铝和铝合金管道全位置单面焊加内衬垫焊接施工.pdf

学兔兔 E＆C Te chnol ogyI 工程技术 铝 及 铝 合 金 管 道 全 位 置 粱剑 中化二建集团有限公司 山西太原030021 摘要阐述了铝及铝合金管道焊接，引入发明的一种实用新型管道焊接内衬垫弹性装置的专利产品( 专利证书号： ZL201020269019 ．3) ，由于采用的衬垫材料加入了氧化铝纤维毡，焊接过程中不会和母材发生反应，所以是一种可 以方便地安放在管道焊接焊口内侧，并在管道焊口焊接完成后方便取出的衬垫装置。 关键词管道焊接衬垫 中图分类号TG47 文献标识码B 文章编号1672—9323( 2012) 05- 0046—03 我公司在一些空分装置施工中，有大量铝镁合金管道。铝及 接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采 铝镁合金在高温时强度很低，液态铝的流动性能好，在焊接时焊 用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中 缝金属容易产生下塌现象。为了保证焊透而又不致塌陷，焊接时 含硅0 ．5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范 常采用垫板来托住熔池及附近金属( 垫板可采用石墨板、不锈钢 围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根 板、碳素钢板、铜板或铜棒等。垫板表面开一个圆弧形槽，以保证 据生产经验，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用硅含量 焊缝反面成型) 。 4 ．5 ％～6 ％焊丝会有更好的抗裂性。 针对大量铝镁合金管道的焊接，我们提出一种管道焊接内 (4) 铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时没有明显的 衬垫弹性装置，一种可以方便地安放在管道焊接焊口内侧，并在 色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难， 管道焊口焊接完成后方便取出的衬垫装置。垫板采用石墨加工 容易焊穿。 扇形支撑块( 支撑环板) ，表面包覆2r am厚的一层氧化铝纤维 ( 5) 铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解 毡，在石墨支撑环板之间弹簧的弹性压力下保证焊缝反面成型， 氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易 还保护了管材本身不受损伤。经实际施工测算，使用本管道焊接 形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸 内衬垫焊接时间缩短为原耗时的3 ／5，而且方便操作，大大提高 附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严 了焊接效率和焊接质量，既节能又环保。 格控制，以防止气孔的形成。 1铝及铝合金的焊接特点的分析 ( 6) 合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。 (1) 铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝熔点高、 ( 7) 母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接 非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大， 热会使热影响区的强度下降。 不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面 (8) 铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程 氧化膜可吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。 中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。 ( 2) 铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金 2铝合金管道全位置单面焊加内衬垫焊接施工过程研 钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。 究 ( 3) 铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两 2．1焊接方法 倍