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铝和合金铝管 特点和方法

编辑:济南汇丰铝业有限公司  时间:2017-05-03

合金铝管 由于重量轻、强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。因此,铝及铝合金除广泛的应用于航空、航天和电工等领域外,同时还越来越多的应用于石油化学工业。濮阳中原大化新建空分装置就大量使用了铝镁合金(主要有:5083、5183、5A02相当于旧牌号中的LF2、LF4)。但是铝及铝合金在焊接过程中,易出现氧化、气孔、热裂纹、烧穿和塌陷等问题。此类材质是被公认为焊接难度较大的被焊接材料,特别是小径薄壁管的焊接更难掌握。因此,解决铝及铝合金的这些焊接缺陷是施工过程中必须解决的问题。 

 2、铝及合金铝管的理化性能及焊接特点 

2.1 易氧化    铝和氧的亲和力很强。在常温下,铝表面就能被氧化成厚度约0.1~0.2 m致密的AL2O3薄膜。虽然这层氧化铝薄膜比较致密,能防止金属的继续氧化,对自然防腐有利,但它给焊接带来了困难,这是由于氧化铝的熔点(2050℃)远远超过了铝的熔点(600℃左右),比重约为铝的1.4倍。在焊接过程中,会阻碍金属之间的熔合,易形成夹渣,而且氧化铝薄膜还吸附了较多的水份,焊接时会促使焊缝生成气孔。 

2.2 较大的导热系数和比热容    铝的导热系数约为钢的四倍,因此,焊接铝材管时,比钢管焊接要消耗更多的热量,为得到高质量的焊接接头,必需采用能量集中,功率大的热源。

2.3 易形成氢气孔    

铝及铝合金的焊接气孔主要氢气孔。铝在液态时能大量吸收和溶解氢,在熔融状态下溶解度为0.0069ml/g,而在高温凝固状态下为0.00036 ml/g,前后相差近20倍。铝的导热系数很大,在相同的焊接工艺条件下,其冷却速度为钢的4~7倍,使金属结晶加快,焊接熔池在快速冷却过程中,氢的溶解度急剧下降,此时析出大量过饱和气体,氢气来不及析出在焊缝金属中形成气孔。因此,在焊接铝材时,焊缝产生气孔的倾向很大。

 2.4 易形成热裂纹 

    铝的线膨胀系数和结晶收缩率比钢大约一倍,易产生较大的焊接变形和应力,加上某些杂质或合金元素的不利影响,在刚性较大的接头中将导致产生裂纹。

 2.5 烧穿和塌陷 

   铝及合金铝管 由固态转变为液态时.由于没有明显的颜色变化,所以,不易判断熔池的温度。焊接时,常因温度过高不易被察觉而导致烧穿或严重塌陷。 3 焊前准备 

 焊前将焊丝、焊管坡口及其坡口内外各30~50mm范围内的油污和氧化膜清除掉,清除顺序和方法如下:用丙酮或四氯化碳等有机溶剂去除表面油污,坡口内外两侧清除范围应不小于50mm。清除油污后,焊丝采用化学法,坡口易采用机械法,试管也采用化学法清除表面氧化膜。机械方法,是坡口及其附近表面可用锉削、刮削、铣削或用0.2mm左右的不锈钢丝刷清除至露出金属泽,两侧的清除范围距坡口边缘应不小于30mm,使用的工具定期脱脂处理。化学法。是用约70℃ 5~10%的NaOH溶液浸泡30~60秒后,或用常温5~10%的NaOH溶液浸泡3分钟。接着用约15%的HNO3(常温)浸泡2分钟左右后用温水清洗。或用冷水冲洗,再使其完全干燥。对已经可靠表面处理、并未被氧化或受污染的焊丝,不再进行上述处理可直接使用。清理好的坡口及焊丝,在焊前不应再被玷污,若无有效的防护措施,应在8小时内施焊。否则应重新进行清理。管道组对时,应做到内壁平齐,无毛刺、粒屑,其错边量应符合b≤0.5mm。内部不加衬圈焊口,要求间隙尽可能等于零,特别是仰焊部位,管内壁应倒1~1.5mm的圆角。 

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