性结构或需单面焊双面成形的场景优先选择 TIG 焊;而汽车底盘铝管、工业管道等批量生产场景,MIG 焊更具成本与效率优势。
结语
TIG 与 MIG 工艺是铝管焊接的核心技术,通过优化焊接参数与严格质量控制,可有效提升焊接接头的力学性能与可靠性。随着新材料与自动化技术的发展,未来铝管焊接将向智能化、数字化方向迈进,为高端制造业提供更优质的连接解决方案。