為什么選擇鋁合金作為罐車材料？

為什么選擇鋁合金作為罐車材料？

在傳統(tǒng)觀念中，鋁合金比較輕，但比較軟，強(qiáng)度不高，其實(shí)這是一種誤解，鋁合金在交通工具上的應(yīng)用開始于100多年前，早在1903年，懷特兄弟發(fā)明首架飛機(jī)上的發(fā)動機(jī)上就采用了鋁合金材料，應(yīng)用于航天飛機(jī)、輪船、汽車、火車等等交通工具。通過降低母材在焊接過程中及之后的殘余應(yīng)力水平，也可以用預(yù)熱來起到幫助作用。相比鋼和其他合金而言，鋁合金具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1質(zhì)量輕

鋁的密度低，只有2.7g/cm3，同樣體積的鋁合金幾乎只有鋼的1/3重量。鋁合金在罐車上的應(yīng)用，極大的減輕了其自重。例如，一個45m3的罐車，如果用鋁合金制造，相比鋼材制造來說可以減輕5T的自重。

2耐腐蝕性強(qiáng)

鋁合金有比鋼無法比擬的耐腐蝕性，用鋁合金制造的罐體，內(nèi)部不需要涂任何防護(hù)層就可以運(yùn)輸各種液體或液化氣。這也是為什么像BP、SHELL這些國際石油巨頭強(qiáng)制使用鋁合金罐體運(yùn)輸石油的原因，因?yàn)殇X合金罐體有很好的抗腐蝕性，從而保證油品更清潔。

3可加工性好

鋁作為地殼中含量第三豐富的無素，儲量非常豐富（8.23%）。鋁合金也是除鋼鐵之外第二大廣泛應(yīng)用的金屬，加工藝已經(jīng)非常成熟。MIG、TIG、電阻焊、FSW等焊接方法都可以用來焊接鋁合金。同時，鋁合金也可以進(jìn)行彎曲、沖壓和深拉加工。

鋁合金焊接亞弧焊必備的小技巧知識

1. 根據(jù)工件材質(zhì)規(guī)格選擇焊絲牌號規(guī)格和鎢極牌號：選用焊絲太細(xì)不但生產(chǎn)率低，并且由于比表面積大，相應(yīng)帶入焊縫中的雜質(zhì)也多。

2. 根據(jù)工件特性和焊絲規(guī)格確定鎢極直徑和端部形狀：正確選用鎢極直徑，技能提高生產(chǎn)率又能滿足工藝上的要求和減少鎢極的燒損。鎢極直徑選用過小則使鎢極熔化和蒸發(fā)，或引起電弧不穩(wěn)和焊縫夾鎢等現(xiàn)象出現(xiàn)。鎢極直徑選用過大，在用交流電源焊接時會出現(xiàn)電弧漂移而分散或出現(xiàn)偏弧現(xiàn)象。如果鎢極直徑選用合適，交流焊接時一般端部會熔成圓球形。選用鎢極（一般來說直徑2.4mm用的比較多，它的電流造應(yīng)范圍是150A—250A，鋁例外）。3)焊炬應(yīng)沿焊接方向向上傾斜一定角度，一般與焊件保持60--80°。

鎢極直徑一般應(yīng)等于或大于焊絲直徑，焊接薄工件或熔點(diǎn)低的鋁鎂合金時鎢極直徑略小于焊絲直徑，中厚工件鎢極直徑等于焊絲直徑，厚工件鎢極直徑大于焊絲直徑。

3. 焊接電流：是GTAW重要的參數(shù)，取決于鎢極種類和規(guī)格。電流太小，難以控制焊道成形，容易形成未熔合和未焊透缺陷，同時電流太小造成生產(chǎn)效率降低會浪費(fèi)亞氣。電流太大，容易形成凸瘤和燒穿缺陷，熔池溫度過高時，會出現(xiàn)咬邊、焊道成形不美觀。電流大小要適當(dāng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電流一般為鎢極直徑的30-55倍，交流電源選下限，直流正接選上限，當(dāng)鎢極直徑小于3mm時，從計(jì)算值減去5-10A，當(dāng)鎢極直徑大于4mm時，計(jì)算值再加10-15A。同時還需要注意的是焊接電流不能大于鎢極的許用電流。收弧時，應(yīng)注意每根焊條只剩80～100mm長時，焊條由于過熱，熔化加快，這時滅弧時間應(yīng)增長，使熔池有瞬時凝固，以防高溫熔池運(yùn)條下墜形成焊瘤。

