鋁合金焊接工廠_河南省獲嘉明星機械有限公司

鋁及鋁合金的mig焊焊接性良好，如能控制好焊接氣孔缺陷，便可用於鋁制厚壁壓力容器的焊接。

1 母材性能

　　鋁的化學活潑性強，與空氣接觸時，會在其表面生成一層致密的al2o3薄膜，這層氧化膜可防止硝算及***的腐蝕，耐腐蝕性好，如加入一些硅、銅、鎂、鋅等合金元素後，可獲得不同性能的合金，鋁合金的抗低溫性能也很好。如鋁鎂合金和鋁錳合金，它們的特點是強度中等，塑性及耐蝕性好，故通常稱為防銹鋁，焊接性好，是目前鋁合金焊接結構中應用廣的鋁合金材料。特別是機械行業的空分設備，屬深冷技術產品，主要的塔體容器均採用鋁鎂合金，如5083-h112，其抗拉強度rm可達270～275 mpa。鋁鎂合金也廣泛用於石化產品中，較之不銹鋼在比強度和性價比上有較大優勢，已在空分和石化設備中廣泛使用。以前鋁合金的焊接大都採用手工操作，如手工ya弧焊，但隨著產品設備的越來越大，越來越厚，手工ya弧焊的焊接方法已不再適合了。壁厚30 mm以上的材料，因鋁合金的導熱係數、比熱容等都很大，約比鋼大一倍多，在焊接過程中大量的熱能被迅速傳導到母材內部，因此焊接時比鋼要消耗更多的熱量。為獲得高質量的焊接接頭，採用能量集中、功率大的熱源，使焊槍鎢棒容易燒損，需採用預熱，甚至需邊焊邊熱等工藝措施，給焊接時帶來很多麻煩。因此純手工ya弧焊已不再適合較厚的鋁合金材料，直徑大的鋁合金容器，可採用自動mig焊焊接，但如石化產品，往往是壓力高，直徑小，壁厚（30 mm以上）及經過壓制的厚壁容器封頭（因要壓制不宜採用焊接功率大的自動mig焊），採用熔化極半自動ya弧焊可以彌補以上缺陷。

　　2 焊接工藝性分析

　　2.1 鋁合金mig焊

　　熔化極半自動ya弧焊是利用焊絲與工件間產生的電弧作熱源將金屬熔化的焊接方法。焊接過程中，電弧熔化焊絲和母材形成的熔池及焊接區域在惰性氣體ya或氦的保護下，有效地阻止周圍環境空氣的有害作用。用焊絲作為電極，用ya氣作為保護氣體，電源採用直流反接，使熱量集中，但電弧功率又沒有自動mig焊的大。熔化極半自動ya弧焊有很多優點，操作方便，能焊接各種位置的焊縫和不同厚度的鋁合金，特別是焊接中厚板容器接管角焊縫更有著明顯的優勢。但由於鋁及鋁合金對焊接氣孔特別敏感，尤其在使用雜質含量較多的國產焊絲，故用於壓力容器的a，b類承壓焊縫時有的困難。為此筆者成立攻關組，經過反復試驗和研討，終於使問題迎刃而解，並順利應用到產品中。

　　2.2 氣孔產生機理及解決措施

　　熔化極半自動ya弧焊焊接時產生的缺陷主要是氣孔，而氣孔生成機理是很復雜的。由於鋁與氧的親和力很大，在空氣中極易與氧結合生成致密結實的al2o3薄膜，這層氧化膜還會吸附水份。而產生氣孔的重要因素是氫，屬氫致擴散氣孔，由於鋁及鋁合金的物理本質特徵，使得它們在液態時可溶解相當量的氫，而在固態時幾乎不能溶解，因此在熔池的結晶和冷卻過程中氫無法及時逸出，而殘留在焊縫內形成氣孔。

　　2.2.1 氫的來源

　　氫的來源有以下幾個方面：在焊材和母材中溶解的氫；焊材和母材表面的氧化膜、油污、水分等；保氣氛中的氫和水份；在保護條件不完善時卷入電弧氣氛中的空氣所帶有的氫和水分。

　　2.2.2 氣孔控制措施

　　待焊區的清理工作完善與否是控制焊接氣孔的基礎，母材坡口及其兩側以及焊絲去油、去污，表面氧化膜需用鏟刀、銑刀等工具予以去凈，使之露出金屬本色；空氣相對濕度宜控制在70%以下，空氣相對濕度較高以及工件壁厚較大時，焊前在焊接區須進行預熱，預熱溫度一般在100 ℃左右；工件壁厚較大時以採用多層焊或多層多道焊為宜；宜選用雜質盡可能少的焊絲（進口焊絲常優於國產焊絲，如牌號為5083母材，可選用er5183，1.6 mm焊絲）和 99.99%的高純亞作為保護氣體。熔化極半自動ya弧焊在條件允許範圍內可以代替手工ya弧焊在鋁制壓力容器中的焊接，特別是小直徑厚壁容器的縱環焊縫和須經壓制的封頭縱焊縫的焊接，經無損檢測可以達到jb/t4730.2─2005ii要求，也能代替手工ya弧焊在容器接管角焊縫的焊接，經100%著色檢測，可以達到jb/t 4730.5─2005i的要求，在受壓件與非受壓件間的結構件角焊縫的焊接，更有著其明顯的優勢，效率可提高2倍以上。指出，除了設計恰當焊接坡口，選擇已經驗證的合理焊接參數以外，選擇含雜質較少的適配焊絲、適當預熱和焊接區的充分清理都是減少及至杜絕氣孔的有較手段。