气孔产生原因:铝焊接气孔主要是氢进入焊接熔池而形成的。氢来源有:材料、焊丝、保护气体、送丝机构、焊工的手套和环境湿度太高等,如焊丝被污染、材料及焊丝本身的氧化膜、送丝机构上有油污或汗渍等。预防措施:
6.1.1材料及焊丝内的含氢量≤0.4mL /100g;
6.1.2 被焊件表面应去除油污及氧化膜,存放时间不超过4h。表面清理后应用干燥、洁净、不起毛的物件覆盖坡口及两侧;
6.1.3 焊丝尽量使用抛光焊丝,不然处理方法同上;
6.1.4 保护气体内杂质含量:H2≤0.001%;O2≤0.02%;N2≤0.1%;H2O≤0.02%;
6.1.5保护气体管路:一般采用不锈钢管或铜管,软管采用塑料管而不能用橡胶等易吸水的软管;焊前应检查冷却水管道,确保不会漏水;当环境湿度很大时,应对保护气体进行加热对管路进行吹扫;
6.1.6 送丝机构:不得有油污,送丝管采用聚四氟乙烯管或尼龙,并焊前清理管内污染和冷凝水;
6.1.7现场环境:温度不宜超过25℃,相对湿度不超过50%,保持环境清洁;
6.1.8焊工:工作服装尽量是白色的,以便能及时发现和清理污染。焊时注意汗水和油渍不要再次污染焊件;
6.1.9 在焊前都应在试板上试焊,以便检查保护气体和管路是否合格。
6.1.10 焊接工艺上预防措施:用双面焊代替单面焊;每道焊缝薄时比厚时有利于气孔逸出;大直径焊丝有利于减少气孔;焊前预热、焊后缓冷;降低电弧电压、电流、降低焊接速度,有利于减少气孔。
6.2 裂纹产生原因:材料焊接性较差;选择焊丝时没考虑抗裂性;结构的拘束度过大。预防措施:
6.2.1 对焊接性较差的铝材在焊接前应考虑其抗裂性而不能只考虑强度;必要时可考虑对焊件进行退火后焊接,焊后再淬火时效。
6.2.2 选择抗裂纹性好的焊丝,如含Si等低熔点元素的焊丝。
6.2.3 尽量减少焊接接头的拘束度,合理安排焊接顺序,让焊缝能够有横向收缩余量,以减小焊接应力。没有必要定位焊的就不要焊定位焊,能双面定位焊的就不要单面定位焊。
6.2.4 尽量面焊为双面焊。
探伤要求:
1.封头拼缝焊后应进行RT,成形后再按规定RT或PT。
2.A、B类焊缝一般进行RT。
3.容器上的C、D类焊接接头进行PT。
4.铝材表面补焊焊缝进行PT。
5.铝卡具和拉筋的临时固定连接焊缝拆除后的焊痕等进行PT。
6.其他图样要求探伤的部位。
铝及铝合金焊接规程详解
本规程规定了铝及铝合金焊接的基本要求,适用于铝及的手工钨极氩弧焊或气焊或熔化极氩弧焊等焊接的铝及铝合金制单层容器、衬铝容器的铝焊接工艺。
一、焊接用材料:
1.焊接用氩气纯度≥99.99%,≤-55℃,并应符合GB/T4842或GB10624的规定。当瓶装氩气的压力≤0.5Mpa时不宜使用。(氩气内含氮量≥0.04%,否则焊缝表面上会产生淡或草绿色的氮化镁及气孔;含氧量≥0.03%,否则熔池表面上可发现密集的黑点、电弧不稳和飞溅较大;含水量≥0.07%,熔池将沸腾并焊缝内产生气孔)。
2.手工钨极氩弧焊电极采用铈钨电极。电极直径应根据焊接电流大小来选择(使用时一般比焊接电流所要求的规格大一号的钨极),电极端部应为半球形(制作半球形方法:用比焊接电流所要求的规格大一号的钨极,将端部磨成锥形,垂直夹持电极,用比所用钨极要求的电流大20~30A的电流在试板上起弧并维持几秒钟,钨极端头即呈半球形。如果钨极被铝污染,则重新打磨或更换钨极;轻微污染时,可电流使电弧在试板燃烧一会,即能烧掉污染物):铈钨电极直径mm
2
2.5
3.2
4.0
5.0
(正接时)焊接电流A
100~200
170~250
200~300
350~480
500~675
(反接时)焊接电流A
15~25
17~30
20~35
35~50
50~70
(交流时)焊接电流A
