KEMPPI焊机应用于铝合金罐车焊接技术方案

一、铝合金罐车焊接方案选择：

1.1、材    质 ：铝镁合金5083；或纯铝 1010

1.2、板    厚 ：6~ 10mm

1.3、罐体焊缝形式示意如图所示。

图一 铝罐体焊缝示意图

对接接头：纵缝 1ai、2ai等和环缝 b1、b2、b3等；

坡口：60--70°；

角接接头：人孔 d1、法兰、接管 d2等；

罐内防波板角焊缝

纵缝（图示ai）由 fastmig pulse脉冲自动拼板焊接专机焊接；

环缝（图示b）筒体在滚轮架上转动，由 fastmig pulse脉冲自动焊接专机焊接；

防浪板角接由 fastmig pulse配置 supersnake 10m 进行焊机焊接；

接管、人孔（图示d1）及法兰的焊缝由 mastertig 2300 / 3003 acdc交流tig焊机进行焊接；

气体选择：99.99%ar 氩气；

焊材：ф1.2mm 5183 或 5356焊丝。

1.4、接头形式 ：对接接头（纵缝1ai、2ai等和环缝b1、b2、b3等），开坡口：60--70°；角接接头（人孔d1、法兰、接管d2等）；罐内防波板角焊缝等等。

1.5、装配焊接工艺：

1.5.1 纵缝（图中ai焊缝）由脉冲mig自动拼板焊接专机焊接(简易的也可将mig焊枪固定在行走小车上，轨道直线焊接)；

1.5.2 环缝（图中b焊缝）在滚轮架上，筒体转动焊接完成。

1.5.3 纵缝和环缝都是双面焊接，正面焊完，背面机械清根（电动圆盘铣刀清根）后封底焊接，探伤合格率达到96%以上。

1.5.4 防波板角接接头由手工半自动mig焊接完成；接管和人孔及法兰的焊缝由交流钨极氩弧焊（交流tig）焊接完成。

1.6、焊材选择 ：

1.6.1 铝镁罐体，选用焊丝牌号：5183 或5356 （s331）， 丝径 ：ф1.2

1.6.2 纯铝罐体焊接 用1100  （s301）纯铝焊丝，    丝径 ：ф1.6

1.6.3 保护气体 ：99.99%ar高纯度氩气。

1.7、焊接电源 ：fastmig™ pulse 350 / 450 –焊接系统 

1.7.1  fastmig pulse 是一款全数字智能脉冲焊接系统, 具备一元化和脉冲 mig/mag功能及手工电弧焊

1.7.2  焊接系统无论硬件/软件的模块设计理念，更加方便用户选择及配置所需要的焊接系统。

1.7.3  350 和 450a的额定电流能够胜任高效的生产效率.。

1.7.4  焊接电源100%暂载率的电流分别为330/380a, 保证用户的焊接持续性。

1.7.5  fastmig 脉冲焊接系统 的高效, 便捷及安全性, 适用于各种生产环境。

7.6  焊接程序软件的可选择性设计，更加方便用户针对实际工艺需求选择应用。

1.7.7  fastmig 脉冲焊接系统为用户提供能量、稳定、选择和效率

1.8、工艺参数 ：

 1.8.1  焊接规范主要影响熔池在高温的停留时间，从而对氢的溶入时间和析出时间产生影响。

1. 8.2  tig焊时，采用小线能量，较大的规范，高的焊速，减少熔池存在时间，减小氢的溶入；采用 水冷焊枪；焊丝直径：ф2.4或ф3.2。 焊接电流：150—260a；  适合于铝合金小结构件的焊接。

1.8.3  mig焊时，焊丝氧化膜的影响更为显著，不能通过减少熔池时间来防止氢向熔池的溶入，所以通过降低焊速和提高焊接线能量来增加溶池存在时间，有利于减少焊缝中的气孔。

1.9、钨极氩弧焊电源：mastertig mls™ acdc焊机

1.9.1 焊机特点：

    ac/dc mix tig

    混合ac和dc形成一种新的电流类型

    ac波形可选正弦波/方波

1.9.2焊机应用：

   铝或铝合金焊接

   薄板与厚板焊接

   大熔深

   焊缝上鱼鳞纹更均匀,更密

   减少ac tig电弧噪音

二、铝及铝合金的焊接技术难点：

（1）铝极易氧化。在空气中，铝容易同氧化合，生成致密的三氧化二铝薄膜（厚度约0．1～0．2μm），熔点高（约2050℃），远远超过铝和铝合金的熔点（约660℃左右）。氧化铝的密度3．95～4．10g／cm3，约为铝的1．4倍。氧化铝薄膜的表面易吸附水分，焊接时，它阻碍基本金属的熔合，极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷，引起焊缝性能下降。

