鋁及鋁合金水平固定管焊接操作技法

 
　　　　　　　　　　　　錦西工業學校     陳春寶

工程實例

一個1500m³制氧設備，全部采用鋁合金材料制造而成。制氧塔高為25m，直徑為2.8m，鋁板厚為16mm，塔體縱環焊縫均采用x型坡口雙面焊接。塔內各種直徑管路全部為鋁合金材料。管子直徑從φ10mm到φ300mm不等，管壁厚從3mm到8mm，焊縫空間位置不僅有水平位置，還有45°位置，給鋁合金的焊接帶來了一定的困難。在施焊中，全部采用了交流鎢極氬弧焊。整個工程質量很好，焊縫外觀干凈、整齊，焊縫均勻、漂亮，探傷合格率為98.3%，氣壓試驗一次合格。

單面焊雙面成型焊接技術，是上世紀八十年代起被國家確定為焊工取證考試的重要項目，隨著單面焊雙面成型技術的提高和普及，它被廣泛應用到實際教學和工業生產當中去，為了更好提高發揮單面焊雙面成型焊接技術，經過我們對鋁及鋁合金水平固定管的單面焊雙面成型焊接技術的探索及研究，總結出一套鋁及鋁合金水平固定管的焊接方法，本文僅對鋁及鋁合金水平固定管的單面焊雙面成型焊接方法加以論述。

1         焊件裝配

    焊件裝配見圖1。

圖1  焊件裝配圖

2       焊前準備

（1）          母材：5a05（lf5）。

（2）          焊接材料：焊絲sa1mg5(hs331)，直徑為3.0mm。保護氣體為氬氣，純度為99.95%。

（3）          焊接電源：ws-400型手工鎢極交流氬弧焊機。

（4）          清理：焊接鋁及鋁合金清理工作特別重要，包括焊絲的清理。焊接10-15mm范圍內的油污雜質等，必須清理干凈露出鋁及鋁合金的金屬光澤。焊件采用機械清理方法，先用丙酮除掉油污，然后用不銹鋼絲刷來回刷幾次，用刮刀將坡口內清理干凈。焊絲用堿洗法清洗，步驟如下：

①、用丙酮除去焊絲表面油污。

②、在15%氫氧化鈉水溶液中清洗10-15min。

③、冷水沖洗。

④、在30%硝酸溶液中清洗2-5min。

⑤、冷水沖洗曬干。

（5）        試件組對間隙見圖1，始焊端為1mm,終焊端1.5mm，組對時使用管卡具。

3       焊接工藝參數選擇

（1）鎢極：鈰鎢極，直徑ø4mm，噴嘴直徑12-22mm，鎢極伸出噴嘴長度2-3mm，鎢極端面為半圓形。

（2）氬氣流量為10-15l/min，管內充氬保護，流量為3-15l/min。

（3）焊接電流130-150a。

4  焊接操作步驟與要領

4.1  焊接

焊接時要嚴格控制鎢極、噴嘴與熔池的位置，即焊槍鎢極應垂直于管子軸線，噴嘴至兩管的距離要相等，焊絲與通過熔池的切線成10-15°，送入熔池，焊槍角度，焊絲角度見圖2。

                           圖2  焊槍角度

施焊時，分別在管前半部和后半部兩個半圈進行，從仰焊位置起焊，在平焊位置結束。起焊點在管中心線后5-10mm按動焊槍上的啟動開關，引燃電弧并控制弧長2-3mm，對管子待焊處加熱，當鋁及鋁合金管子出現局部熔化形成熔池，快速向熔池內添加焊絲形成第一個完整熔池。隨著焊槍做月牙形或鋸齒形運動，不斷向熔池添加焊絲，形成第二個、第三個…熔池，送絲速度以焊絲所形成的熔滴與母材充分熔合，觀察間隙內是否充分熔透，得到正反兩面熔透的焊縫為宜，焊接時要隨時調整好焊槍、焊絲、焊件相互間的角度，該角度隨著焊接位置的變化而變化，焊接過程中應注意觀察控制管子兩側熔透狀態，以保證管子的壁焊縫成形均勻。

4.2      接頭

焊縫中間的接頭是整個焊接過程的重要環節，接頭的質量好與壞直接影響整個焊縫成型的質量。

焊縫中間接頭時，將電弧引燃后加熱原熔池，當熔池出現局部熔化后向熔池少量添加焊絲，當焊至熔池前端時，繼續正常向熔池送絲即可，后半部的起焊位置應在前半部起焊位置后約4-5mm處引燃電弧，先不加焊絲，待接頭處熔化在熔池前沿添加焊絲，然后向前焊接，焊至平焊位置接頭處（封閉焊縫處）停止加焊絲，等原焊縫端部熔化后，再加焊絲，焊接最后一個接頭填滿弧坑收弧。

5  結論

鋁及鋁合金水平固定管的焊接，是諸多焊接項目中最富有代表性的一種焊接項目，通過試驗摸索和實踐，證明此焊接方法科學，焊工易于掌握，培訓周期短，見效快，降低了焊工的勞動強度，提高工效，是理想的焊接方法。此焊接方法在錦西化工總廠生產的1500m³制氧設備中得以應用，效果十分理想，焊接質量非常高，探傷合格率達98.3%，氣壓一次合格。

（來源：《焊接技術能手絕技絕活》2-5）
　　　　　

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