铝及铝镁合金管道焊接工艺

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铝合金焊接工艺

 铝合金焊接工艺
采用直流正接(电极接负极)时,热量产生于工件表面,形成深熔透,对一定尺寸的电极可采用 更大的焊接电流。即使是厚截面也不需预热,且母材几乎不发生变形。虽然很少采用直流反接(电极 接正极)TIG焊方法来焊接铝,但这种方法在连续焊或补焊薄壁热交换器、管道厚在2.4㎜以下的类似 组件时有熔深浅、电弧容易控制、电弧有良好的净化作用等优点。
1)焊后将焊件放入40~50℃的热水槽中浸渍,最好用流动的热水,用硬毛刷刷焊缝及焊缝附近 残留熔剂、熔渣的地方,直至清除干净。
2)将焊件浸入硝酸溶液中。当室温为25°以上时,溶液浓度15%~25%,浸渍时间为10~15min。 室温为10~15℃时,溶液浓度20%~25%,浸渍时间为15min。
3)将焊件置于流动热水(温度为40~50℃)的槽中浸渍5~10min。 4)用冷水将焊件冲洗5min。 5)将焊件自然晾干,也可放在干燥箱中烘干或用热空气吹干。
氩气流对焊接区的冲刷使接头冷却加快,改善了接头的组织和性能,适于全位置焊接。由于不用 熔剂,焊前清理的要求比其他焊接方法严格。
焊接铝合金较适宜的工艺方法是交流TIG焊和交流脉冲TIG焊,其次是直流反接TIG焊。通常,用交 流焊接铝合金时可在载流能力、电弧可控性以及电弧清理作用等方面实现最佳配合,故大多数铝合金 的TIG焊都采用交流电源。
1)气孔产生原因。氩气纯度低或氩气管路内有水分、漏气等;焊丝或母材坡口附近焊前未清理 干净或清理后又被污物、水分等沾污;焊接电流和焊速过大或过小;熔池保护欠佳,电弧不稳,电弧 过长,钨极伸出过长等。
防止措施: 保证氩气的管路,选择认真清理焊丝、焊件,清理后及时焊接,并防止再次污染。更 新送气管路,选择合适的气体流量,调整好钨极伸出长度;正确选择焊接工艺参数。必要时,可以采 取预热工艺,焊接现场装挡风装置,防止现场有风流动。

铝镁合金的焊接工艺及质量控制措施

铝镁合金的焊接工艺及质量控制措施

铝镁合金的焊接工艺及质量控制措施摘要:随着社会的发展,社会各界对焊接工艺提出了更高的要求。

焊接工艺的好坏直接影响到机械设备的稳定性和安全性,对机械设备的应用至关重要。

在此基础上,对合金焊接材料的选择和焊接工艺进行了研究,首先阐述了焊接的必要性,然后分析了工艺流程和工艺要点,希望对提高机械设备的焊接质量起到参考作用。

关键词:合金焊接材料;焊接工艺技术;焊接技术引言焊接材料和工艺对机械设备的结构有着直接的影响,是机械设备重要的施工环境之一,对机械的安全性,尤其是使用经验有着重要的影响。

因此,必须选择合金焊接材料和工艺,这是机械设备整体结构的基础,这就要求焊接工人严格按照施工要求,焊接材料,并控制焊接过程,防止变形,从而提高焊接技术的整体效果,充分发挥焊接的作用,为机械设备的可靠性打下坚实的基础。

一、焊接必要性机械设备骨架具有支撑功能,属于称重结构,是设备各节点与承重构件连接的关键点。

从理论上讲,设备制造完成后,机械设备骨架不仅要承受整机的静载荷,还需要承受设备的动载荷。

设备骨架的稳定性直接影响其力学性能。

因此,提高机械设备骨架的焊接水平,解决骨架变形问题是亟待解决的关键问题。

机械设备骨架常见的焊接形式主要是边梁焊接。

以汽车为例,在实际焊接中,必须保证驾驶座支架与发动机的焊接符合标准。

由于汽车上的焊点较多,接头处的焊缝也随之增多,这些接头和焊缝会影响设备的整体性能。

对此,有必要提高设备构架的焊接水平,进而提高机械设备的整体质量。

二、焊接工艺流程要点(一)材料选择材料选择要对设备荷载量作出充分考虑,按照设备荷载量选择适宜的材料,对于汽车而言,材料选择16Mn低合金钢、Q235A等材料,这类材料的厚度比较合适,且具有较好的焊接性能,可以满足焊接需求和材料要求。