（2）容易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢，由于液态铝可熔解大量的氢，而固态铝却几乎不溶解氢。因此，当熔池金属快速冷却与凝固时，氢来不及逸出，容易在焊缝中聚集形成气孔。

氢气孔目前难以完全避免，氢的来源很多，有电弧气氛中的氢、铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等等，只能将气孔抑制到一定程度。

氩气要达到gb/t4842标准要求，纯度99·99%以上。但当水分含量≥20ppm时，会出现大量的密集气孔。空气相对湿度超过80%，焊缝明显出现密集气孔，x光射线拍片为不合格。

（3）焊接变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍，易产生较大的焊接变形和内应力，对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。

（4）铝的导热系数大（纯铝0.538卡／cm·s·℃），约为钢的4倍。因此焊接铝及铝合金时，比焊钢要消耗更多的热量。

（5）合金元素的蒸发和烧损。铝合金中含有低沸点的合金元素（如镁、锌和锰等）在高温电弧作用下。极易蒸发烧损，从而改变了焊缝金属的化学成分，使焊缝性能下降。

（6）高温时强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低，破坏了焊缝金属的成形。有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。

（7）无色泽变化。铝及铝合金从固态转变为液态时，无明显的颜色变化，使操作者难以掌握加热温度。

（8）铝材下料避免碰撞或划伤，封头等零件最好用冷压成型。

三、铝罐车焊接及检验工艺要点：

3.1、焊前用化学或机械的方法，严格清理焊缝坡口两侧的表面氧化膜：

 a、化学清洗是使用碱和酸清洗工件表面，该法既可去除氧化膜，还可以除油污，具体工艺过程如下：

体积分数为6%～10%的氢氧化钠溶液，在70℃左右浸泡0.5min→水洗→体积分数为15%的硝酸在常温下浸泡1min进行中和处理→水洗→温水洗→干燥。洗好后的铝表面为无光泽的银白色。

 b.机械清理可以采用风动或电动铣刀，还可以采用刮刀、锉刀等工具。对于较薄的氧化膜也可用0.25mm的铜丝刷打磨清除氧化膜。

 c、清理后最好立即施焊，如果停放时间超过4h，应重新清理。

 d、对于焊丝清理更为重要。焊丝的供应状态应是清理干净和经光亮处理的盘丝焊丝，通常采用塑料袋密封包装。每当开封后应尽快用完。否则污染的焊丝难以再用。

3.2、装配定位焊要牢固；焊接中厚板工件时，为了减少变形，应采取预热措施，一般应在夹具中焊接。

3.3焊工经过严格的操作技能培训，掌握铝mig焊和tig焊的技术要领。

3.4、焊后外观检查：按tb/t1580   jb/t7949

3.5、x光射线： 按gb/t2245

3.6、力学性能试验：拉伸试验按gb/t168650  弯曲试验按gb/t14452

3.7、所有对接接头均经x光射线拍片达到ⅰ级、ⅱ级片。

3.8、焊接接头强度：

8．1  5083属于非热处理强化型铝合金，焊接后的软化程度较低。

8. 2  6061  6082热处理强化型铝合金焊后接头强度的软化程度比较严重，强度只有原材料的70%左右。焊接热影响区(haz)是接头的薄弱环节。

  3.9、铝合金母材和焊丝的化学成分及机械性能见表一。

  3.10、铝合金母材和焊丝多种组合的焊接接头力学性能见表二。

表一                 铝合金的化学成分(%)及机械性能

表二              母材和焊丝多种组合的力学性能试验结果：

注：强度值均为3个焊接接头的平均值。

四、铝合金材料焊前保管时的注意事项

由于铝合金耐蚀性较差，而且与钢相比硬度低，容易产生划伤，所以在存放过程中必须注意以下几点：

1、 不同材质、不同型号、不同尺寸的材料一定要进行标记，分别存放。

2、 存放环境一定要干燥，空气湿度大时，容易在材料表面结露，材料表面温度低时，空气中的水汽会在表面结露，所以环境温度一定要高于露点温度。

3、 材料不能直接放在地板上，一定要用枕木架起。

4、 材料保管时不能与铁粉以及其它金属粉尘接触。

5、 材料表面要用中性的干燥纸、聚乙烯板，废弃的铝板等覆盖。

6、 取放材料时，要戴干净的手套，不能用手直接拿取。

图二、fastmig pulse450实物焊机

图三  mastertig mls™ acdc焊机

附件：铝罐车的实物照片：