鋁管焊接原理質量材質上乘「在線咨詢」

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？

在傳統觀念中，鋁合金比較輕，但比較軟，強度不高，其實這是一種誤解，鋁合金在交通工具上的應用開始于100多年前，早在1903年，懷特兄弟發明首架飛機上的發動機上就采用了鋁合金材料，應用于航天飛機、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力水平，也可以用預熱來起到幫助作用。相比鋼和其他合金而言，鋁合金具有如下優點：

1質量輕

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

鋁合金有比鋼無法比擬的耐腐蝕性，用鋁合金制造的罐體，內部不需要涂任何防護層就可以運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制使用鋁合金罐體運輸石油的原因，因為鋁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用的金屬，加工藝已經非常成熟。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. 根據工件材質規格選擇焊絲牌號規格和鎢極牌號：選用焊絲太細不但生產率低，并且由于比表面積大，相應帶入焊縫中的雜質也多。

2. 根據工件特性和焊絲規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，或引起電弧不穩和焊縫夾鎢等現象出現。鎢極直徑選用過大，在用交流電源焊接時會出現電弧漂移而分散或出現偏弧現象。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，它的電流造應范圍是150A—250A，鋁例外）。3)焊炬應沿焊接方向向上傾斜一定角度，一般與焊件保持60--80°。

鎢極直徑一般應等于或大于焊絲直徑，焊接薄工件或熔點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，取決于鎢極種類和規格。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效率降低會浪費亞氣。電流太大，容易形成凸瘤和燒穿缺陷，熔池溫度過高時，會出現咬邊、焊道成形不美觀。電流大小要適當，根據經驗，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，當鎢極直徑小于3mm時，從計算值減去5-10A，當鎢極直徑大于4mm時，計算值再加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，這時滅弧時間應增長，使熔池有瞬時凝固，以防高溫熔池運條下墜形成焊瘤。

4. 噴嘴直徑：氣體保護區的大小與噴嘴直徑相關的，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；為增大亞氣保護區和增強保護效果，可采用大直徑焊槍瓷嘴，加大焊槍亞氣流量。噴嘴直徑過小保護效果變差，又容易被燒壞，滿足不了大電流焊接要求。根據鎢極的直徑選用多大的噴嘴，鎢極直徑的2.5—3.5倍是噴嘴的內徑D=（2.5—3.5）dw其中D表示噴嘴內徑（mm），dw表示鎢極直徑（mm）。

5. 氣體流量：在保證保護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，影響保護效果，同時電弧也不能穩定燃燒，焊接中可以看到有氧化物在熔池表面漂移，焊縫發黑而無光亮。流量太大，不但會浪費保護氣，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，破壞保護效果。氣體流量Q主要取決于噴嘴直徑和保護氣體種類，也與被焊金屬的性質、焊接速度、坡口形式、鎢極外伸長度和電弧長度有關。手工焊時可用經驗公式Q=（0.18-1.2）D計算，D為噴嘴直徑，單位為mm，Q單位為L/mm。當D≥12mm時系數取1.2，D≤12mm時，系數取0.8，以達到挺度基本一直。2、如果需要采用熔化極氣體保護焊或藥芯焊絲氣體保護焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上，進行焊接時如果不能正確調整焊接電流，可能會導致兩種情況：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和厚度，還應與焊接電流和預熱溫度相配合，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：在不影響氣體保護效果和便于操作的情況下，這些參數越短越好。

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，焊條橫擺并在兩側做穩弧動作。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 攪拌作用等優點，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械提醒各位焊工冬季焊接注意事項

(1)焊接預熱處理。

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

(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，焊接過程中使用紅外測溫儀進行監控，當焊縫焊接溫度低于要求時，立即加熱到規定要求之后再進行焊接，單節點焊縫應連續焊接完成，不得無故停焊，層間溫度過低或超高時，應立即采取補熱、停焊的方法，待層間溫度達到施焊條件后再進行焊縫焊接。如遇特殊情況中途必須停止焊接，應立即對焊縫進行保溫處理，當焊縫再次焊接時需重新對焊縫進行加熱，加熱溫度比焊前預熱溫度相應提高20~30℃。金屬焊接中由于搖擺焊采用小電流、快速焊、小規范、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的耐腐性及機械性能。　

(3)冬季焊接焊后加熱處理。

對于厚板焊接或環境溫度低于零時，填充縫焊接和面層焊接完畢，在自檢外觀質量符合要求后，立即實施焊后后熱過程。對于超厚鋼板、大長焊縫焊接完成時，盡管作業嚴格遵循工藝流程，實施中間再加熱，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、近縫區與遠縫區、水平橫向焊縫下部與上部、H型鋼柱邊翼緣和翼中的溫差。對稱作業的兩名作業者由于焊接速度、參數選擇等不能相同也可能導致溫度差。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重要的環節，使用烤槍對焊縫區烘烤，使后熱溫度達到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行恒溫和保溫處理。各種位置的手弧焊操作技術要掌握好四個動作：A焊條角度，B橫擺動作，C穩弧動作，D根據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。　

　在寒冷勁風多發地區，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，特別是防止邊沿區域冷卻較縫中部冷卻過快的現象。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，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棚阻止空氣流通，使其緩慢冷卻，達常溫后，方可除去保溫措施。然而，當制造商用鋁材進行焊接時，還需要面對一些獨特挑戰，比如：堅韌的氧化層，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。