另外,这些材料无需进行热处理即可直接完成焊接,因此在焊接后期其不会产生较大的收缩力,焊接时材料也基本不会出现裂纹或气泡现象,对焊接技术要求不高。

由此可见,16Mn低合金钢等材料的焊接应用前景比较广阔。

铝-铝合金管道无垫板(衬环)焊接工艺方法

铝-铝合金管道无垫板(衬环)焊接工艺方法
(4) 对 口 点 焊 焊 接 参 数 选 用 与 正 式 施 工 要 求 相 同, 并由合格的焊工担任;
(5)安装卡具以控制焊接变形,卡具的安装当考虑 在拆除时不应损伤母材。
15°
察间隙后是否充分熔透,达到最佳的迷透状况为宜; (8)焊接过程观察、控制根部焊反面成形状况,适
应调整焊接参数,避免背面焊道出面焊瘤; (9)多层焊接时,层间温度适宜控制在小于 100 摄
氏度,但不应低于预热湿度,并尽量减少焊接层数; (10)施焊过程(双面成形焊),清根彻底; (11)其它:当焊件厚度大于 10mm 时,应进行焊前
预热到 100 摄氏度;当环境温度低于 5 度时,无预热要求 的管件,应在始焊处 100mm 范围内,应预热到 15 摄氏 度起焊;有预热要求的管件,应在坡口两侧各 100mm 范 围内,预热至 100~150 摄氏度。
关键词:COLD BOX;CB;铝管道焊接;无垫板衬环;铝合金管道;铝合金焊接;铝焊接工艺
在空气液化分离深冷技术中,铝合金设备及管道大 量在冷箱内使用,由于铝(镁)合金金属焊接在高温下 低强度和塑性特征,熔池易塌焰与焊穿,普遍采用背部 垫 板( 即 衬 环 ) 焊, 见 下 图, 作 为 管 道 安 装 焊 接 方 法, 由于管道内加衬环,对于输送富氧介质,存在有如下不 可接受的风险:
(6)焊接过程,施工严格控制焊接电流、焊接电压、 氩气流速、电流大小;
(7)焊丝和喷嘴的运动要求协调配合,送丝速度要 求均匀,送丝速度以焊丝形成熔滴与母材;充分熔合,观
铝 - 铝合金焊接角度
5 焊后处理
(1)充分冷却管道; (2)拆除防变卡具,严禁损伤母材,并打磨平滑; (3)对焊缝表观进行,其要求: ①内壁焊缝内角不容许大于 30°角,余度不宜超过 1mm; ②内壁焊缝不容许存在有飞溅及可视的深度氧化情况; ③内壁焊缝不容许存在有焊瘤现象; ④焊缝表面不容许有裂纹、气孔、夹渣、表面凹陷 的存在; ⑤焊缝咬边深度不容许大于 0.5S,两侧咬边的总长 度不应超过该焊缝全长的 10%,并不大于 100mm。 (4)检测焊缝表观质量; (5)按设计要求实施无损检测; (6)当焊缝存在返修情况时,同一部位返修次数不 应超过二次; (7)焊缝仅在探伤合格后进行表面打磨处理;不容许 打磨的焊缝不得进行打磨处理; (8)做好相关焊接记录工作。

浅析冷箱铝合金管道的焊接

浅析冷箱铝合金管道的焊接

浅析冷箱铝合金管道的焊接摘要:空分冷箱内铝合金管道对接接头的焊接质量决定了冷箱及设备的安全运行,本文结合空分铝合金管道焊接中常见的缺陷特点,简述铝合金管道焊接缺陷的产生和预防措施,编制合理的焊接工艺,介绍铝合金管道焊接过程中注意的事项、常见的焊接缺陷和工艺方法。