85~160
120~210
150~250
240~350
330~460
3.用MIG焊铝合金时,由于铝焊丝比较软,为避免咬伤焊丝,送丝轮不允许用带齿轮的送丝轮,不宜用推丝式;送丝软管不准用弹簧管而是用聚四氟乙烯或尼龙制品,不然由于磨削而污染或堵塞软管。MIG通常用直流反极性。
4.焊剂主要作用是去除氧化膜和其它一些杂质,使用时可用无水酒精调成糊状或直接将焊剂粉放在坡口和两侧。当焊接角焊缝时应选用那些焊后容易清除熔渣的焊剂;铝镁合金用焊剂不宜含有钠的组成物。
5.不同牌号的铝材相焊时,当图纸和工艺都没有规定时,按耐腐蚀性能较好和强度级别较低的母材去选择焊丝材料。在焊接铝镁合金或铝锰合金等耐蚀铝合金时,宜采用含镁量或含锰时与母材相近或比母材稍高的焊丝。焊丝可从GB/T10585《铝及铝合金焊丝》选取,也可从GB/T3190《变形铝及铝合金化学成分》和GB/T3197《焊条用铝及铝合金线材》中选取。焊丝选用时可参考下面几个表(表3和表4摘自《焊接手册》):
5183(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬。不可以热处理,熔化温度为:579℃~638℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),,密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为白色。5183铝焊条于1957年被发明,用于5083及类似的高强度的铝合金材料的焊接,它的焊接强度要5356.
铝和铝合金管焊接特点和方法
铝合金由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此,铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外,同时还越来越多的应用于石油化学工业。濮阳中原大化新建空分装置就大量使用了铝镁合金(主要有:5083、5183、5A02相当于旧牌号中的LF2、LF4)。但是铝及铝合金在焊接过程中,易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料,特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此,解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中解决的问题。
2、铝及铝合金的理化性能及焊接特点
2.1 易氧化 铝和氧的亲和力很强。在常温下,铝表面就能被氧化成厚度约0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。虽然这层氧化铝薄膜比较致密,能防止金属的继续氧化,对自然防腐有利,但它给焊接带来了困难,这是由于氧化铝的熔点(2050℃)远远超过了铝的熔点(600℃左右),比重约为铝的1.4倍。在焊接过程中,会阻碍金属之间的熔合,易形成夹渣,而且氧化铝薄膜还吸附了较多的水份,焊接时会促使焊缝生成气孔。
2.2 较大的导热系数和比热容 铝的导热系数约为钢的四倍,因此,焊接铝材管时,比钢管焊接要消耗更多的热量,为得到的焊接接头,必需采用能量集中,功率大的热源。
2.3 易形成氢气孔
铝及铝合金的焊接气孔主要氢气孔。铝在液态时能大量吸收和溶解氢,在熔融状态下溶解度为0.0069ml/g,而在高温凝固状态下为0.00036 ml/g,前后相差近20倍。铝的导热系数很大,在相同的焊接工艺条件下,其冷却速度为钢的4~7倍,使金属结晶加快,焊接熔池在快速冷却过程中,氢的溶解度急剧下降,此时析出大量过饱和气体,氢气来不及析出在焊缝金属中形成气孔。因此,在焊接铝材时,焊缝产生气孔的倾向很大。
