铝镁合金焊接1

铝镁合金焊接

1.焊接方法及焊接材料选择

钨极氩弧焊（GTAW）热量比较集中，电弧燃烧稳定，焊缝金属致密，接头的强度和塑性高，可获得满意的优质接头，因而我们将采用这种焊接方法焊接铝镁合金管道，一般采用交流电源，利用其“阴极雾化”作用增加焊件熔深。

焊接铝镁合金管道时，宜选用含镁量等于母材或比母材稍高的焊丝；异种铝及铝合金管的焊接，应选用与母材相应的抗拉强度较高的焊丝。

焊接时用的氩气（Ar）纯度应在99.99%以上；输氩管应改用聚乙烯塑料管而不用橡胶管，并且使用前，应用热风将管内吹干净，焊接完毕后，应将管路端口封死，防止水份、污物进入。

铈钨极的化学稳定性高，允许电流密度大，并且没有放射性，故焊接时选用此类电极，且要使用较大的直径（φ>3.0mm），焊接时钨极伸出长度越短越好，绝对不能超过钨极直径（试验时，当钨极伸出喷嘴长度为零时，保护效果最好）。

2.焊接工艺评定

焊接工艺评定是编制焊接工艺规程从而指导焊接施工的依据，是保证焊接接头质量和使用性能的重要措施。我公司多次进行过铝及其合金的焊接，已有成熟的焊接工艺评定，在本工程中若无特殊的要求，我们可以直接引用。

3.焊工考试

焊工考试包括基本知识和操作技能两部分，基本知识考试合格后，方可参加操作技能考试。如持证焊工的实际操作技能不能满足工程产品焊接要求，或者违反工艺纪律以致经常地或连续地出现焊接质量问题时，应吊销该焊工的合格证。焊接工作应接受焊接工程师、焊接检查员的监督和指导。

4.焊接一般要求

工程中选用已列入国家标准或行业标准的母材和焊丝。

工程中所使用的母材和焊丝应具备出厂质量合格证书或质量复验合格报告。

母材和焊丝应妥善保管，防止损伤、污染和腐蚀。

当材料需代用时，需事先取得原设计单位的设计修改证明文件，并对改动部位作详细记载。

使用的氩弧焊机必须具有适合焊接的电特性和足够的电流容量，且具有参数稳定、调节灵活、气路畅通和安全可行的使用性能。

空分装置高达45米，所以焊枪的把线、氩气带都要加长到45米才能满足使用要求，为避免较大的电压降造成电弧不稳，进而使空气进入保护区产生气孔，为此要把把线和地线截面增大到75mm2，每台氩弧焊机单独一条地线，且把地线放在焊口附近，而不能用其它构件代替，目的是将焊接回路的电压损失控制在最低限度，从而使电弧稳定，减少产生气孔的可能性。

焊接场所应保持清洁，并应有防风、防雨设施。氩弧焊时的相对湿度一般应不大于80%，环境温度下应不低于5℃。

打底焊时，必须将根部点焊点磨削成易于焊接的形状，以便能完全熔合。

管道焊接要做好焊接记录，记录必须及时真实。

每根管线预制焊接完，检验合格后会同有关方面进行质量检查并签字认可，未经签字的预制管线不得进入冷箱进行安装。

5.焊前准备及焊后清理

5.1焊前准备

铝合金管应采用机械方法切割下料。

坡口加工采用机械方法，加工后的坡口表面应平整无毛刺。坡口型式和尺寸应根据接头型式、母材厚度、焊接位置、焊接方法、有无垫板及使用条件，并遵照焊接工艺评定结果现场确定。

施工中可根据结构形式、焊接位置及施工条件，在焊缝背面加临时垫板，垫板可使用不锈钢、碳钢或铜等对焊缝质量无不良影响的材料，若焊缝背面保留垫板，应征得原设计单位同意。

焊前应将焊丝、焊件坡口及其附近表面的油污和氧化膜清除干净（若使用垫板，其表面亦应按同样要求清除），清除顺序及方法如下：

1）用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污，坡口两侧的清除范围应不小于50mm。

2）清除油污后，焊丝应采用化学法，坡口宜采用机械法（也可采用化学法）清除表面氧化膜。

机械法：坡口及其附近表面可用锉削、刮削、铣削或直径为0.2mm左右的不锈钢丝刷清除至露出金属光泽，两侧的清除范围距坡口边缘应不小于30mm，使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理。

化学法：用约70℃5%-10%的NaOH溶液浸泡30-60S后，接着用约15%的HNO3（常温）浸泡2min左右后用温水洗净，再使其完全干燥。

对已经可靠表面处理并未被氧化或受污染的焊丝，不需再进行上述清理可直接使用。

清理好的焊件和焊丝，在焊前应不被沾污，最好将清理好的焊丝放在100～150℃的恒温箱中，随用随取，若无有效的防护措施，应在8h内施焊，否则应重新进行清理。

5.2焊后清理

焊后应随即严格清除焊件上残存的焊渣，否则在空气、水份作用下残存的焊渣会破坏具有防腐作用的氧化铝薄膜，而激烈地腐蚀铝件。

较常用的清渣方法和步骤：（本工程中可以根据实际情况现场确定）

1）热水中用硬毛刷仔细洗刷焊接接头；

2）在温度为60-80℃左右，浓度为2-3%的铬酐水溶液或重铬酸钾溶液中浸洗约5-10分钟，并用硬毛刷仔细洗刷；

3）水中冲刷洗涤；

4）用热空气吹干或自然干燥。

6.焊接工艺要点及技术要求

为增大Ar气保护区和增强保护效果，可采用大直径焊枪瓷嘴（≥φ12mm），加大焊枪Ar气流量，一般氩气流量控制在10-18L/min。

焊枪、焊丝和工件的相对位置，要求既便于操作，又能良好地保护焊接熔池。焊丝倾角愈小愈好，一般约10°左右，不大于15°，如倾角太大，容易扰乱电弧及气流的稳定性。焊枪与焊缝表面的夹角宜保持在80°-90°之间。

定位焊带垫圈接头时，先把垫圈定位焊在坡口一侧，然后再定位焊另一侧，保证根部间隙不超过6mm，垫圈与管子内径要贴紧，间隙不大于0.5mm；不带垫圈接头可在坡口内直接点固，定位焊缝应有适当的长度、间距和高度，以保证其具有足够的强度而不致在焊接过程中开裂。定位焊缝如发现缺陷应及时处理，对作为正式焊缝一部分的根部定位焊缝，还应将其表面的氧化膜清除，并将两端修理成缓坡形，点固焊所选用的焊丝应与母材相匹配。

为减少焊接变形，应采取合理的施焊方法和顺序，或进行刚性固定，并应预先考虑收缩余量。

正式焊接前，先在试板上进行堆焊试验，调整好各工艺参数并确认无气孔后再进行正式焊接。

为防止铝及铝合金管焊接时的穿堂风，减少焊缝根部气孔和确保根部焊缝成形良好，焊接时管内宜充Ar气保护，充Ar气保护装置如下图所示：