关键词:铝合金管道焊接缺陷焊接工艺前言:空分冷箱是超低温设备(约-196℃),冷箱内需要大量铝合金管道安装及焊接,由于铝合金管道组对结构复杂,对焊接工作造成一定的难度。

因此,应该在工作中寻找更好的焊接及工艺方法。

一、铝合金管道铝合金材料在现在工业中应用十分广泛,尤其在空分冷箱分离装置中,它是一种较常用的工艺管材。

由于铝合金材料本身的特点以及空分装置生产工艺的特殊性。

使其在脱脂加工,组装、焊接,探伤等工艺和要求与一般碳钢材料不同。

铝合金材料特性:铝合金管主要化学成份:含Mg为2.0﹪-2.8﹪,含Mn为0.4﹪-1.5﹪,其余为Al。

机械性能:在热轧状态下,其抗拉强度不小于226Mpa,熔点均为650℃,熔化时无颜色变化。

铝是银白色的轻金属,具有良好的塑性、较高的导电性和导热性,同时还具有抗氧化和抗介质腐蚀的能力。

铝比钢的比热大两倍,导热性能约大三倍,即升高同样的温度需要的热量较多,而散失热量较快。

铝极易氧化产生难熔的三氧化二铝薄膜,在焊缝中容易产生夹杂物,从而破坏金属的连续性和均匀性,降低机械性能和耐蚀性。

因此,铝合金管道焊接与其他材质相比,具有特殊性和难控制性,焊接操作难于掌握。

二、焊接缺陷及特点合金管道焊接常见的缺陷有气孔、未焊透、裂纹、内凹、烧损。

1、气孔铝及铝合金的焊接气孔主要是氢气孔。

铝在液态时能大量吸收和溶解氢,在熔融状态下溶解度为0.0069ml/g,而高温凝固状态下为0.00036ml/g,前后相差近20倍。

铝的导热系数很大,在相同焊接工艺条件下,其冷却速度为钢的4-7倍,使金属结晶加快,焊接熔池在快速冷却过程中,氢的溶解度急剧下降,此时析出大量过饱和气体,氢气来不及选出在焊缝金属中形成气孔。

铝和铝合金的焊接

铝和铝合金的焊接

美国 (AA) 1199 1090 1080 1070 1060 1050 1100 1200 5052 5154 5083 5056 5456 3003 6165 2618 2018 2014 4032 6061 6063 2217
日本 (JIS) 1N99 1N90 A1080 A1070 A1060 A1100 A1200 A5052 A5154 A5083 A5056 A3003 A6165 2N01 A2018 A2014 A4032 A6061 A6063 A2217



焊接纯铝时,可采用同型号纯铝焊丝; 焊接铝-锰合金时,可采用同型号铝-锰合金焊丝或纯铝 SAl-1焊丝; 焊接铝-镁合金时,如果含镁量在3%以上,可采用同系型 号焊丝;如果含镁量在3%以下,如5A01及5A02合金,由 于其热裂倾向强,应采用高Mg含量的SAlMg5或ER5356 焊丝;焊接铝-镁-硅合金时,由于生成焊接裂纹的倾向强, 一般应采用SAlSi-1焊丝,如果焊缝与母材颜色不匹配, 在结构拘束度不大的情况下,可改用SAlMg-5焊丝; 焊接铝-铜-镁、铝-铜-镁-硅合金时,如硬铝合金2A12、 2A14,由于焊接时热裂倾向强,一般应采用抗热裂性能 好的SAlSi-1、ER4145或BJ-380A焊丝。
铝和铝合金焊接
2) 熔化极氩弧焊 (MIG焊) 熔化极氩弧焊(分为自动及半自动)适用于中等厚度、 大厚度铝及铝合金板材的焊接,焊接时采用直流反接。采 用该方法焊接时焊接速度快,焊接接头热影响区和焊件的 变形量小。焊前焊件不必预热,例如厚度达30mm的铝板仅 需正、反面各焊接一层。 自动熔化极氩弧焊时,气孔的敏感性较大,这与焊丝 直径有显著关系,为此,常选用粗的焊丝及较大的焊接电 流值,焊丝直径越粗,焊丝的比表面积就越小,反之,越 大。用细焊丝焊接时,由铝丝表面带入熔池的氧化膜及表 面吸附水等杂质的数量要高于粗丝焊,因此容易产生气孔 缺欠。6mm的铝板对接焊时开I形坡口,间隙小于0.5mm,厚 度大于8mm的铝板,需加工成V形坡口。

