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大型铝罐 体与小口径铝管接头的焊接

文字:[大][中][小] 2016/10/21    浏览次数:1440    

  本文在分 析二次焊接失败原因的基础上,针对铝罐 体与铝管接头的焊接特点,制定了合 理的焊接工艺和焊接参数,以及施焊 时应注意的问题,施焊获得成功。

  某化工厂 一台大型铝罐(储存硫酸60t)有一小口 径铝管接头需要更换, 见图1,但由于铝罐体积大、铝板较厚(δ=20mm),而更换的 铝管接头管径细且薄(Φ=38mm×6mm),施焊十分困难,成了焊接棘手难题。

  1前两次焊 接失败的原因分析

  该罐体(已按要求,彻底清洗干净)铝管接头 先后请人焊过两次,都没有成功,经分析有以下原因:①纯铝熔点为658℃,但又有较 高的热容量和熔化潜热,散热比较快,因此在熔 化时所需要的热量也较高;②罐体的铝板较厚,而铝管壁厚相对较薄,施焊时罐 体一侧焊接热量吸收、散热较快,在其还没 有达到熔化温度时,而铝管一 侧已经熔化了,甚至烧塌,是造成焊 接困难的主要原因;③铝和氧的亲和力强,因此焊接时间越长,生成的氧化膜越多、越厚,也易产生 未熔合或熔合不良等焊接缺陷。

  提高罐体 一侧的焊接温度,使罐体与 铝管接头焊接温度达到平衡,做到同时熔化,并与焊丝熔化良好,才能形成 质量好的焊缝,同时在保 证熔合良好的情况下,运用熟练 而精湛的焊接操作技能,并尽力提 高焊接速度也是保证焊接质量的关键。

  2焊前准备

  2.1  选用WSE-500型方波交 直流氩弧焊机,交流施焊。

  2.2  选用抗裂性较好的Φ3mm丝311铝硅焊丝。

  2.3  氩气纯度应≥99.99%。

  2.4  用角向磨 光机将罐体接口处与铝管插入处氧化层打磨干净,露出金属光泽。所用焊丝 也要经细砂布擦拭,并用干净 白棉布擦拭干净,待用。

  3施焊

  3.1  预热

  在铝罐体接口周围200mm处用氧-乙炔火焰加热,加热的温度250~300℃, 判断温度的办法是:在铝件表 面预热处用黑色铅笔划几道,当铅笔的 线条颜色与铝表面的颜色相近时,说明预热 温度已基本达到,立即将铝管插入, 对好尺寸 从管接头的底部直接进行焊接(为加快焊接速度,不用定位焊), 同时用氧-乙炔火焰继续预热,防止预热温度下降,直到整个 焊缝焊完为止。

  3.2  焊接参数

  焊接层次为2层3道焊缝,见图2, 各焊道焊 接参数见附表。

  焊接第1层(第1道)焊缝时,从管接口的“6点”处(仰焊位)起弧, 焊枪喷嘴的角度为40°~45°,详见图3。

  焊接过程 中基本保持这一角度。形成熔池后,焊枪要轻微左右摆动,并及时在 熔池的边沿填送焊丝,当看到焊 丝与罐体及铝管的夹角熔合良好时,就应及时退出焊丝,焊枪要往前跟进,形成一个熔池,再恢复上述动作,即再熔化→焊枪后移→填丝→退丝→焊枪前移……就这样一 个熔池压一个熔池往上焊接,完成半圈的焊接, 后半圈的 焊接与前述一样,需要强调的是:①焊接中不管是填丝、退丝,焊丝的端 头应始终在氩气保护氛围内;②焊枪喷嘴 的角度应随管的曲率变化而变化,熄弧、引弧均不能抬起焊枪, 保护熔池,不受外界空气的侵入,防止气孔产生;③施焊时,要注意观 察熔池形状和温度,及时填送焊丝,与焊枪运 动要配合默契,方能获得成形良好、无气孔、熔合良好的焊道;④在保证熔 合良好的情况下,焊接速度应尽量快;⑤接头时,焊枪应往后10 mm处引弧,待焊道熔化,形成熔池后, 再前移焊枪,填送焊丝,防止未熔合现象发生。

  第1层焊缝焊完后,第2层第2、3 道焊缝就 相对容易一些。施焊时焊 枪角度与焊接第一层第1道时基本一样,但值得注 意的是焊接第2道焊缝时,要着重铝管与第1道焊缝熔合好,焊第3道焊缝时要着重第2道焊缝与 铝罐本体的熔合良好,特别要提醒的是第2道与第3道焊缝中 间要搭接过渡好,才能促使 外观成形良好,保证焊接质量。还要强调 的是不论哪一道的焊接,都要防止“打钨”现象的发生,如有发生 必须及时清理,并更换钨 极或修磨钨极端头后,方能进行继续焊接,同时不管哪一道焊缝,出现“焊接费劲”(不熔合现象)时,说明预热温度已低,要待预热温度上升后,再继续施焊,否则就会“夹生”,造成未熔 合缺陷的发生。

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