4. 噴嘴直徑：氣體保護(hù)區(qū)的大小與噴嘴直徑相關(guān)的，噴嘴直徑過大，散熱快，焊縫寬，焊速慢影響視線，在保證保護(hù)效果不變的情況下，隨著噴嘴直徑增大氣體流量也必須增大因而造成亞氣浪費(fèi)；為增大亞氣保護(hù)區(qū)和增強(qiáng)保護(hù)效果，可采用大直徑焊槍瓷嘴，加大焊槍亞氣流量。噴嘴直徑過小保護(hù)效果變差，又容易被燒壞，滿足不了大電流焊接要求。根據(jù)鎢極的直徑選用多大的噴嘴，鎢極直徑的2.5—3.5倍是噴嘴的內(nèi)徑D=（2.5—3.5）dw其中D表示噴嘴內(nèi)徑（mm），dw表示鎢極直徑（mm）。

5. 氣體流量：在保證保護(hù)效果良好的前提下盡量減小氣體流量，以降低成本。單流量鈦小，噴出來的氣流挺度差，輕飄無力，容易受外界氣流的干擾，影響保護(hù)效果，同時電弧也不能穩(wěn)定燃燒，焊接中可以看到有氧化物在熔池表面漂移，焊縫發(fā)黑而無光亮。流量太大，不但會浪費(fèi)保護(hù)氣，還會是焊縫冷卻過快，不利于焊縫成形，同時容易形成紊流而卷入空氣，破壞保護(hù)效果。氣體流量Q主要取決于噴嘴直徑和保護(hù)氣體種類，也與被焊金屬的性質(zhì)、焊接速度、坡口形式、鎢極外伸長度和電弧長度有關(guān)。手工焊時可用經(jīng)驗(yàn)公式Q=（0.18-1.2）D計(jì)算，D為噴嘴直徑，單位為mm，Q單位為L/mm。當(dāng)D≥12mm時系數(shù)取1.2，D≤12mm時，系數(shù)取0.8，以達(dá)到挺度基本一直。2、如果需要采用熔化極氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲氣體保護(hù)焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上，進(jìn)行焊接時如果不能正確調(diào)整焊接電流，可能會導(dǎo)致兩種情況：一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流，此時不能將薄金屬蓋焊接到厚鋼管上。

6. 焊接速度：焊接速度取決于工件材質(zhì)和厚度，還應(yīng)與焊接電流和預(yù)熱溫度相配合，以保證熔深和熔寬。

7. 噴嘴與工件間的距離、鎢極外伸和電弧長度：在不影響氣體保護(hù)效果和便于操作的情況下，這些參數(shù)越短越好。

鋁合金焊接、鋁合金TIG焊在焊接時，高脈沖提供大電流值，這是在留間隙的 根部焊接時為完成熔透所需的；熔池溫度過高時可以抬弧，使溫度稍微降低，焊接其余各層時，焊條橫擺并在兩側(cè)做穩(wěn)弧動作。低脈沖可冷卻熔池，這就可防止接頭 根部燒穿。脈沖作用還可以減少向母材的熱輸入，有利于薄鋁件的焊 接。交流鎢極脈沖ya弧焊有加熱速度快、高溫停留時間短、對熔池有 攪拌作用等優(yōu)點(diǎn)，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。交流鎢極脈沖ya弧焊對仰焊、立焊、管子全位置焊、單面焊雙面成形，可以得到較好的焊接效果。

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鋁合金焊接廠明星機(jī)械提醒各位焊工冬季焊接注意事項(xiàng)

