釬焊接頭間隙的選擇

　　釬焊接頭間隙的大小，與母材和所選用的釬料、釬劑的種類，以及釬焊方法、釬焊溫度和釬料的安置方式均有關(guān)。在釬焊異種金屬接頭時，還應考慮到金屬膨脹系數(shù)的影響。

　　在一定的范圍內(nèi)，減小釬縫間隙可以提高釬縫的致密性。在連續(xù)點焊過程中，電極表面不連續(xù)程度的增加也加劇了電極-工件間局部熔化和飛濺的產(chǎn)生，同時也加劇了銅鋁合金化反應的程度。但釬焊接頭間隙過小，將會因釬料填充困難而使致密性下降；如果間隙過大，將會因縫隙毛細管作用減弱而釬料不能填滿釬縫，使致密性降低?？傊?，釬焊接頭間隙的大小，對釬縫的致密性和強度有著重要的影響。

鋁擠壓型材的幾大優(yōu)點：

   機加工少：由于鋁合金可以擠壓成任何復雜斷面，因此，只要設(shè)計合理，擠壓鋁合金型材材也能很方便地進行組裝，從而減少機加工的需求。有些形狀只有通過擠壓才能獲得，通過其它工藝是無法實現(xiàn)的。在經(jīng)典電影《變形金剛》里，由汽車變身而成的鋼鐵機器人給人們留下了很深的印象。

   鋁擠壓模具成本低：與其它競爭材料的軋制成型、鑄造、鍛造等相比，鋁擠壓的模具成本較低。

   結(jié)構(gòu)：鋁合金擠壓型材可以實現(xiàn)大的結(jié)構(gòu)效率。在需要增加強度的地方就可以使用名型材，在不需要的地方就去掉鋁型材。

   重量輕：擠壓鋁合金型材重量輕，強度高，而且經(jīng)久耐用。鎢極伸出長度過長、電弧過長或不穩(wěn)等，都有可能使得焊縫產(chǎn)生氣孔，造成焊縫質(zhì)量得不到有效的保障。由于鋁和其它競爭材料性能的差異，實現(xiàn)同樣效果的鋁結(jié)構(gòu)的重量只有其它金屬結(jié)構(gòu)的大約一半，而且其它金屬還不易于加工。

   表面處理效果多樣，而且耐腐蝕性能強：通過粉末或電泳涂層設(shè)計者可以實現(xiàn)任何期望的顏色。當然也包括自然銀或者陽極氧化膜

   維護少：鋁是一種自然耐用的金屬，而上述的表面處理更增強了其耐用性。

    鋁合金在航空航天、武qi裝備、軌道運輸、汽車行業(yè)、建筑、電子電力等領(lǐng)域都有廣泛的應用。

   目前我國鋁加工業(yè)行業(yè)發(fā)展形勢低迷，低端產(chǎn)品過剩、產(chǎn)品不足。雖然如此，但是我國仍具備巨大的鋁消費需求。

    發(fā)展趨勢：

   ①汽車輕量化的深入推進，持續(xù)擴大鋁應用范圍。

    ②產(chǎn)能合作是我國輸出電解鋁產(chǎn)能的一條新舉措。我國電解鋁產(chǎn)能十分富余，但是世界上仍有其他一些國家電解鋁工業(yè)欠發(fā)達或是沒有電解鋁產(chǎn)能，將電解鋁產(chǎn)能向這些國家轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)產(chǎn)能合作或?qū)崿F(xiàn)共贏局面。

    ③對于鋁企來說，需要優(yōu)化自身管理機制，進行相應的體制改革。重要的是不斷優(yōu)化自身產(chǎn)品性能，持續(xù)創(chuàng)新，用品質(zhì)說話。

