铝合金坡口及其两侧30 mm范围内的氧化膜焊前应清除,若有油污可以先用进行清洗,清理过的坡口应尽快进行焊接,一般不宜超过4个小时,否则应重新清理。
由于铝合金焊接技术难度较大,从事铝合金焊接的焊工应经过严格的铝合金焊接操作技能培训,并考取相应的合格证书。焊工应严格按照焊接工艺试验的焊接参数进行焊接。
焊前应仔细检查焊机运行状态是否正常,送丝轮和送丝软管处于良好状态以保证正常送丝,焊丝装到送丝机前应仔细检查焊丝是否处于洁净状态。
由于5083铝合金陶瓷衬垫对接单面焊双面成形焊接工艺焊后变形较大,控制焊缝变形可采取如下措施[2]:根据坡口情况装配时预留一定角度的反变形;长焊缝焊接时可考虑分中退焊法或逐步退焊法;密集型多条长焊缝应采用从中间向四周对称焊的方法;严格控制装配间隙,尽可能减少焊缝金属填充量。
多层多道焊应严格控制层间温度,5083铝合金焊缝层间温度应控制在60℃以下,在焊接下一道焊缝前应对前一道焊缝表面进行清理。
焊接过程控制
为确保焊接质量的可追溯性,采用点温测量仪实时记录温度的变化,当不断填充焊接时,试样在空气中降温速度也逐渐放缓。在填充第5道焊缝后,立即测量,在焊缝熔合线处温度达到值,焊后4分钟(清理焊道药渣时间),再次测量,发现在热影响区,距焊缝10~30mm之间温度场达到值,温度通过热传递现象,点在慢慢向外围扩散,粘接耐磨陶瓷衬板,
经不断试验发现,当焊缝层间温度处150~ 250℃的区间,符合船舶铸钢焊接工艺。当不考虑热影响区的温度继续焊接后,经做弯曲试验,焊接陶瓷衬板,发现在母材热影响区试样直接断裂,出现母材脆化现象。当通过控制母材热影响区的温度,使之处于150~200℃区间焊接后,球磨机陶瓷衬板,经弯曲试验,未出现母材脆化。拉伸、冲击也符合船舶建造工艺要求。
生产成本一般,使用陶瓷衬垫免清根工艺的费用约为碳弧气刨清根费用的50%。并且而每米熔透焊缝清根工序需要比免清根工艺多付出约0.5个工时。以一个年产4 万t 的中型钢结构企业为例,每年焊接的一级和二级探伤熔透焊缝均达数万米以上。以25 000 m 此类焊缝计算,使用陶瓷衬垫可以节省约12 500 个工时。
环境传统的碳弧气刨反面清根工艺,因为需要使用碳弧气刨对焊缝反面实施清根操作,会产生大量污染环境,作业过程中还会产生极大的噪声和弧光,附带造成噪声污染和光污染。而陶瓷衬垫免清根工艺,省掉了碳弧气刨清根工序,陶瓷衬板,上述、弧光和噪声污染问题得到了解决,能使钢结构加工车间内操作微环境得到极大改善。综上,新的焊接工艺在焊缝内在质量、外观质量、成本、环保方面极大优势。陶瓷衬垫免清根工艺,具有在绿色建筑钢结构制造行业大力推广和应用的价值。
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