(1)焊接預(yù)熱處理。

焊接預(yù)熱處理采用火焰加熱法，焊縫焊接前在施焊焊縫坡口兩側(cè)進(jìn)行，寬度為板厚的1.5倍且不小于100mm。焊縫焊接前將焊縫兩側(cè)的鐵銹、毛刺、泥土、油污及冰雪等清理干凈，以保證焊接質(zhì)量。　　

(2)焊接層溫控制。　

采用氧氣和一炔氣體中性焰加熱方法，焊縫焊接的層間溫度控制在80~200℃范圍內(nèi)，焊接過程中使用紅外測溫儀進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)焊縫焊接溫度低于要求時，立即加熱到規(guī)定要求之后再進(jìn)行焊接，單節(jié)點(diǎn)焊縫應(yīng)連續(xù)焊接完成，不得無故停焊，層間溫度過低或超高時，應(yīng)立即采取補(bǔ)熱、停焊的方法，待層間溫度達(dá)到施焊條件后再進(jìn)行焊縫焊接。如遇特殊情況中途必須停止焊接，應(yīng)立即對焊縫進(jìn)行保溫處理，當(dāng)焊縫再次焊接時需重新對焊縫進(jìn)行加熱，加熱溫度比焊前預(yù)熱溫度相應(yīng)提高20~30℃。金屬焊接中由于搖擺焊采用小電流、快速焊、小規(guī)范、每層較薄的焊接厚度等，所以能夠很好的控制焊接線能量，焊縫高溫區(qū)停留時間較短，熱輸入的降低有效防止了焊縫過熱過燒形成碳化物，有效防止了晶間腐蝕提高了材質(zhì)的耐腐性及機(jī)械性能?！?

(3)冬季焊接焊后加熱處理。

對于厚板焊接或環(huán)境溫度低于零時，填充縫焊接和面層焊接完畢，在自檢外觀質(zhì)量符合要求后，立即實(shí)施焊后后熱過程。對于超厚鋼板、大長焊縫焊接完成時，盡管作業(yè)嚴(yán)格遵循工藝流程，實(shí)施中間再加熱，也不可避免因板厚過大、始端終端焊縫過長、面縫過寬等原因造成的根部與面層、始端與終端、近縫區(qū)與遠(yuǎn)縫區(qū)、水平橫向焊縫下部與上部、H型鋼柱邊翼緣和翼中的溫差。對稱作業(yè)的兩名作業(yè)者由于焊接速度、參數(shù)選擇等不能相同也可能導(dǎo)致溫度差。要消除這些差別，只有通過焊后加熱來完成。因而焊后加熱是焊接工藝中相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，使用烤槍對焊縫區(qū)烘烤，使后熱溫度達(dá)到150℃以上，每25mm板厚不小于0.5h，且總保溫時間不小于1h，并通過紅外測溫儀進(jìn)行恒溫和保溫處理。各種位置的手弧焊操作技術(shù)要掌握好四個動作：A焊條角度，B橫擺動作，C穩(wěn)弧動作，D根據(jù)各種焊接位置選用不同橫向擺動方法?！?

(4)冬季焊接焊后保溫?！?

　在寒冷勁風(fēng)多發(fā)地區(qū)，一切焊前加熱、中間再加熱、后熱等都圍繞著消除驟冷驟熱、消除脹縮不均、延緩冷卻收縮這個質(zhì)保目的，但僅上述措施還不能阻止溫度熱量快速散失，特別是防止邊沿區(qū)域冷卻較縫中部冷卻過快的現(xiàn)象。直接的方法是加蓋保溫性能好、耐高溫的保溫棉，在寒冷地區(qū)，須加蓋至少4~8cm　　厚的保溫棉，在鋼柱接頭焊接部位密封圍護(hù)棚阻止空氣流通，使其緩慢冷卻，達(dá)常溫后，方可除去保溫措施。然而，當(dāng)制造商用鋁材進(jìn)行焊接時，還需要面對一些獨(dú)特挑戰(zhàn)，比如：堅(jiān)韌的氧化層，非常不一樣的合金組合物，需要使用剛性較小的填充金屬絲以及非常干凈的堿金屬。