镁铝合金焊接工艺_概述及解释说明

镁铝合金焊接工艺_概述及解释说明

镁铝合金焊接工艺概述及解释说明1. 引言1.1 概述镁铝合金焊接工艺是一项研究焊接镁铝合金的技术,通过将镁和铝两种金属进行焊接,可以制备出具有良好性能和广泛应用前景的新型材料。

随着航空航天、汽车制造、电子设备等产业的快速发展,对高强度、轻质材料的需求日益增加,镁铝合金作为一种重要的轻质结构材料被广泛关注和应用。

1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分:引言、镁铝合金焊接工艺解释说明、镁铝合金焊接工艺概述以及镁铝合金焊接工艺的发展趋势和结论。

其中,第二部分将详细介绍镁铝合金及其应用领域、基本原理以及相关的工艺参数与方法;第三部分将对不同的工艺分类及特点进行概述,并讨论各种工艺对焊缝性能的影响以及相应解决方案;第四部分将探讨该领域未来的发展方向,包括新型焊接材料与技术的引入、自动化与智能化焊接设备的发展以及焊接过程监测与控制技术的前景展望;最后,第五部分将总结主要观点和研究结果,并对未来镁铝合金焊接工艺的发展进行展望,并提出对焊接工程实践的启示和建议。

1.3 目的本文旨在全面介绍镁铝合金焊接工艺,包括其应用领域、基本原理、相关参数与方法,并概述不同工艺分类及其特点,重点讨论各种工艺对焊缝性能的影响及解决方案。

同时,还将探讨镁铝合金焊接工艺未来的发展趋势,包括新型材料与技术的引入、自动化与智能化设备的发展以及焊接过程监测与控制技术的前景展望。

通过本文的撰写,旨在为相关领域研究人员和从业者提供有关镁铝合金焊接工艺方面的综合参考和指导。

2. 镁铝合金焊接工艺解释说明2.1 镁铝合金的应用领域与重要性镁铝合金是一种具有轻质高强度和优异耐腐蚀性的材料,因此在航空航天、汽车制造、高速列车等行业得到了广泛的应用。

由于其较低的密度和较高的比强度,镁铝合金可以减轻结构重量并提高燃油效率。

此外,镁铝合金还具有良好的导热性能,可用于制造散热器等需要散热的零部件。

2.2 镁铝合金焊接的基本原理镁铝合金焊接过程中,通过加热和加压使焊接区域达到熔点,并利用填充材料与基材形成均匀且牢固的连接。

铝及铝合金焊接工艺研究

铝及铝合金焊接工艺研究

铝及铝合金焊接工艺研究摘要:有色金属(non-ferrousmetal),狹义的有色金属又或简称其为非铁金属,是对我国除铁、锰、铬以外的所有金属的统称。

广义的有色金属还包括有色合金。

有色合金是以一种有色金属为基体含量通常大于50%,在其中混合一种或者几种不同的金属元素形成的合成金属。

有色金属是国家实力、航空航天、国防工业和科技发展不可缺少的基本材料和重要战略物资。

没有有色金属,就不能实现农业现代化、工业现代化、国防现代化。

比如,飞机、雷达、火箭、核潜艇、航空母舰等尖端武器,以及先进技术,如原子能、电视、通信、雷达、电子计算机所需的构件或部件,大多由有色金属中以及轻金属和稀有金属构成;此外,没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属,也不能生产合金钢。

