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(lèi)，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(shí)，還應(yīng)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(diǎn)焊過(guò)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(shí)也加劇了銅鋁合金化反應(yīng)的程度。但釬焊接頭間隙過(guò)小，將會(huì)因釬料填充困難而使致密性下降；如果間隙過(guò)大，將會(huì)因縫隙毛細(xì)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(duì)釬縫的致密性和強(qiáng)度有著重要的影響。

鋁擠壓型材的幾大優(yōu)點(diǎn)：

   機(jī)加工少：由于鋁合金可以擠壓成任何復(fù)雜斷面，因此，只要設(shè)計(jì)合理，擠壓鋁合金型材材也能很方便地進(jìn)行組裝，從而減少機(jī)加工的需求。有些形狀只有通過(guò)擠壓才能獲得，通過(guò)其它工藝是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。在經(jīng)典電影《變形金剛》里，由汽車(chē)變身而成的鋼鐵機(jī)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(jìng)爭(zhēng)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(shí)現(xiàn)大的結(jié)構(gòu)效率。在需要增加強(qiáng)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(qiáng)度高，而且經(jīng)久耐用。鎢極伸出長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)、電弧過(guò)長(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)材料性能的差異，實(shí)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(qiáng)：通過(guò)粉末或電泳涂層設(shè)計(jì)者可以實(shí)現(xiàn)任何期望的顏色。當(dāng)然也包括自然銀或者陽(yáng)極氧化膜

   維護(hù)少：鋁是一種自然耐用的金屬，而上述的表面處理更增強(qiáng)了其耐用性。

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

   目前我國(guó)鋁加工業(yè)行業(yè)發(fā)展形勢(shì)低迷，低端產(chǎn)品過(guò)剩、產(chǎn)品不足。雖然如此，但是我國(guó)仍具備巨大的鋁消費(fèi)需求。

    發(fā)展趨勢(shì)：

   ①汽車(chē)輕量化的深入推進(jìn)，持續(xù)擴(kuò)大鋁應(yīng)用范圍。

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

    ③對(duì)于鋁企來(lái)說(shuō)，需要優(yōu)化自身管理機(jī)制，進(jìn)行相應(yīng)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(shuō)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(xué)活潑性強(qiáng)，與空氣接觸時(shí)，會(huì)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(diǎn)是強(qiáng)度中等，塑性及耐蝕性好，故通常稱(chēng)為防銹鋁，焊接性好，是目前鋁合金焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)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(shí)際的操作當(dāng)中，應(yīng)該引起重視。特別是機(jī)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(qiáng)度rm可達(dá)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(qiáng)度和性?xún)r(jià)比上有較大優(yōu)勢(shì)，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(lái)越大，越來(lái)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(dǎo)熱系數(shù)、比熱容等都很大，約比鋼大一倍多，在焊接過(guò)程中大量的熱能被迅速傳導(dǎo)到母材內(nèi)部，因此焊接時(shí)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(yù)熱，甚至需邊焊邊熱等工藝措施，給焊接時(shí)帶來(lái)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(dòng)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(guò)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(dòng)mig焊），采用熔化極半自動(dòng)ya弧焊可以彌補(bǔ)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(dòng)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(guò)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(hù)下，有效地阻止周?chē)h(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(hù)氣體，電源采用直流反接，使熱量集中，但電弧功率又沒(méi)有自動(dòng)mig焊的大。熔化極半自動(dòng)ya弧焊有很多優(yōu)點(diǎn)，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(shì)。但由于鋁及鋁合金對(duì)焊接氣孔特別敏感，尤其在使用雜質(zhì)含量較多的國(guó)產(chǎn)焊絲，故用于壓力容器的a，b類(lèi)承壓焊縫時(shí)有一定的困難。為此筆者成立攻關(guān)組，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和研討，終于使問(wèn)題迎刃而解，并順利應(yīng)用到產(chǎn)品中。

　　2.2 氣孔產(chǎn)生機(jī)理及解決措施

　　熔化極半自動(dòng)ya弧焊焊接時(shí)產(chǎn)生的缺陷主要是氣孔，而氣孔生成機(jī)理是很復(fù)雜的。焊件坡口周?chē)枰M(jìn)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(shí)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(shí)的al2o3薄膜，這層氧化膜還會(huì)吸附水份。而產(chǎn)生氣孔的重要因素是氫，屬氫致擴(kuò)散氣孔，由于鋁及鋁合金的物理本質(zhì)特征，使得它們?cè)谝簯B(tài)時(shí)可溶解相當(dāng)量的氫，而在固態(tài)時(shí)幾乎不能溶解，因此在熔池的結(jié)晶和冷卻過(guò)程中氫無(wú)法及時(shí)逸出，而殘留在焊縫內(nèi)形成氣孔。

　　2.2.1 氫的來(lái)源

　　氫的來(lái)源有以下幾個(gè)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(hù)條件不完善時(shí)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(duì)濕度宜控制在70%以下，空氣相對(duì)濕度較高以及工件壁厚較大時(shí)，焊前在焊接區(qū)須進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般在100 ℃左右；工件壁厚較大時(shí)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(jìn)口焊絲常優(yōu)于國(guó)產(chǎn)焊絲，如牌號(hào)為5083母材，可選用er5183，1.6 mm焊絲）和≥99.99%的高純亞作為保護(hù)氣體。熔化極半自動(dòng)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(wú)損檢測(cè)可以達(dá)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(cè)，可以達(dá)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(shì)，效率可提高2倍以上。（2）開(kāi)其他形式坡口對(duì)接立焊時(shí)，焊縫常采用斷焊焊、擺幅不大的月牙型、三角形運(yùn)條焊接。必須指出，除了設(shè)計(jì)恰當(dāng)焊接坡口，選擇已經(jīng)驗(yàn)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(dāng)預(yù)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。