2.4 易形成热裂纹
铝的线膨胀系数和结晶收缩率比钢大约一倍,易产生较大的焊接变形和应力,加上某些杂质或合金元素的不利影响,在刚性较大的接头中将导致产生裂纹。
2.5 烧穿和塌陷
铝及铝合金由固态转变为液态时.由于没有明显的颜色变化,所以,不易判断熔池的温度。焊接时,常因温度过高不易被察觉而导致烧穿或严重塌陷。 3 焊前准备
焊接要求:
1.持证焊工应按焊接工艺文件和其它文件焊接。
2.在焊接环境出现下列情况之一时,应采取有效防护措施,否则不准施焊:
1) 焊接环境不清洁,有灰尘、烟雾;
2) 焊接环境风速大于或等于1.5m/s;
3) 焊接环境相对湿度大于80%;
4) 下雨、下雪的室外作业;
5) 焊接温度低于5℃;
3.铝材产品焊接设在的场地,场地应铺设橡胶或绒布;焊接时应远离通风口和门窗以避免影响气体保护效果。
4.用手工钨极氩弧焊焊接铝材一般都使用交流,以便产生阴极雾化的作用;熔化极氩弧焊则用直流反接。当由于设备所限采用直流焊接时,焊缝表面一般有一层氧化膜甚至是黑灰,这时可用钢丝刷或抹布擦去。对焊缝表面由于焊剂熔剂残留物或氧化而形成的白色膜可用钢丝刷或抹布醮热水擦去。
5.焊前预热:由于铝材导热性能很强,因此一般手工钨极氩弧焊焊接大于10mm厚度时,焊前都应预热,但不超过100℃,焊时层间温度也不超过100℃。可视具体情况用火焰或远红外线板进行加热。
6.在焊接过程中焊丝的填入点不应位于电弧正下方,而应位于熔池边部,距电弧中心线约0.5~1.0mm处,焊丝填入点不得熔池表面或在电弧下横向摆动,以避免影响母材熔化,破坏气体保护而使金属氧化;焊丝回撤时勿使焊丝未端露体保护区外,以免焊丝未端被氧化后再度送进时随之带入熔池。焊接时若钨极碰到焊缝金属应立即停止焊接,用金属磨头清除污染,并修磨钨极;无论焊前还是焊接过程中,都应先切除焊丝端部已氧化的部分再焊。
7. 一条焊缝应尽量一次焊完,不得已中途停焊后重新焊接时,应重叠10~20 mm。多层焊缝在进行下一道焊缝前,对前道焊缝进行表面颜色检查,只允许银白色;并清除表面污染、夹渣等缺陷。弧坑应填满,接弧处应熔合焊透。一般熄弧采用堆高熄弧法:收弧时匀速抬高电弧,同时加速填充焊丝,直至电弧熄灭,使熄弧处焊缝局部凸出,必要时打磨超标的余高。在焊机上有衰减装置时,此熄弧方法效果更好。
8.A、B类接头焊缝的余高、余高差及宽度差下表 mm:
焊缝位置
焊缝余高
焊缝余高差
焊缝宽度差
钨极氩弧焊
熔化极氩弧焊
手工焊、半自动焊
自动焊、机械化焊
平焊
0~3
0~5
0~2
0~3
0~2
除平焊外的其他焊缝位置
0~4
0~5
0~3
0~3
0~2
9.接管与壳体的D类焊缝当壳体厚度≤12mm时,一般应将壳体扳边对接焊,扳边高度为25~30mm。
10.C、D类接头的焊缝厚度t,在图样上无其他规定时,应不小于组成角焊缝两边构件厚度δ1、δ2较小值的0.7倍,且不应小于3mm,在一般情况下不超过10 mm(按下图);在衬里或复合板复合采用盖板搭接角焊缝时,盖板厚度构成了角焊缝的一侧边长度L2一般较薄,使得焊脚长度受到侧边长度的限制,当L2≤4mm时,应要求t≥0.7 L2。
11.C、D类接头的焊缝与母材应呈圆滑过渡。
12.焊缝和热影响区表面应进行检查,不得有裂纹、未熔合、气孔、弧坑、夹渣和飞溅物等缺陷,焊缝外不应有打弧点。
13.铝材压力容器焊缝表面不应有咬边。常压容器焊缝表面的咬边深度不应大于0.5mm,咬边连续长度不应大于100mm,焊缝两侧咬边的总长度不应超过该焊缝长度的10%。