有色金属在电力、航空航天等行业的使用量也是非常大的。

有色金属在工业发达国家也属于国家级别战略资源,国与国之间的竞争也非常激烈。

关键词:铝及铝合金;焊接工艺;策略1铝合金的分类硬铝:硬铝就是指以铜为主要合成元素的铝合金,硬铝具有良好的机械性能,强度比其他铝合金要大,而且硬铝的密度小,可以用于制作轻型结构材料。

为了增加铝合金的抗拉强度,需控制合金中铜的含量,铜含量不得超过4%。

锰含量也是影响铝合金硬度的主要成分,铝合金中加入适量锰,主要目的是降低铁与铝发生对抗性,而对铝合金性能产生的影响。

一般的硬铝中,严格控制Mn的含量小于1%。

在硬铝中可以加入少量的钛,合金晶粒得到一定细化。

铝合金合成元素中,镁、铜、硅等元素可快速形成且属于可溶性有机化合物,硬铝合金通过高温加热时,其性能更加优良。

铜铝在高温退火过程中的抗拉性能和强度一般在160Mpa~220Mpa之间,经高温淬火和加速时效后其抗拉强度可提高到312Mpa~460Mpa。

由于硬铝抗腐蚀性能不佳,为增强铝合金的抗腐蚀性,可在硬铝合金外层增加一层保护膜。

硬铝的缺点主要有:(1)硬铝的抗腐蚀性较差,所以一般要在硬铝焊件的表面镀上一层工业纯铝,来保护件不被腐蚀,这种材料被叫做包铝硬铝,当材料有包铝层时,它的强度会因纯铝的厚度降低强度。

冷箱内铝合金及管道焊接工艺要求_standard

冷箱内铝合金及管道焊接工艺要求_standard

梅塞尔中国工程规范Project Code of Messer China铝合金及管道焊接工艺要求THE STANDARD OF WELDING PROCEDURE OF ALUMINIUM ALLOY AND PIPELINES编制: 于文盛日期:Made by Wensheng Yu Date校对:日期:Checked by Date批准:日期:Approved by Zhanglong Dai DateCode of Practice 编号( No. ) :COP-0405 版本 ( Version ) :A1目的Purpose规范冷箱内铝合金及管道焊接(TIG)工艺操作技术要求及焊接作业指导书的规定。

To standardize the on-site manual of Aluminium Alloy and pipeline in Cool Box.2焊前准备Welding Preparation:2.1焊件坡口形式和尺寸应符合设计和焊接作业指导书的规定,坡口加工表面应进行清理,并达到平整光滑,无毛刺和飞边、垫板及焊丝进行清理。

The shape and the size of the groove of the welding pieces shall be followed the designedrules and welding operative manual. The surface of the groove process shall be cleaned, levelwithout burrs and overlaps, the washer and wires shall also be cleaned.2.2焊件组对中,焊接定位焊缝时,应采用与正式焊接相同的焊丝和焊接工艺并应由合格焊工施焊,定位焊缝的长度,间距和高度宜符合焊接作业指导书,正式焊接前应对定位焊缝进行检查,当发现缺陷时,应及时处理。

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目录一、绪论 (2)1.1铝合金的分类、成分和性能 (2)1.2铝合金的焊接性特点 (4)三、纯铝及铝镁合金管道的焊接特点 (5)四、铝及铝镁合金的焊接方法和材料选用 (5)4.1铝合金的焊接方法 (5)4.2铝用焊接材料 (8)五、铝镁合金管道的施工工艺 (10)六、铝镁合金管道常见的焊接缺陷及防止措施 (11)七、参考文献 (12)一、绪论铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点,在航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门被广泛地应用。

掌握铝合金的焊接性特点、焊接操作技术、接头质量和性能、缺陷的形成及防止措施等,对正确制定铝合金的焊接工艺,获得良好的接头性能和扩大铝合金的应用范围具有十分重要的意义。

