论文部分内容阅读
摘要： 针对铝镁合金焊接特点，制定相应的焊接工艺方法，解决焊接过程中容易出现的缺陷，提高一次焊接合格率。
关键词：铝镁合金焊接
中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：
引 言第十一届中石油集团公司电焊工职业技能竞赛落下帷幕，我公司选派2名选手参加决赛阶段的比赛，通过理论加实际三个模块试题的操作竞赛，取得了两名铜牌的优异成绩。本篇文章主要介绍了焊接实操第二个模块考试项目-铝镁合金管结构焊接的技术要点，希望与各位读者进行经验交流。
正文
铝镁合金焊接特点：
铝镁合金具有较高的机械性能，抗腐蚀，耐低温，塑性好，质轻、价廉等优点，所以在低温管道中被广泛采用。虽然铝镁合金有以上诸多优点，但它的可焊性与黑色金属的可焊性相比，较难掌握。其主要原因是：
1.与氧元素有亲和力，在空气中易形成熔点高达2050℃的Al203薄膜和高达2500℃的Mg0薄膜，从而易使焊缝中产生氧化物夹杂、未熔合、气孔等缺陷。
2.形成的氧化膜熔化时没有颜色区分，很难观察到熔化程度，甚至形成大量凸凹现象，破坏焊缝金属的形成。
3.熔点低，仅约600℃，易熔化，熔化潜热大，导热率高，局部加热困难，易造成不熔合现象和翘曲变形。焊接时必须采用能量集中、功率大的电源。
4.氧化膜易吸收气体、水分，高温时能强烈地溶解氢。冷却时氢的溶解度急剧下降，冷速快，不利于气泡的逸出而形成气孔。
焊工操作要求及要点：
１．技能競赛项目：
图1 铝镁合金板／管结构
图2铝合金板/管结构
２．焊接设备选型：选用的是山东奥太电气有限公司的WSME-315(Ⅱ) 此焊机操作方便，焊接参数可精确预置；交流频率，清洁宽度可分别独立调节，适应不同铝材的焊接工艺要求；同时引弧容易、电弧稳定，熔池易控制。
３.保护气选择：氩气纯度不低于99.99%。
4.焊接参数选择：
5.焊接操作要点
定位点焊长度10～15mm，不要点透。
引弧：开始焊接或隔一段时间在焊接时，引弧前要先打开氩气，保持流通10～20s以排除空气，并利用氩气流带走附着在导气管内壁上的水分。然后，找准引弧点，在坡口上把电弧引燃，电弧长度约为2～3mm.
收弧：焊接中断或结束时，为防止产生弧坑裂纹或缩孔，收弧处要多填一些金属，然后再使焊接电流逐渐衰减，断弧后，氩气要持续5～8s，以防止钨极氧化。
打底电流：前半圈150A～160A，后半圈140A～150A；盖面：前半圈140A～130A，后半圈130～125.
打底：由于不能充氩，所以只能对死口，而铝的熔池不易观察，所以，打底时，当感觉到熔池“下沉”时，后面就会形成焊缝。温度太高的话，会明显感觉到焊缝往里塌，容易引起内部上咬边、余高大于通球所规定的高度。焊接时，以上坡口为基准，起弧5mm～10mm上下前后稍微摆动，保证熔宽、达到温度。接头之前，用半圆挫或锯条挫薄（大概挫10mm～15mm）之后，用毛刷刷干净，便于接头以及防止因收弧处不当而产生缺陷。
焊接操作过程中应注意保持焊枪、焊丝、焊件部分三者之间的空间位置，焊枪与工件表面的距离8～10mm，焊丝与焊件之间的夹角一般为10～20度，焊枪与焊件之间尽量保持垂直，钨极伸出喷嘴一般为5mm.
