ZL208 铝合金丝材补焊注意事项

ZL208 铝合金丝材因含铜、镁等元素，补焊时易出现热裂纹、气孔及性能下降等问题，需严格把控以下关键环节，确保焊接质量与基材性能匹配。

一、焊接前准备：奠定无缺陷基础

1. 基材与焊丝预处理

◦ 补焊部位需彻底清除表面油污、氧化膜及杂质：先用或乙醇擦拭脱脂，再用 100-150 目砂纸打磨至露出金属光泽，必要时采用机械铣削去除表层（深度≥0.5mm），避免氧化膜导致气孔。

◦ 焊丝需进行烘干处理：ZL208 焊丝易吸潮，补焊前应在 120-150℃烘箱中保温 2-3 小时，去除水分，防止焊接时产生氢气孔。

1. 坡口设计与装配

◦ 针对不同厚度基材选择合理坡口：厚度≤3mm 时可采用 I 型坡口（不留间隙），厚度＞3mm 时采用 V 型或 U 型坡口（角度 60-70°，钝边 1-2mm，间隙 0.5-1mm），避免坡口过窄导致熔合不良。

◦ 装配时需保证对接间隙均匀，错边量≤0.1 倍板厚，必要时采用工装夹具固定，防止焊接过程中变形，影响补焊精度。

1. 焊接环境控制

◦ 避免在潮湿、有风环境下焊接：环境湿度需≤60%，风速＞1.5m/s 时需搭建防风棚，防止空气侵入熔池导致氧化；低温环境（＜5℃）下，需对基材进行预热（50-100℃），降低焊接应力。

二、焊接过程控制：避免缺陷产生

1. 焊接参数选择

◦ 优先采用钨极氩弧焊（TIG 焊），焊接电流根据焊丝直径调整：直径 1.2mm 时电流 40-60A，直径 1.6mm 时电流 60-80A，避免电流过大导致基材过热，引发热裂纹；电弧电压控制在 8-12V，弧长保持 1-2mm，减少熔池暴露时间。

◦ 焊接速度需平稳：一般为 50-80mm/min，速度过快易导致熔合不良，过慢则会增加热输入，加剧晶粒粗大，影响力学性能。

◦ 保护气体选用纯氩（纯度≥99.99%），流量控制在 8-12L/min，背面需同时通氩保护（流量 5-8L/min），防止焊缝背面氧化。

1. 操作手法与热输入控制

◦ 采用短弧焊接，焊丝送进时避免与钨极接触，防止产生夹钨缺陷；焊枪角度保持与基材夹角 70-80°，确保熔池充分搅拌，减少气孔。

◦ 分段焊接与层间温度控制：补焊长度超过 100mm 时，采用分段退焊法（每段长度 30-50mm），层间温度需≤150℃，待前一层冷却至规定温度后再焊下一层，避免累积热应力导致裂纹。

1. 缺陷实时排查

◦ 焊接过程中需密切观察熔池状态：若发现熔池出现发黑、气泡或凝固时产生裂纹，应立即停止焊接，清除缺陷部位后重新补焊；每焊完一层，需用放大镜检查焊缝表面，确认无气孔、夹渣后再进行下一层焊接。

三、焊接后处理：恢复性能与消除应力

1. 消应力处理

◦ 补焊完成后，需及时进行低温去应力退火：将工件放入烘箱，以 50℃/h 的升温速度加热至 200-220℃，保温 2-3 小时，再随炉冷却至室温，消除焊接残余应力，降低裂纹风险。

◦ 避免补焊后直接冷却：严禁用水急冷，防止热冲击导致基材开裂，应自然冷却至室温后再进行后续处理。

1. 焊缝质量检验与修整

◦ 外观检验：焊缝表面应平整光滑，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷，余高控制在 0.5-1.5mm，咬边深度≤0.2mm，长度≤10% 焊缝长度。

◦ 无损检测：重要结构件需进行 X 射线探伤（RT）或超声波探伤（UT），确保内部无超标缺陷；若发现内部缺陷，需采用碳弧气刨清除缺陷（清除范围需扩大至缺陷边缘 5-10mm），重新补焊后再次检测。

1. 性能恢复处理

◦ 对于要求高强度的工件，补焊后需进行时效处理：在 120-140℃下保温 8-10 小时，提升焊缝及热影响区的硬度和强度，使其接近基材性能；时效处理前需确保焊缝完全冷却至室温，避免温度叠加导致性能异常。

四、安全防护：保障操作安全

1. 个人防护

◦ 佩戴专用防护装备：焊接时需穿戴阻燃工作服、防紫外线面罩（遮光号 10-12）、耐高温手套及绝缘鞋，防止弧光灼伤皮肤和眼睛，避免高温焊丝烫伤。

◦ 焊接区域需通风良好：若在密闭空间作业，需安装强制通风装置，防止氩气积聚导致缺氧，同时减少焊接烟尘吸入（可佩戴防尘口罩）。

1. 设备检查

◦ 焊接前需检查氩弧焊机、气瓶及管路：确认焊机接地良好，氩气压力表、流量计正常，气管无泄漏，防止设备故障引发安全事故；钨极需选用铈钨极（直径 2.0-3.2mm），并打磨成尖状，保证电弧稳定。