1.1铝合金的分类、成分和性能(1)铝合金的分类铝合金可分为变形铝合金、铸造铝合金。

变形铝合金是指经不同的压力加工方法制成的板、带、管、型、条等半成品材料;铸造铝合金以合金铸锭供应。

铝合金分类状态示意见图1-1。

铝合金的分类及性能特点见表1-1。

表1.1 铝合金的分类及性能特点(2)铝合金的性能铝合金的物理性能见表1.2。

表1.2 铝合金的物理性能1.2铝合金的焊接性特点铝合金熔化焊时有如下困难和特点:(1)铝和氧的亲和力很大,因此在铝及铝合金表面总有一层难熔的氧化铝膜远远超过铝的熔点,这层氧化膜不溶于金属并且妨碍被熔融填充金属润湿。

在焊接或钎焊过程中应将氧化膜清除或破坏掉。

(2)熔焊时,铝合金的焊接性首先体现在抗裂性上。

在铝中加入铜、锰、硅、镁、锌等合金元素可获得不同性能的合金,各种合金元素对铝合金焊接裂纹的影响不同。

(3)铝合金的固态和液态色泽不易区别,焊接操作时难以控制熔池温度。

(4)焊后焊缝易产生气孔,焊接接头区易发生软化。

对铝合金进行焊接,可以用多种不同的焊接方法,表1.3所列的为部分铝合金的相对焊接性。

表1.3 部分铝合金的相对焊接性三、纯铝及铝镁合金管道的焊接特点铝镁合金熔点低,约为500℃左右,但铝镁合金在高温下很容易在空气中被氧化生成氧化镁氧化膜,覆盖熔池,影响基本金属与填充物金属良好的熔合,从而在焊接过程中容易产生氧化物夹渣、未熔合、气孔等缺陷。

纯铝的比重较轻,为2.7g/cm3,铝镁合金的比重稍微大于纯铝的比重。

但氧化镁的比重为 3.2g/cm3,在焊接过程中形成的氧化镁混杂在比重较轻的熔化的金属液中不易排出,容易使焊缝夹渣,存在夹渣的焊缝又容易产电化腐蚀,同时薄壁管道焊接时由于高熔点氧化膜覆盖熔池,温度不易控制,焊缝易产生烧穿现象。