打完底时，要用不锈钢丝（或钢丝刷）清理表面氧化膜，对影响盖面质量的过高焊肉、弧坑和其它缺陷用锉刀锉去。
盖面：将起弧电流调到比正常焊接电流大5个，温度达到理想焊接温度时，使用正常焊接电流。打完底之后，尽量用圆挫找到一样宽，然后以上坡口为基准。送丝点据上坡口三分之一处，起弧5～10都轻微摆动，保证焊缝宽度以及温度，之后可以不摆动。注意事项，送丝速度要快（这样焊丝不易被氧化，焊完之后焊缝美观，且不易出现焊接缺陷），焊枪要垂直（若偏的话焊丝会氧化，易出现缺陷）。
输送焊丝和焊枪的运行速度要配和好，一般采用快送少加丝的填丝方法，焊丝的端部要始终处于氩气的保护范围之内，防止氧化膜形成。
焊接过程中，如不慎将焊丝触及电极或电极触及工件，会使熔池附近氧化发黑，对此应立即熄弧，将氧化发黑的地方清理干净。
6.铝镁合金焊接主要缺陷分析
⑴气孔分析
①材料本身特性；②氧化膜中水分的影响；③吸附在母体金属和焊丝表面上的油污及水分，输送氩气管路中所吸附的冷凝水是产生气孔的氢的主要来源之一；④焊接参数选择不当也极易引起气孔；⑤操作手法不当；⑦氩气纯度低、杂质多。
预防措施
①彻底清理焊件及焊丝表面的氧化膜及油污;因为不能充氩，所以组对不要留间隙。
②选择合适的参数，一般采用较大的焊接电流和较快的焊接速度；
⑵未焊透分析
①使用电流小，弧长过长，焊接速度相对过快。
②焊接散热速度过快，使得熔池存在时间短，以致填充金属与母材之间不能充分的熔合。
③焊前工作表面清理不干净；焊枪、焊丝与焊件倾角和电弧对应位置不正确。
预防措施
正确选用相应的焊嘴和焊丝直径；选择合理的焊接速度，正确判断坡口表面的熔化情况，采用大电流快速和快送少回焊丝的填丝方法。
⑶裂纹分析及预防措施
铝镁合金产生的裂纹属于热裂纹，要确定合理的焊接工艺；减小焊接电流或增加焊接速度；定位焊缝长度、焊缝熔合要适当，焊缝冷却速度要缓慢；收弧的时候要控制送丝量，预防弧坑的出现。
⑷焊缝夹钨分析及预防措施
根据焊接电流，采用合适的钨极端部形状；避免焊丝与钨极接触；控制钨极伸出长度至合理范围等措施仍然可以预防焊缝夹钨。
预防措施
结论
随着企业对焊接技术人才培养的逐步重视，焊工竞赛规模一届比一届大、水平一届比一届高、选定的技能竞赛项目越来越难。铝镁合金管焊接项目作为此次大赛的一个难点，还需要我们更好的消化这一领域。掌握焊接缺陷的实质才能更好的控制焊接缺陷，提升焊工的技能水平。
关键词：铝镁合金焊接
中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：
引 言第十一届中石油集团公司电焊工职业技能竞赛落下帷幕，我公司选派2名选手参加决赛阶段的比赛，通过理论加实际三个模块试题的操作竞赛，取得了两名铜牌的优异成绩。本篇文章主要介绍了焊接实操第二个模块考试项目-铝镁合金管结构焊接的技术要点，希望与各位读者进行经验交流。
正文
铝镁合金焊接特点：
铝镁合金具有较高的机械性能，抗腐蚀，耐低温，塑性好，质轻、价廉等优点，所以在低温管道中被广泛采用。虽然铝镁合金有以上诸多优点，但它的可焊性与黑色金属的可焊性相比，较难掌握。其主要原因是：
1.与氧元素有亲和力，在空气中易形成熔点高达2050℃的Al203薄膜和高达2500℃的Mg0薄膜，从而易使焊缝中产生氧化物夹杂、未熔合、气孔等缺陷。
2.形成的氧化膜熔化时没有颜色区分，很难观察到熔化程度，甚至形成大量凸凹现象，破坏焊缝金属的形成。
3.熔点低，仅约600℃，易熔化，熔化潜热大，导热率高，局部加热困难，易造成不熔合现象和翘曲变形。焊接时必须采用能量集中、功率大的电源。
4.氧化膜易吸收气体、水分，高温时能强烈地溶解氢。冷却时氢的溶解度急剧下降，冷速快，不利于气泡的逸出而形成气孔。
焊工操作要求及要点：
１．技能競赛项目：
图1 铝镁合金板／管结构
图2铝合金板/管结构
２．焊接设备选型：选用的是山东奥太电气有限公司的WSME-315(Ⅱ) 此焊机操作方便，焊接参数可精确预置；交流频率，清洁宽度可分别独立调节，适应不同铝材的焊接工艺要求；同时引弧容易、电弧稳定，熔池易控制。
３.保护气选择：氩气纯度不低于99.99%。
4.焊接参数选择：
5.焊接操作要点
定位点焊长度10～15mm，不要点透。
引弧：开始焊接或隔一段时间在焊接时，引弧前要先打开氩气，保持流通10～20s以排除空气，并利用氩气流带走附着在导气管内壁上的水分。然后，找准引弧点，在坡口上把电弧引燃，电弧长度约为2～3mm.