14.换热器换热管焊接顺序:管板组装(换热管预留长度应不少于4mm,以便后面的机加工);管端及管板清理;一端胀管;焊接一面管板;机加工未焊换热管管端;胀管;管端及管板清理;焊接未焊一面的换热管。焊接时层一般不加丝焊(层是否进行PT或气密性检测按规定),但其它层应加丝焊。
15.铝焊接应注意坡口钝边较大,一般为2~6mm。对有垫板的接头,钝边可适当减小。当铝板较薄时,对接焊都应考虑扳边对接焊,如当≤3mm考虑扳边和不加丝焊。铝焊接可采用双面同时焊,背面加丝或不加丝视具体情况而定。
铝焊丝特性介绍及使用存放说明
1、4043(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:硅。不可以热处理,熔化温度为:574℃~632℃,抗腐蚀能力:B(Gen)A(Sc c ),导电率:42%IACS(-O),密度:2.67克/㎝3,阳极化处理后为灰色。4043铝焊条是目前用途广的焊接材料之一,广泛用于MIG焊及TIG焊。加入硅的作用是增加焊料的流动性,以便于焊接操作。
2、4047(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:硅。不可以热处理,熔化温度为:577℃~582℃,抗腐蚀能力:B(Gen)A(Sc c ),导电率:41%IACS(-O),密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为灰黑色。4047铝焊条是主要被用于铝合金材料的钎焊。
3、5183(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬。不可以热处理,熔化温度为:579℃~638℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),,密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为白色。5183铝焊条于1957年被发明,用于5083及类似的高强度的铝合金材料的焊接,它的焊接强度要5356.
4、5356(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬、钛。不可以热处理,熔化温度为:571℃~635℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),导电率:27%IACS(-H12),密度:2.66克/㎝3,硬度(BHN):105(-H18)阳极化处理后为白色。
5、5556(铝焊条/铝焊丝)特性如下:主要元素合金有:镁、锰、铬、钛。不可以热处理,熔化温度为:570℃~635℃,抗腐蚀能力:A(Gen)A(Sc c ),密度:2.66克/㎝3,阳极化处理后为白色。
现产品已广泛应用于:汽车制造、制冷、化工、造船、自行车、运动、器材、集装箱、空分、航天航空等行业。主要产品形态有铝焊条、铝焊丝、铝焊环、
使用及存放说明:
1、产品拆封后,在保质期内你可以直接施焊,不需要任何焊前处理。产品出厂包装密封条件下可保存二年
以上,拆去包装后在通常大气环境下可保质三个月;
2、产品应置于通风、干燥及酸、碱、油介质隔离的地方存放;
3、产品在运输中应避免摔撞和受潮,以免损坏焊丝盘和影响焊丝质量;
4、焊丝拆去包装后,建议在焊丝上方施加适当的防尘遮盖物;
5、对于超过保质期的焊丝,建议在焊前进行焊丝表面清理;
6、焊接过程中的电弧会你的眼睛,请注意保护。
纯镍焊丝特点
1、具有可焊性,较高的导电性,适宜的线膨胀系数。
2、高温下强度较好,电阻率较低 。
3、熔点高、耐蚀、机械性能好,在热冷状态下都有较好的压力加工性,易除气,适用于无线电、电光源、机械制造、化学工业,是真空电子器件中重要的结构材料。 纯镍丝根据材质可分为N4和N6。