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一、鋁合金罐車焊接方案選擇:
1.1、材 質(zhì) :鋁鎂合金5083;或純鋁 1010
1.2、板 厚 :6~ 10mm
1.3、罐體焊縫形式示意如圖所示。
圖一 鋁罐體焊縫示意圖
對接接頭:縱縫 1AI、2AI等和環(huán)縫 B1、B2、B3等;
坡口:60--70°;
角接接頭:人孔 D1、法蘭、接管 D2等;
罐內(nèi)防波板角焊縫
縱縫(圖示AI)由 FastMig Pulse脈沖自動拼板焊接專機焊接;
環(huán)縫(圖示B)筒體在滾輪架上轉(zhuǎn)動,由 FastMig Pulse脈沖自動焊接專機焊接;
防浪板角接由 FastMig Pulse配置 SuperSnake 10m 進行焊機焊接;
接管、人孔(圖示D1)及法蘭的焊縫由 MasterTig 2300 / 3003 ACDC交流Tig焊機進行焊接;
氣體選擇:百/分之99.99Ar 氬氣;
焊材:Ф1.2mm 5183 或 5356焊絲。
1.4、接頭形式 :對接接頭(縱縫1AI、2AI等和環(huán)縫B1、B2、B3等),開坡口:60--70°;角接接頭(人孔D1、法蘭、接管D2等);罐內(nèi)防波板角焊縫等等。
1.5、裝配焊接工藝:
1.5.1 縱縫(圖中AI焊縫)由脈沖MIG自動拼板焊接專機焊接(簡易的也可將MIG焊槍固定在行走小車上,軌道直線焊接);
1.5.2 環(huán)縫(圖中B焊縫)在滾輪架上,筒體轉(zhuǎn)動焊接完成。
1.5.3 縱縫和環(huán)縫都是雙面焊接,正面焊完,背面機械清根(電動圓盤銑刀清根)后封底焊接,探傷合格率達到百/分之96以上。
1.5.4 防波板角接接頭由手工半自動MIG焊接完成;接管和人孔及法蘭的焊縫由交流鎢極氬弧焊(交流TIG)焊接完成。
1.6、焊材選擇 :
1.6.1 鋁鎂罐體,選用焊絲牌號:5183 或5356 (S331), 絲徑 :Ф1.2
1.6.2 純鋁罐體焊接 用1100 (S301)純鋁焊絲, 絲徑 :Ф1.6
1.6.3 保護氣體 :百/分之99.99Ar高.純度氬氣。
1.7、焊接電源 :FastMIG? Pulse 350 / 450 –焊接系統(tǒng)
1.7.1 FastMig Pulse 是一款全數(shù)字智能脈沖焊接系統(tǒng), 具備一元化和脈沖 MIG/MAG功能及手工電弧焊
1.7.2 焊接系統(tǒng)無論硬件/軟件的模塊設(shè)計理念,更加方便用戶選擇及配置所需要的焊接系統(tǒng)。
1.7.3 350 和 450A的額定電流能夠勝任高/效的生產(chǎn)效率.。
1.7.4 焊接電源百/分之100暫載率的電流分別為330/380A, 保證用戶的焊接持續(xù)性。
1.7.5 FastMig 脈沖焊接系統(tǒng) 的高 效, 便捷及安.全性, 適用于各種生產(chǎn)環(huán)境。
1.7.6 焊接程序軟件的可選擇性設(shè)計,更加方便用戶針對實際工藝需求選擇應(yīng)用。
1.7.7 FastMig 脈沖焊接系統(tǒng)為用戶提供能量、穩(wěn)定、選擇和效率
1.8、工藝參數(shù) :
1.8.1 焊接規(guī)范主要影響熔池在高溫的停留時間,從而對氫的溶入時間和析出時間產(chǎn)生影響。
1. 8.2 TIG焊時,采用小線能量,較大的規(guī)范,高的焊速,減少熔池存在時間,減小氫的溶入;采用 水冷焊槍;焊絲直徑:Ф2.4或Ф3.2。 焊接電流:150—260A; 適合于鋁合金小結(jié)構(gòu)件的焊接。
1.8.3 MIG焊時,焊絲氧化膜的影響更為顯著,不能通過減少熔池時間來防止氫向熔池的溶入,所以通過降低焊速和提高焊接線能量來增加溶池存在時間,有利于減少焊縫中的氣孔。
1.9、鎢極氬弧焊電源:MasterTIG MLS? ACDC焊機
1.9.1 焊機特點:
AC/DC MIX TIG
混合AC和DC形成一種新的電流類型
AC波形可選正弦波/方波
1.9.2焊機應(yīng)用:
鋁或鋁合金焊接
薄板與厚板焊接
大熔深
焊縫上魚鱗紋更均勻,更密
減少AC TIG電弧噪音
二、鋁及鋁合金的焊接技術(shù)難點:
(1)鋁極易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1~0.2μm),熔點高(約2050℃),遠遠超過鋁和鋁合金的熔點(約660℃左右)。氧化鋁的密度3.95~4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍。氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時,它阻礙基本金屬的熔合,極易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)容易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,由于液態(tài)鋁可熔解大量的氫,而固態(tài)鋁卻幾乎不溶解氫。因此,當(dāng)熔池金屬快速冷卻與凝固時,氫來不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。