铝镁合金熔点低,易熔化,但其比热和熔化热量较大,导热率大,局部加热比较困难。

焊接时,必须采用能量集中,功率大的焊接设备。

当保护气体氩气不纯和存在水份时,镁在焊接过程中与水发生化学反应,生成氧化镁和氢气。

铝镁合金的熔池容易吸收气体,高温下溶入大量气体,在焊后冷却凝固过程中来不及排出,聚集在焊缝中形成气孔。

铝镁合金膨胀系数较大,在焊接过程中易产生较大的热应力。

同时在高温下,铝镁合金的塑性和强度较低,易产生塌陷,给焊工掌握温度带来较大困难。

因此在焊接过程中,施工人员一定要正确选择焊接规范,严格控制施焊电流,确保施工质量和进度。

四、铝及铝镁合金的焊接方法和材料选用4.1铝合金的焊接方法铝镁合金的焊接方法很多,各种方法有其不同的应用场合。

除了传统的熔焊、电阻焊、气焊方法外,其他一些焊接方法(如等离子弧焊、电子束焊、真空扩散焊等)也可以容易地将铝镁合金焊接在一起。

铝镁合金常用焊接方法的特点及适用范围见表4.1。

应根据铝及铝合金的牌号、焊件厚度、产品结构以及对焊接性的要求等选择。

表4.1 铝合金常用焊接方法的特点及适用范围(1)气焊氧-乙炔气焊火焰的热功率低,热量较分散,因此焊件变形大、生产率低。

用气焊焊接较厚的铝焊件时需预热,焊后的焊缝金属不但晶粒粗大、组织疏松,而且容易产生氧化铝夹杂、气孔及裂缝等缺陷。

这种方法只用于厚度范围在0.5~10㎜的不重要铝结构件和铸件的焊补上。

(2)钨极氩弧焊这种方法是在氩气保护下施焊,热量比较集中,电弧燃烧稳定,焊缝金属致密,焊接接头的强度和塑性高,在工业中获得起来越广泛的应用。

钨极氩弧焊用于铝合金是一种较完善的焊接方法,但钨极氩弧焊设备较复杂,不宜在室外露天条件下操作。

(3)熔化极氩弧焊自动、半自动熔化极氩弧焊的电弧功率大,热量集中,热量影响区小,生产效率比手工钨极氩弧焊可提高2~3倍。

可以焊接厚度在50㎜以下的纯铝及铝合金板。

例如,焊接厚度30㎜的铝板不必预热,只焊接正、反两层就可获得表面光滑、质量优良的焊缝。

半自动熔化极氩弧焊适用于定位焊缝、断续的短焊缝及结构形状不规则的焊件,用半自动氩弧焊焊炬可方便灵活地进行焊接,但半自动焊的焊丝直径较细,焊缝的气孔敏感性较大。

(4)脉冲氩弧焊1)钨极脉冲氩弧焊用这种方法可明显改善小电流焊接过程的稳定性,便于通过调节各种工艺参数来控制电弧功率和焊缝成形。

焊件变形小、热影响区小,特别适用于薄板、全位置焊接等场合以及对热敏感性强的锻铝、硬铝、超硬铝等的焊接。

2)熔化极脉冲氩弧焊可采用的平均焊接电流小,参数调节范围大,焊件的变形及热影响区小,生产率高,抗气孔及抗裂性好,适用于厚度在2~10㎜铝合金薄板的全位置焊接。

(5)电阻点焊、缝焊可用来焊接厚度在4㎜以下的铝合金薄板。

对于质量要求较高的产品可采用直流冲击波点焊、缝焊机焊接。

焊接时需要用较复杂的设备,焊接电流大、生产率较高,特别适用于大批量生产的零、部件。

(6)搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊是一种可用于各种合金板焊接的固态连接技术。

与传统熔焊方法相比,搅拌摩擦焊无飞溅、无烟尘,不需要添加焊丝和保护气体,接头无气孔、裂纹。

与普通摩擦相比,它不受轴类零件的限制,可焊接直焊缝。

这种焊接方法还有一系列其它优点,如接头的力学性能好、节能、无污染、焊前准备要求低等。

由于铝及铝合金熔点低,更适于采用搅拌摩擦焊。

4.2铝用焊接材料(1)焊丝采用气焊、钨极氩弧焊等焊接铝合金时,需要加填充焊丝。

铝及铝合金焊丝分为同质焊丝和异质焊丝两大类。

为了得到良好的焊接接头,应从焊接构件使用要求考虑,选择适合于母材的焊丝作为填充材料。

选择焊丝首先要考虑焊缝成分要求,还要考虑产品的力学性能、耐蚀性能,结构的刚性、颜色及抗裂性等。

选择熔化温度低于母材的填充金属,可大大减小热影响区的晶间裂纹倾向。

对于非热处理合金的焊接接头强度,按1000系、4000系、5000系的次序增大。

含镁3%以上的5000系的焊丝,应避免在使用温度65℃以上的结构中采用,因为这些合金对应力腐蚀裂纹很敏感,在上述温度和腐蚀环境中会发生应力腐蚀龟裂。

用合金含量高于母材的焊丝作为填充金属,通常可防止焊缝金属的裂纹倾向。

目前,铝合金常用的焊丝大多是与基体金属成分相近的标准牌号焊丝。

在缺乏标准牌号焊丝时,可从基体金属上切下狭条代用。

较为通用的焊丝是HS311,这种焊丝的液态金属流动性好,凝固时的收缩率小,具体优良的抗裂性能。

为了细化缝晶粒、提高焊缝的抗裂性及力学性能,通常在丝中加入少量的Ti、V、Zr 等合金元素作为变质剂。

选用铝合金焊丝应注意的问题如下。

1)焊接接头的裂纹敏感性影响裂纹敏感性的直接因素是母材与焊丝的匹配。

选用熔化温度低于母材的焊缝金属,可以减小焊缝金属和热影响区的裂纹敏感性。

例如,焊接硅含量0.6%的6061合金时,选用同一合金作焊缝,裂纹敏感性很大,但用硅含量5%的ER4043焊丝,由于其熔化温度比6061合金低,在冷却过程中有较高的塑性,所以抗裂性能良好。

