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鋁制儲罐對槍焊接工藝應(yīng)用
南通職業(yè)大學(xué)技師學(xué)院 任建均 2020/12/22 8:18:37
摘要：本文描述了鋁制儲罐的功能、制作方法，分析了17㎥鋁制儲罐罐體在采用交流鎢極惰性氣體保護焊氣孔產(chǎn)生的基本原因，介紹了焊前準備、焊接工藝、雙人對槍焊接的操作技術(shù)等方面的要求和經(jīng)驗，使焊接質(zhì)量通過RT檢測、拉伸、彎曲機械性能試驗，能滿足產(chǎn)品使用要求，從而對防止鋁鎂合金罐體焊接氣孔的產(chǎn)生，保證焊縫質(zhì)量具有一定的參考價值。
關(guān)鍵詞：鋁制儲罐 氬弧焊 氣孔 措施 雙人對槍 試驗
１、引言
鋁制儲罐主要用來安裝耐腐蝕性強的液體，如濃硝酸、醋酸等，焊接質(zhì)量的要求很高。某單位生產(chǎn)的17㎥鋁制儲罐罐體（見圖1）是采用鋁鎂合金材料（5052），規(guī)格為φ2200×4400,材料厚度為30，經(jīng)卷板成形后拼接焊接加工制成，焊接工藝要求采用交流鎢極氬弧焊，接頭形式為60度V型坡口對接單面焊雙面成形焊接工藝。
圖1 鋁制儲罐圖片
２、問題描述
根據(jù)焊接工藝文件要求，上述產(chǎn)品中A、B類焊縫均采用交流鎢極氬弧焊單面焊接，但是在實際焊接時由于鋁合金材料熔點低，熔池流動沒有明顯特征，單面焊雙面成形焊接操作不易控制焊接質(zhì)量，容易造成裂紋、氣孔、燒穿、未焊透、塌陷等缺陷。但從對焊工的技能培訓(xùn)、加強組裝裝配的精度要求、嚴格執(zhí)行各項工藝規(guī)程，是能有效解決裂紋、燒穿、未焊透、塌陷的缺陷，可是在進行RT無損檢測，檢驗時發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部存在氣孔，評定級別達不到質(zhì)量要求，焊接生產(chǎn)一度停滯不前，影響工期。
3、產(chǎn)生氣孔的原因分析
氣孔是焊接時熔池中的氣體在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴。按氣孔存在的位置可分為：內(nèi)部氣孔，表面氣孔（外部氣孔），接頭氣孔；按氣孔的種類分為：氫氣孔、一氧化碳氣孔、氮氣孔。高溫時，氫在液體中的溶解度很大，大量的氫溶入焊縫熔池中，而焊縫熔池在熱源離開后快速冷卻，氫的溶解度急速下降，析出氫氣，產(chǎn)生氫氣孔。鋁合金焊接中,氫為主要造成氣孔的原因,氫來源于焊件,如:油脂,濕氣,保護氣體不純(99.999%),焊接電弧將不潔物轉(zhuǎn)變成氫原子,進入熔池而造成氣孔。氣孔含量由四個重要因素控制,材料原來的氫含量,氫的吸收率,氫在鋁合金中的固體溶解度,及氣泡逸出。鋁合金有較高的氫吸收率及較低的固體溶解度,因此鋁合金焊接易產(chǎn)生氣孔；焊接速度太快,材料較厚,氣泡無足夠的時間完全逸出,而焊道金屬就凝固了,于是留在焊道金屬中形成氣孔；有時焊接位置及溶池形狀亦影響氣泡的逸出途徑。如:仰焊時氫氣無法逸出，全部在焊道金屬中導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。故存在的氣孔最多。
綜上所述，氣孔產(chǎn)生的原因如下：
3.1焊接規(guī)范的選用不合理。
3.2母材和焊絲潔凈度達不到焊接要求。
3.3氣體的純度及流量太大或不足。
3.4焊工技術(shù)不嫻熟，焊速太快，空氣濕度太大，環(huán)境氛圍不好造成的影響。
4、采取措施
鑒于上述問題，傳統(tǒng)的焊接工藝已不適用該產(chǎn)品焊接，根據(jù)以往工作經(jīng)驗，準備采用雙人對槍焊接，此工藝以前在不銹鋼儲罐的焊接中運用較廣，但在鋁合金材料上還是首次試用，通過反復(fù)試驗，我們發(fā)現(xiàn)采用雙人對槍焊可以有效解決這一問題。根據(jù)試驗的經(jīng)驗，A、B類焊縫由原來的V型坡口改用X型坡口，角度為60度，鈍邊為1-2mm，裝配間隙為2-3mm。(見圖2）
圖2 坡口型式
4.1人員培訓(xùn)
確定合理的焊接措施后，針對對槍焊接操作人員進行專項模擬培訓(xùn)并進行考核認定，目的是達到技術(shù)嫻熟，配合默契。（見圖3）
圖3 焊接模擬培訓(xùn)
4.2焊前準備
（1）母材及焊材的清洗清理
a.機械清理可以去除表面氧化膜。采用機械切削、噴砂處理、細鋼絲刷及挫刀手工清理等方法，將坡口兩側(cè)30～40mm范圍內(nèi)的氧化膜去除。但在使用砂輪、砂紙或噴砂方法清理時，容易使砂粒嵌入母材，所以在焊前還應(yīng)清除殘留在坡口上的砂粒。一般我們選用鋼絲刷及合金磨頭進行清理，但要注意使用恰當，否則將會產(chǎn)生劃痕。
b.化學(xué)清洗可以清除油污及污漬。當母材、焊絲表面比較干凈，可用熱水或蒸汽吹洗，最后用電吹風等進行干燥處理。若只有輕微油污，可用丙酮、汽油、松香水等清洗。清除氧化膜后，通常是在2h之內(nèi)焊接，否則（未完，下一頁）
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