鋁及鋁合金的mig焊焊接性良好，如能控制好焊接氣孔缺陷，便可用于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、鋅等合金元素后，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(jié)構(gòu)中應用廣的鋁合金材料。即使用TIG焊也不能有效地去除其水分，因而使得鋁鎂合金焊接氣孔在所難免，這在實際的操作當中，應該引起重視。特別是機械行業(yè)的空分設(shè)備，屬深冷技術(shù)產(chǎn)品，主要的塔體容器均采用鋁鎂合金，如5083-h112，其抗拉強度rm可達270～275 mpa。鋁鎂合金也廣泛用于石化產(chǎn)品中，較之不銹鋼在比強度和性價比上有較大優(yōu)勢，已在空分和石化設(shè)備中廣泛使用。以前鋁合金的焊接大都采用手工操作，如手工ya弧焊，但隨著產(chǎn)品設(shè)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，因鋁合金的導熱系數(shù)、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(nèi)部，因此焊接時比鋼要消耗更多的熱量。為獲得高質(zhì)量的焊接接頭，必須采用能量集中、功率大的熱源，使焊槍鎢棒容易燒損，需采用預熱，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，可采用自動mig焊焊接，但如石化產(chǎn)品，往往是壓力高，直徑小，壁厚（30 mm以上）及經(jīng)過壓制的厚壁容器封頭（因要壓制不宜采用焊接功率大的自動mig焊），采用熔化極半自動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(chǎn)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(qū)域在惰性氣體ya或氦的保護下，有效地阻止周圍環(huán)境空氣的有害作用。具體操作可采用先焊管的一端，而后再焊另一端的角焊縫，最后采用中間填充。用焊絲作為電極，用ya氣作為保護氣體，電源采用直流反接，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(yōu)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(yōu)勢。但由于鋁及鋁合金對焊接氣孔特別敏感，尤其在使用雜質(zhì)含量較多的國產(chǎn)焊絲，故用于壓力容器的a，b類承壓焊縫時有一定的困難。為此筆者成立攻關(guān)組，經(jīng)過反復試驗和研討，終于使問題迎刃而解，并順利應用到產(chǎn)品中。

　　2.2 氣孔產(chǎn)生機理及解決措施

　　熔化極半自動ya弧焊焊接時產(chǎn)生的缺陷主要是氣孔，而氣孔生成機理是很復雜的。焊件坡口周圍需要進行清洗工作，在焊接操作范圍內(nèi)一般采用鋼絲刷焊件表面的污垢和氧化膜，必要的時候采用冰酮清洗，直至污垢和氧化膜消除，為焊接創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。由于鋁與氧的親和力很大，在空氣中極易與氧結(jié)合生成致密結(jié)實的al2o3薄膜，這層氧化膜還會吸附水份。而產(chǎn)生氣孔的重要因素是氫，屬氫致擴散氣孔，由于鋁及鋁合金的物理本質(zhì)特征，使得它們在液態(tài)時可溶解相當量的氫，而在固態(tài)時幾乎不能溶解，因此在熔池的結(jié)晶和冷卻過程中氫無法及時逸出，而殘留在焊縫內(nèi)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(qū)的清理工作完善與否是控制焊接氣孔的基礎(chǔ)，母材坡口及其兩側(cè)以及焊絲必須去油、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(qū)須進行預熱，預熱溫度一般在100 ℃左右；工件壁厚較大時以采用多層焊或多層多道焊為宜；宜選用雜質(zhì)盡可能少的焊絲（進口焊絲常優(yōu)于國產(chǎn)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弧焊在條件允許范圍內(nèi)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(huán)焊縫和須經(jīng)壓制的封頭縱焊縫的焊接，經(jīng)無損檢測可以達到j(luò)b/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(jīng)100%著色檢測，可以達到j(luò)b/t 4730.5―2005i的要求，在受壓件與非受壓件間的結(jié)構(gòu)件角焊縫的焊接，更有著其明顯的優(yōu)勢，效率可提高2倍以上。（2）開其他形式坡口對接立焊時，焊縫常采用斷焊焊、擺幅不大的月牙型、三角形運條焊接。必須指出，除了設(shè)計恰當焊接坡口，選擇已經(jīng)驗證的合理焊接參數(shù)以外，選擇含雜質(zhì)較少的適配焊絲、適當預熱和焊接區(qū)的充分清理都是減少及至杜絕氣孔的有較手段。