氫氣孔目前難以完全避免,氫的來源很多,有電弧氣氛中的氫、鋁板、焊絲表面吸附空氣中的水分等等,只能將氣孔抑制到一定程度。
氬氣要達到GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求,純度百/分之99·99以上。但當(dāng)水分含量≥20ppm時,會出現(xiàn)大量的密集氣孔。空氣相對濕度超過百/分之80,焊縫明顯出現(xiàn)密集氣孔,X光射線拍片為不合格。
(3)焊接變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形和內(nèi)應(yīng)力,對剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
(4)鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm·s·℃),約為鋼的4倍。因此焊接鋁及鋁合金時,比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發(fā)和燒損。鋁合金中含有低沸點的合金元素(如鎂、鋅和錳等)在高溫電弧作用下。極易蒸發(fā)燒損,從而改變了焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫時強度和塑性低。高溫時鋁的強度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形。有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
(7)無色澤變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時,無明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度。
(8)鋁材下料避免碰撞或劃傷,封頭等零件zui好用冷壓成型。
三、鋁罐車焊接及檢驗工藝要點:
3.1、焊前用化學(xué)或機械的方法,嚴(yán)格清理焊縫坡口兩側(cè)的表面氧化膜:
A、化學(xué)清洗是使用堿和酸清洗工件表面,該法既可去除氧化膜,還可以除油污,具體工藝過程如下:
體積分數(shù)為百/分之6~10的氫氧化鈉溶液,在70℃左右浸泡0.5min→水洗→體積分數(shù)為百/分之15的硝酸在常溫下浸泡1min進行中和處理→水洗→溫水洗→干燥。洗好后的鋁表面為無光澤的銀白色。
B.機械清理可以采用風(fēng)動或電動銑刀,還可以采用刮刀、銼刀等工具。對于較薄的氧化膜也可用0.25mm的銅絲刷打磨清/除氧化膜。
C、清理后zui好立即施焊,如果停放時間超過4h,應(yīng)重新清理。
D、對于焊絲清理更為重要。焊絲的供應(yīng)狀態(tài)應(yīng)是清理干凈和經(jīng)光亮處理的盤絲焊絲,通常采用塑料袋密封包裝。每當(dāng)開封后應(yīng)盡快用完。否則污染的焊絲難以再用。
3.2、裝配定位焊要牢固;焊接中厚板工件時,為了減少變形,應(yīng)采取預(yù)熱措施,一般應(yīng)在夾具中焊接。
3.3焊工經(jīng)過嚴(yán)格的操作技能培訓(xùn),掌握鋁MIG焊和TIG焊的技術(shù)要領(lǐng)。
3.4、焊后外觀檢查:按TB/T1580 JB/T7949
3.5、X光射線: 按GB/T2245
3.6、力學(xué)性能試驗:拉伸試驗按GB/T168650 彎曲試驗按GB/T14452
3.7、所有對接接頭均經(jīng)X光射線拍片達到Ⅰ級、Ⅱ級片。
3.8、焊接接頭強度:
8.1 5083屬于非熱處理強化型鋁合金,焊接后的軟.化程度較低。
8. 2 6061 6082熱處理強化型鋁合金焊后接頭強度的軟.化程度比較嚴(yán)重,強度只有原材料的百/分之70左右。焊接熱影響區(qū)(HAZ)是接頭的薄弱環(huán)節(jié)。
3.9、鋁合金母材和焊絲的化學(xué)成分及機械性能見表一。
3.10、鋁合金母材和焊絲多種組合的焊接接頭力學(xué)性能見表二。
表一 鋁合金的化學(xué)成分(百/分之)及機械性能:
表二 母材和焊絲多種組合的力學(xué)性能試驗結(jié)果:
四、鋁合金材料焊前保管時的注意事項注:
由于鋁合金耐蝕性較差,而且與鋼相比硬度低,容易產(chǎn)生劃傷,所以在存放過程中必/須注意以下幾點:
1、 不同材質(zhì)、不同型號、不同尺寸的材料一定要進行標(biāo)記,分別存放。
2、 存放環(huán)境一定要干燥,空氣濕度大時,容易在材料表面結(jié)露,材料表面溫度低時,空氣中的水汽會在表面結(jié)露,所以環(huán)境溫度一定要高于露點溫度。
3、 材料不能直接放在地板上,一定要用枕木架起。
4、 材料保管時不能與鐵粉以及其它金屬粉塵接觸。
5、 材料表面要用中性的干燥紙、聚乙烯板,廢棄的鋁板等覆蓋。
6、 取放材料時,要戴干凈的手套,不能用手直接拿取。
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