铝和铝合金的焊接.ppt

铝和铝合金的焊接 石油化工铝制料仓施工质量验收规范 SH/T 3513—2009 应用 1）大型空分装置冷箱中主塔（分馏塔）等塔类设备均为铝镁合金材质。 2）铝料仓 3） 煤化工装置中的工艺管道等。 2、焊接特性分析 1） 强的氧化能力 铝和氧的亲和力很强,在空气极易生成致密的Al2O3薄膜, Al2O3的熔点高达2050℃,远远超过铝和铝合金的熔点(500℃～600℃)。Al2O3的相对密度较大，在焊接过程中阻碍金属之间的良好的结合，引起氧化膜夹渣或未熔合。氧化膜还会吸附水份，焊接时会促使焊缝生成气孔。在横焊或仰焊的特定位置下，这些气孔在凝固过程中上升至焊缝上部熔合线附近，被上部固态金属阻挡而无法逸出，因而在焊缝上部形成链状气孔。 （2）较高的热导率和比热容大 铝和铝合金的热导率和比热容均为碳素钢和低合金钢的两倍多。在焊接过程中，由于高的热导率使热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时采用预热的措施。 （3）热裂倾向大 线膨胀系数大，约为碳素钢和低合金钢的两倍。体积收缩率较大，达6.5%左右,铁约为3.5% 。这样由于过大的收缩内应力而导致焊接熔池凝固时容易产生缩孔、热裂纹。生产中可采取调整焊丝的成分与焊接工艺的措施防止热裂纹。 （4）气孔敏感性高 铝和铝合金熔池很易吸收氢等气体，高温下溶入的大量气体在焊后泠却凝固过程中来不及析出，聚集在焊缝中会形成气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面的氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。采取的措施：焊前清理母材坡口及焊丝。 5）固态液化时无色泽变化 焊接时熔池金属由固态变成液态时，没有明显的色泽变化，给焊接者带来不便。 （6）低的高温强度和塑性 由于高温下的强度和塑性较低，以致于不能支承住液体金属从而导致变形或塌陷。采取的措施：加垫板。 3 铝与铝合金牌号的分类 L-----纯铝（L1~L6） LF 防锈铝(Al-Mn、Al-Mg)(LF1~LF7、LF10、LF11、LF21) LT 特殊铝（Al-Si）（LT1） LD 锻铝（LD1、LD2、LD5~LD10） LY 硬铝 （LY1、LY2） LC 超硬铝（LC2、LC4） 4 焊接材料 焊接材料的选择 铝及铝合金的焊接材料包括电焊条、焊丝、焊剂、电极和保护气体。 1） 焊丝 按我国国标88及GB10858-2008，焊丝分为电焊条芯及焊丝两个类别。按美国国标ANSI/AWS A5.10-92，焊丝分为电极丝（代号E）及填充丝（代号R）和电极丝、填充丝两者兼用丝（ER）。 2）焊接材料选用原则 ①焊接时生成焊接裂纹的倾向低； ②焊接时生成焊缝气孔的倾向低； ③焊缝及焊接接头的力学性能（强度、延性）好； ④焊缝及焊接接头在使用环境条件下的耐蚀性能好； ⑤焊缝金属表面颜色与母材表面颜色能相互匹配。 焊丝的性能表现及其适用性需与其预定用途联系起来，以便针对不同的材料和主要的性能要求来选择焊丝。 焊接纯铝时，可采用同型号纯铝焊丝； 焊接铝-锰合金时，可采用同型号铝-锰合金焊丝或纯铝SAl-1焊丝； 焊接铝-镁合金时，如果含镁量在3%以上，可采用同系型号焊丝；如果含镁量在3%以下，如5A01及5A02合金，由于其热裂倾向强，应采用高Mg含量的SAlMg5或ER5356焊丝；焊接铝-镁-硅合金时，由于生成焊接裂纹的倾向强，一般应采用SAlSi-1焊丝，如果焊缝与母材颜色不匹配，在结构拘束度不大的情况下，可改用SAlMg-5焊丝； 焊接铝-铜-镁、铝-铜-镁-硅合金时，如硬铝合金2A12、2A14，由于焊接时热裂倾向强，一般应采用抗热裂性能好的SAlSi-1、ER4145或BJ-380A焊丝。 ② 化学清理 铝及铝合金板材、管子及铝丝化学清理时，先把铝板、铝管及铝丝放入温度为40~60℃、浓度8~10%的氢氧化钠溶液中侵蚀，保持10~15min（对于铝合金只需5min）后取出，用冷水冲洗2min；再置于30%的硝酸溶液中进行光化处理，以中和余碱，避免碱液继续腐蚀铝板、铝管、铝丝；再用流动的冷水冲洗2~3min。 清理工作完成后，铝丝应置于150~200℃的烘箱内，随用随取。清理过的焊件、焊丝必须妥善保管，不准随意乱放。铝板坡口清理后宜立即进行装配、焊接，一般不得超过24h。 5、焊接方法 1）气焊 气焊的热功率比电弧焊低，热量分散，因而焊件变形大，生产效率低。且焊缝金属晶粒粗