铝及铝合金水平固定管焊接操作技法

 
　　　　　　　　　　　　锦西工业学校     陈春宝

工程实例

一个1500m³制氧设备，全部采用铝合金材料制造而成。制氧塔高为25m，直径为2.8m，铝板厚为16mm，塔体纵环焊缝均采用x型坡口双面焊接。塔内各种直径管路全部为铝合金材料。管子直径从φ10mm到φ300mm不等，管壁厚从3mm到8mm，焊缝空间位置不仅有水平位置，还有45°位置，给铝合金的焊接带来了一定的困难。在施焊中，全部采用了交流钨极氩弧焊。整个工程质量很好，焊缝外观干净、整齐，焊缝均匀、漂亮，探伤合格率为98.3%，气压试验一次合格。

单面焊双面成型焊接技术，是上世纪八十年代起被国家确定为焊工取证考试的重要项目，随着单面焊双面成型技术的提高和普及，它被广泛应用到实际教学和工业生产当中去，为了更好提高发挥单面焊双面成型焊接技术，经过我们对铝及铝合金水平固定管的单面焊双面成型焊接技术的探索及研究，总结出一套铝及铝合金水平固定管的焊接方法，本文仅对铝及铝合金水平固定管的单面焊双面成型焊接方法加以论述。

1         焊件装配

    焊件装配见图1。

图1  焊件装配图

2       焊前准备

（1）          母材：5a05（lf5）。

（2）          焊接材料：焊丝sa1mg5(hs331)，直径为3.0mm。保护气体为氩气，纯度为99.95%。

（3）          焊接电源：ws-400型手工钨极交流氩弧焊机。

（4）          清理：焊接铝及铝合金清理工作特别重要，包括焊丝的清理。焊接10-15mm范围内的油污杂质等，必须清理干净露出铝及铝合金的金属光泽。焊件采用机械清理方法，先用丙酮除掉油污，然后用不锈钢丝刷来回刷几次，用刮刀将坡口内清理干净。焊丝用碱洗法清洗，步骤如下：

①、用丙酮除去焊丝表面油污。

②、在15%氢氧化钠水溶液中清洗10-15min。

③、冷水冲洗。

④、在30%硝酸溶液中清洗2-5min。

⑤、冷水冲洗晒干。

（5）        试件组对间隙见图1，始焊端为1mm,终焊端1.5mm，组对时使用管卡具。

3       焊接工艺参数选择

（1）钨极：铈钨极，直径ø4mm，喷嘴直径12-22mm，钨极伸出喷嘴长度2-3mm，钨极端面为半圆形。

（2）氩气流量为10-15l/min，管内充氩保护，流量为3-15l/min。

（3）焊接电流130-150a。

4  焊接操作步骤与要领

4.1  焊接

焊接时要严格控制钨极、喷嘴与熔池的位置，即焊枪钨极应垂直于管子轴线，喷嘴至两管的距离要相等，焊丝与通过熔池的切线成10-15°，送入熔池，焊枪角度，焊丝角度见图2。

                           图2  焊枪角度

施焊时，分别在管前半部和后半部两个半圈进行，从仰焊位置起焊，在平焊位置结束。起焊点在管中心线后5-10mm按动焊枪上的启动开关，引燃电弧并控制弧长2-3mm，对管子待焊处加热，当铝及铝合金管子出现局部熔化形成熔池，快速向熔池内添加焊丝形成第一个完整熔池。随着焊枪做月牙形或锯齿形运动，不断向熔池添加焊丝，形成第二个、第三个…熔池，送丝速度以焊丝所形成的熔滴与母材充分熔合，观察间隙内是否充分熔透，得到正反两面熔透的焊缝为宜，焊接时要随时调整好焊枪、焊丝、焊件相互间的角度，该角度随着焊接位置的变化而变化，焊接过程中应注意观察控制管子两侧熔透状态，以保证管子的壁焊缝成形均匀。

4.2      接头

焊缝中间的接头是整个焊接过程的重要环节，接头的质量好与坏直接影响整个焊缝成型的质量。

焊缝中间接头时，将电弧引燃后加热原熔池，当熔池出现局部熔化后向熔池少量添加焊丝，当焊至熔池前端时，继续正常向熔池送丝即可，后半部的起焊位置应在前半部起焊位置后约4-5mm处引燃电弧，先不加焊丝，待接头处熔化在熔池前沿添加焊丝，然后向前焊接，焊至平焊位置接头处（封闭焊缝处）停止加焊丝，等原焊缝端部熔化后，再加焊丝，焊接最后一个接头填满弧坑收弧。

5  结论

铝及铝合金水平固定管的焊接，是诸多焊接项目中最富有代表性的一种焊接项目，通过试验摸索和实践，证明此焊接方法科学，焊工易于掌握，培训周期短，见效快，降低了焊工的劳动强度，提高工效，是理想的焊接方法。此焊接方法在锦西化工总厂生产的1500m³制氧设备中得以应用，效果十分理想，焊接质量非常高，探伤合格率达98.3%，气压一次合格。

（来源：《焊接技术能手绝技绝活》2-5）
　　　　　

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