此外,焊缝金属避免镁与铜的组合,因为Al-Mg-Cu有很高的裂纹敏感性。

2)焊接接头的力学性能工业纯铝的强度最低,4000系列铝合金居中,5000系列铝合金强度最高。

铝硅焊丝虽然有较高的抗裂性能,但含硅焊丝的塑性较差,所以对焊后需要塑性变形加工的接头来说,应避免选用含硅焊丝。

3)焊接接头的使用性能填充金属的选择除取决于母材成分外,还与接头的几何形状、运行中的抗腐蚀性要求以及对焊接件的外观要求有关。

例如,为了使容器具有良好的抗腐蚀能力或防止所储存产品对其的污染,储存过氧化氢的焊接容器要求高纯度的铝合金。

在这种情况下,填充金属的纯度至少要相当于母材。

(2)焊条铝合金焊条型号、规格与用途见表4.2。

铝合金焊条的化学成分和力学性能见表4.3。

表4.2 铝及铝合金焊条的型号(牌号)、规格与用途表2.3 铝及铝合金焊条的化学成分和力学性能(3)保护气体焊接铝合金的惰性气体有氩所和氦气。

氩气的技术要求为Ar>99.9%,氧<0.005%,氢<0.005%,水分<0.02mg/L,氮<0.015%。

氧、氮增多,均恶化阴极雾化作用。

氧>0.3%,则使钨极烧损加剧,超过0.1%使焊缝表面无光泽或发黑。

钨极氩弧焊时,交流加高频焊接选用纯氩气,适用大厚度板;直流正极性焊接选用Ar+He或纯Ar。

熔化极氩弧焊时,当板厚<25㎜时,采用纯Ar。

当板厚为25~50㎜时,采用添加10%~35%Ar的Ar+He混合气体。

当板厚为50~75㎜时,宜采用添加10%~35%或50%He的Ar+He混合气体。

当板厚>75㎜时,推荐添加50%~75%He的Ar+He 混合气体。

五、铝镁合金管道的施工工艺(一)铝镁合金管道的施工流程施工准备(焊工培训、焊机选择、焊材选择等)⇨管道除油⇨管道下料⇨坡口加工⇨焊件组对⇨焊接⇨焊缝检验⇨管道系统试压⇨管道系统吹扫⇨管道复位⇨管道气密性试验。

(二)焊接工艺评定及焊工考试施工前根据焊接工艺评定编制焊接作业指导书,并对焊工进行培训和考试,合格者方能施工,且不能超项施焊。

(三)铝镁合金管道的坡口加工、清理和组对坡口可用铣刀、锉刀进行加工。

清理焊件的坡口及其内外两侧的宽度不少于20mm。

多层焊时,层间要用不锈钢丝刷清理表面氧化膜,对影响下层焊接质量的过高焊肉,弧坑和其他缺陷用锉刀除去。

焊接操作过程中应注意保持焊枪、焊丝和焊件待焊部分三者之者的空间位置。

焊丝与焊件之间的夹角为10~20°,焊枪与焊件之间应尽量保持垂直。

输送焊丝和焊枪的运行速度要配合好,一般采用快送、少加焊丝的填丝方法,焊丝端部要始终处理氩气的保护范围之内,防止氧化膜形成。

焊接施工环境条件:①环境温度不低于5℃。

②相对湿度在80%以内③焊接区域应设置适当的防护措施,使其不受风、雨、雪的侵袭。

施工时注意事项:①施工现场要保持清洁。

②焊前要仔细检查焊件,焊丝表面的清理情况及焊机的控制线路、水路、电路系统的工作情况。

③严禁在管道表面任意引弧,焊接前在引弧板上试焊,测定提前送氩气。

六、铝镁合金管道常见的焊接缺陷及防止措施(1)气孔形成原因: 焊接前, 焊丝或母材坡口附近没有清理干净;焊接时, 氩气流量小, 喷咀内不干净或有水汽; 焊速过快, 氩气不纯, 钨极伸出过长。

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