铝镁合金料仓壳体的焊接.doc

铝镁合金料仓壳体的焊接关键词：铝镁合金；手工氢弧焊；焊接工艺中图分类号：TC,44474 文献标识码：B乙烯铝镁合金料仓底部、顶部均为正圆锥体， 中间为圆柱形简体。材质采用 防锈铝5A02(Lr2)，厚度为8，1O，12m1，分片预制后到现场组装焊接。1 影响铝镁合金焊接质量的因素11 气孔氢是铝镁合金焊接时产生气孔的主要原因。氢在铝镁合金焊接熔池中的溶解度受温度变化的影响较大。在高温状态下，铝镁合金焊接熔池中溶入了大量气体，而由于铝镁合金导热性很好焊后急剧冷却。致使溶入熔池中的气体来不及逸出，聚集在焊缝中而产生气孔。气体的主要来源是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分。12 焊接变形及热裂纹铝镁合金(5A02)的线膨胀系数较大，焊接加热区较宽，高温条件下强度较低，凝固时体积收缩率为65，焊接变形较大。另外，铝镁合金属于典型的共晶型合金，因此焊接过程中，如果不采取合理的工艺措施，在冷却过程中，焊缝及热影响区会产生较大的焊接应力、拘束应力和热应力，而导致热裂纹。1_3 较强的化学活性铝具有较强的还原性，在空气中极易被氧化，在表面形成J20，薄膜，其密度较大，而且熔点极高(约2 050)，在焊接过程中不熔化而产生夹渣缺陷。同时J2o，还极易吸附水分，使焊缝中产生气孔。14 焊接操作性差铝镁合金在状态改变时没有明显的色泽变化。而且高温时强度和塑性较低，焊接时易烧穿。另外，铝镁合金热导率、比热容等较大，在焊接过程中，大量的热量迅速传递到金属基体内部，因此适宜采用能量集中、功率较大的焊接方法同时采用焊前预热等工艺措施。2 减少及防止缺陷的措施21 气孔的预防铝镁合金现场焊接产生的气孔通常是氢气孔。氢主要来源于基体金属和焊材内部以及表面的氧化膜吸附的水分等。另外还有保护气体氩气不纯、焊接保护环境差等因素，因此应采取下列措施：空箱压力不高于27 kPa，无渗漏为合格，直至全部合格为止。 力，可有效地控制内槽底板的焊接变形。6 结论实践证明。将上述一整套焊接工艺措施综合运用于大型低温液体贮槽内槽底板的焊接上，收到了很好的效果，底板的局部凹凸变形的深度均未超过25胁。远远低于标准的规定值：罐底焊接后局部凹凸变形深度不应超过变形长度的2 ，内槽底板最大不超过50 m1。因此，在焊接前，根据焊件的组成及焊缝分布特点，认真分析焊接过程中的应力状态和方向，综合采用反变形法、刚性固定法、合理的施焊顺序和焊后锤击焊道等措施， 以减小焊缝的收缩量，充分利用焊接时所产生的内应68 ·焊工之友· 焊接技术 第36卷第2期2007年4月(1)清理焊丝清理：用丙酮去除焊丝表面的油污，用机械方法清除焊丝表面的氧化膜，并用W(NaOH)510 ，温度为5060 的NaOH溶液清洗45 mln，再用流动清水冲洗，然后在室温下用W(HNO，)35 ，5060 oC的HNO，溶液中和13 rain。紧接着用清水冲洗，室温下干燥后再用丙酮(也可用四氯化碳)除油脱脂，放入100 oC的烘干箱内干燥备用。清理后的焊丝应在短时间内用完，一般超过4 h后须重新进行处理；待焊件清理：将待焊件坡口及其两侧各50 mill范围内的油污用丙酮清除，并除去表层氧化膜，坡口表面清理干净后。须在4 h内焊完，否则应重新处理。 (2)焊接采用手工钨极氩弧焊， 氩气纯度应在9996以上含水量在50 mgm 以下。(3)焊接环境 现场施工环境应保持干燥，并采取有效的防风措施。施焊时焊枪应处于合理的高度和角度，确保保护气流通畅(无紊流现象)，无污染。22 焊接变形及热裂纹控制(1)选用能量集中的交流氩弧焊机，高频引弧，利用交流“阴极雾化”作用去除残余难熔的氧化膜。(2)通过调整焊接顺序，尽量减小焊接时产生的应力且对称分布。焊接接头采用X形坡口，锥体纵缝均调至立焊位，焊接顺序及焊道层数如图1所示(图中坡口偏移量口一b应控制在12 mm)。第1和第2道、第3和第4道沿同一方向双面对称同步焊接。纵缝第1和第3道在容器外侧，第2和第4道在容器内侧，环缝则相反。由一名焊工先焊第1道， 另一名焊工后焊第2道，两人相距50mill以内。第3和第4道同时施焊。环缝焊接时，焊工沿环向对称分布。并沿同一方向进行双面对称同步施焊。(3)正式焊接前用氧乙炔焰将待焊件预热到100 左右。(4)定位焊应采用与正式焊相同的焊接工艺参数和焊接工艺措施定位焊缝长度应大于50 mill，间距在20o mm：E。3 焊接工艺参数通过焊接工艺试验。确定合理的焊接工艺参数，见表1。采用手工钨极氩弧焊。钨极直径50 mill， 焊丝直径50 mm，喷嘴直径1416 mill。焊丝选用应遵循焊丝Mg含量不低于待焊件Mg含量的原则，在没有标准牌号焊丝情况下，可从与待焊件母材相同材质的铝镁合金上切下窄条代用。施焊焊工应是经过现场考试合格的持证焊工。裹1 焊接工艺参数焊焊接位置 接道数 焊接电流 焊接速度 氩气流量(层数) A (cm·min-I) (L·rain )1 15O 180 1O一14纵缝立焊 2 15O一180 1O一14 7-83(4) 2O 23O 12161 15O一180 10-14环缝横焊 2 2Oo之3O 10-14 7-83(4) 22O一250 14164 操作技术(1)焊接前应在试板上调整好焊接工艺参数，不得直接在待焊件上调整试焊。(2)为使氩气很好地保护熔池，钨极中心线与待焊工件表面垂直为最好。但手工焊时焊嘴太接近于垂直会影响焊工的视线，所以一般应保持焊枪与水平面夹角为80。85。较好。(3)填充焊丝与工件表面夹角应尽可能小，一般为10o左右。以免引起电弧和保护气体的不稳定。焊接时。填充焊丝不用直接浸入熔池，以免使氩气流保护受到破坏。正确送丝应使填充焊丝位于钨极的前方，并边熔化边送进，此时，熔池中熔化了的填充金属能很好地与基体金属熔合。另外。送丝要准确利索，否则焊丝端部易产生氧化膜。(4)焊接时应采用与待焊件材质相同的引弧板。焊接时钨极不得与待焊件直接接触否则应将接触处处理干净后方可继续施焊。5 焊后检验乙烯铝镁合金料仓壳体焊接后经外观检查无表面气孔、夹渣、裂纹及熔合性飞溅，焊缝表面光滑，纹路均匀细密，棱角均小于15 mill，煤油试漏及气密性试验均未发现焊接缺陷。焊接质量得到了质量检查监督部门的认可。实践证明。使用能量集中的手工氩弧焊焊接方法，并采用双面同步焊等辅助工艺措施。对铝镁合金的焊接是切实可行的。