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铝合金焊接工艺规范技术部编制审核批准××工业有限公司2012.6.26前言本规范根据××工业有限公司，定制与实施设计规范、工艺规范、试验规范的要求，按《企业标准编写的一般规定》，为明确铝合金焊接的工艺要求而制定。本规范是公司在铝合金焊接中的经验总结，对于生产起指导作用。本规范编制部门：技术部本规范制定日期：2012－6－26。一、目的为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本规范。二、编制依据1.GB/T985.3《铝及铝合金气体保护焊推荐坡口》2.GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》3.GB/T24598-2009《铝及铝合金熔化焊焊工技能评定》4.GBT3199-2007《铝及铝合金加工产品贮存及包装》5.GBT22087-2008《铝及铝合金弧焊接头缺欠质量》6.有关产品设计图纸三、焊前准备3.1焊接材料铝板3A21(原LF21)及铝合金型材。焊丝：S311铝硅焊丝ER4043直径φ2，φ3，焊丝应有制造长的质量合格证，领取和发放由管理员统一管理。铝硅焊丝抗裂性好，通用性大。3.2氩气氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.99%，所用流量8-16升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶内余压不得低于0.5MPa，以保证充氩纯度。氩气应符合GB/T4842-1995。3.3焊接工具①采用交流电焊机，本厂用WSME-315(J19)。②选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。③输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度不超过30米。3.4其它工器具焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消除缺陷。3.5焊前清理①化学清理：效率高，清理质量稳定，焊件清理范围一般为坡口及其两边各100mm区域，用干净棉纱蘸丙酮溶液擦拭或用8%-10%的NaOH溶液浸泡，去除油污并干燥。②机械清理：适用于多层焊层间的清理，先用汽油、丙酮等有机溶剂进行表面脱脂，再用直径不大于0.15mm的铜丝或不锈钢丝刷刷至露出铝本色为止，也可用刮刀清理，效果良好。3.6焊前预热和使用垫板①预热要求薄板一般可不预热。壁厚5mm以上的焊件则应进行100～300℃预热。②垫板使用由于铝及铝合金高温强度低，铝液流动性很好，焊接时易引起熔池塌陷，故使用垫板承托熔池。垫板材料可为石墨、不锈钢或者普通碳钢。3.7焊接坡口焊缝的坡口形式和尺寸应应符合本规范附录1的规定。切割后的坡口表面应进行清理，并达到平整光滑、无毛刺和飞边。3.8焊接场所与焊接环境装配焊接应尽量在车间内干净的工作台上进行，氩气保护焊时风速应小于2m/s，风大时作业场所要围上挡板进行焊接，其相对湿度≤90%。四、焊接工艺要求4.1手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。4.2焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。4.3焊接前应在试焊板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。4.4宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3倍。4.5引弧宜在引弧板上进行，纵向焊缝宜在熄弧板上熄弧。引弧板和熄弧板的材料应与母材相同。4.6手工钨极氩弧焊的焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝与焊缝表面的夹角宜为15°，焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°，喷嘴到焊件的距离为8～12mm。4.7多层焊时宜减少焊接层数，层间温度宜冷却至室温，且不应高于65℃。层间的氧化铝等杂物应采用机械方法清理干净。4.8对厚度大于5mm的立向焊缝，宜采用两人双面同步氩弧焊工艺。4.9当钨极氩弧焊的钨极前端出现污染或形状不规则时，应进行修正或更换钨极。当焊缝出现触钨现象时，应将钨极、焊丝、熔池处理干净后方可继续进行施焊。4.10当熔化极氩弧焊发生导电嘴、喷嘴熔入焊缝时，应将该部位焊缝全部铲除，更换导电嘴和喷嘴后方可继续施焊。4.11手工钨极氩弧焊电弧电压在8-20V,弧长应在0.5～3mm，采用铈钨极，放射性更小。4.12手工钨极氩弧焊焊接工艺参数宜符合下表规定。铝及铝合金手工钨极氩弧焊（TIG）焊接参数（交流电源)板厚/mm焊接层数钨极直径/mm焊丝直径/mm焊接电流/A氩气流量/L·min－1喷嘴孔径/mm坡口形式1121.645～607～98～10卷边2131.6～290～12012～148～10Ⅰ形31～242150～18014～1810～14Y形41～252～3180～20014～1810～145252～3180～24016～2012～166～82～35～63260～32018～2414～188～122～363～4300～36018～2414～18五、预防焊接缺陷，获得优质焊接接头的措施5.1加强焊前对工件及焊材的清理（特别是对接接头坡口端面处的表面），减少氧、氮氢的来源。5.2采用高纯度保护氩气（Aｒ≥99.99%）。5.3焊接时焊枪要带拖罩，且对温度超过400℃区域的焊道正、背都要严加保护，防止氧、氮、氢的侵入。5.4选择适当的焊接线能量，既要防止线能量大造成接头过热，也要避免热输入过小，相变时产生较多的脆性相，还要使熔池保护足够的时间，有利于氢气的逸出。5.5采用适当的夹具、压板，同时选择合理的焊接顺序（如对称焊、跳焊、逐步退焊等），以防止和减少变形。5.6当焊件从中心向外进行焊接时，具有大收缩量的焊缝宜先施焊，整条焊道应连续焊完。必要时采取反变形方法，并应留有收缩余量。5.7电弧擦伤处的弧坑需经打磨，使其均匀过渡到母材表面，当打磨后的母材厚度小于规定值时，则需补焊。5.8接弧处应保证焊透和熔合。六、焊缝检验6.1焊接结束，清理焊缝表面的飞溅和污物后，所有焊缝进行100%外观检查。6.2焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、未焊透、咬边等缺陷。6.3焊缝表面余高不低于母材，一般余高为0～1.0mm，焊缝宽度比坡口每侧增宽0.5～1.5mm。七、钨极氩弧焊（TIG）安全规程7.1焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离焊接场所不得小于5ｍ。若无法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接场所不得小于10ｍ。氩弧焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。7.2手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对焊机进行全面检查。确定没有隐患，再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。7.3应经常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。7.4焊工离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。7.5钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。焊枪和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）。如有条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。7.6氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖等。为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶鞋。附录1铝及铝合金手工TIG焊坡口形式和尺寸焊接方法项次厚度Tmm坡口名称坡口形式坡口尺寸备注间隙（mm）钝边p（mm）坡口角度α（°）手工钨极氩弧焊11~2卷边——卷边高度T+1不填加焊丝2＜3I型坡口——单面焊3~5双面焊33~5V型坡口0~21~1.570~80(a)横焊位置坡口角度上半边40°~50°,下半边20°~30°;(b)单面焊坡口根部内侧最好倒棱5~122~41~260~7044~12带垫板V型坡口3~6—50~605＞12X型坡口0~2.52~360~806≤6不开坡口T形接头0.5~1.5——76~10T形接头单边V型坡口0.5~2≤250~55共焊1～3层8＞8T形接头对称K型坡口0~2≤250~55每侧焊层≥2