收弧：焊接中断或结束时，为防止产生弧坑裂纹或缩孔，收弧处要多填一些金属，然后再使焊接电流逐渐衰减，断弧后，氩气要持续5～8s，以防止钨极氧化。
打底电流：前半圈150A～160A，后半圈140A～150A；盖面：前半圈140A～130A，后半圈130～125.
打底：由于不能充氩，所以只能对死口，而铝的熔池不易观察，所以，打底时，当感觉到熔池“下沉”时，后面就会形成焊缝。温度太高的话，会明显感觉到焊缝往里塌，容易引起内部上咬边、余高大于通球所规定的高度。焊接时，以上坡口为基准，起弧5mm～10mm上下前后稍微摆动，保证熔宽、达到温度。接头之前，用半圆挫或锯条挫薄（大概挫10mm～15mm）之后，用毛刷刷干净，便于接头以及防止因收弧处不当而产生缺陷。
焊接操作过程中应注意保持焊枪、焊丝、焊件部分三者之间的空间位置，焊枪与工件表面的距离8～10mm，焊丝与焊件之间的夹角一般为10～20度，焊枪与焊件之间尽量保持垂直，钨极伸出喷嘴一般为5mm.
打完底时，要用不锈钢丝（或钢丝刷）清理表面氧化膜，对影响盖面质量的过高焊肉、弧坑和其它缺陷用锉刀锉去。
盖面：将起弧电流调到比正常焊接电流大5个，温度达到理想焊接温度时，使用正常焊接电流。打完底之后，尽量用圆挫找到一样宽，然后以上坡口为基准。送丝点据上坡口三分之一处，起弧5～10都轻微摆动，保证焊缝宽度以及温度，之后可以不摆动。注意事项，送丝速度要快（这样焊丝不易被氧化，焊完之后焊缝美观，且不易出现焊接缺陷），焊枪要垂直（若偏的话焊丝会氧化，易出现缺陷）。
输送焊丝和焊枪的运行速度要配和好，一般采用快送少加丝的填丝方法，焊丝的端部要始终处于氩气的保护范围之内，防止氧化膜形成。
焊接过程中，如不慎将焊丝触及电极或电极触及工件，会使熔池附近氧化发黑，对此应立即熄弧，将氧化发黑的地方清理干净。
6.铝镁合金焊接主要缺陷分析
⑴气孔分析
①材料本身特性；②氧化膜中水分的影响；③吸附在母体金属和焊丝表面上的油污及水分，输送氩气管路中所吸附的冷凝水是产生气孔的氢的主要来源之一；④焊接参数选择不当也极易引起气孔；⑤操作手法不当；⑦氩气纯度低、杂质多。
预防措施
①彻底清理焊件及焊丝表面的氧化膜及油污;因为不能充氩，所以组对不要留间隙。
②选择合适的参数，一般采用较大的焊接电流和较快的焊接速度；
⑵未焊透分析
①使用电流小，弧长过长，焊接速度相对过快。
②焊接散热速度过快，使得熔池存在时间短，以致填充金属与母材之间不能充分的熔合。
③焊前工作表面清理不干净；焊枪、焊丝与焊件倾角和电弧对应位置不正确。
预防措施
正确选用相应的焊嘴和焊丝直径；选择合理的焊接速度，正确判断坡口表面的熔化情况，采用大电流快速和快送少回焊丝的填丝方法。
⑶裂纹分析及预防措施
铝镁合金产生的裂纹属于热裂纹，要确定合理的焊接工艺；减小焊接电流或增加焊接速度；定位焊缝长度、焊缝熔合要适当，焊缝冷却速度要缓慢；收弧的时候要控制送丝量，预防弧坑的出现。
⑷焊缝夹钨分析及预防措施
根据焊接电流，采用合适的钨极端部形状；避免焊丝与钨极接触；控制钨极伸出长度至合理范围等措施仍然可以预防焊缝夹钨。
预防措施
结论
随着企业对焊接技术人才培养的逐步重视，焊工竞赛规模一届比一届大、水平一届比一届高、选定的技能竞赛项目越来越难。铝镁合金管焊接项目作为此次大赛的一个难点，还需要我们更好的消化这一领域。掌握焊接缺陷的实质才能更好的控制焊接缺陷，提升焊工的技能水平。