Explicação abrangente e detalhada dos procedimentos de soldagem para alumínio e ligas de alumínio

UM. Materiais de soldagem:

1). A pureza do gás argônio para soldagem é maior ou igual a 99,99%, o ponto de orvalho é menor ou igual a -55 graus e deve atender aos requisitos de GB/T4842 ou GB10624. Não deve ser usado quando a pressão do argônio engarrafado for menor ou igual a 0.5Mpa. (O teor de nitrogênio no gás argônio é maior ou igual a {{10}}.04%, caso contrário, nitreto de magnésio amarelo claro ou verde-grama e poros serão produzidos na superfície da solda; o teor de oxigênio é maior ou igual a 0,03%, caso contrário, pontos pretos densos e arcos podem ser encontrados na superfície da poça de fusão. Instável e respingos grandes; teor de água maior ou igual a 0,07%, a poça de fusão ferverá e produzirá poros na solda).

2). O eletrodo de soldagem a arco de tungstênio argônio manual adota eletrodo de tungstênio de cério. O diâmetro do eletrodo deve ser selecionado de acordo com o tamanho da corrente de soldagem (geralmente um eletrodo de tungstênio que é um tamanho maior do que a especificação exigida pela corrente de soldagem), e a extremidade do eletrodo deve ser hemisférica (o método de fazer o hemisfério: use um tamanho maior do que a especificação exigida pela corrente de soldagem) Para o eletrodo de tungstênio nº 1, moa a extremidade em um formato cônico, segure o eletrodo verticalmente, use uma corrente 20~30A maior do que a corrente exigida pelo eletrodo de tungstênio para iniciar um arco na placa de teste e mantê-lo por alguns segundos, a ponta do eletrodo de tungstênio é hemisférica. Se o eletrodo de tungstênio estiver poluído por alumínio, ele deve ser polido novamente ou substituído; quando estiver ligeiramente poluído, a corrente pode ser aumentada para fazer o arco queimar na placa de teste por um tempo, o que pode queimar os poluentes):

3). Ao usar MIG para soldar ligas de alumínio, como o fio de solda de alumínio é relativamente macio, para evitar morder o fio de solda, a roda de alimentação de fio com engrenagens não é permitida, e o tipo de fio de pressão não deve ser usado; a mangueira de alimentação de fio não pode usar um tubo de mola em vez disso. Use politetrafluoroetileno ou náilon, caso contrário, a mangueira será poluída ou bloqueada devido à moagem. O MIG geralmente usa polaridade reversa DC.

4). A principal função do fluxo é remover o filme de óxido e outras impurezas. Ao usar, ele pode ser transformado em uma pasta com álcool anidro ou colocar diretamente o pó de fluxo na ranhura e em ambos os lados. Ao soldar soldas de filete, aqueles fluxos que são fáceis de remover a escória após a soldagem devem ser selecionados; fluxos para ligas de alumínio-magnésio não devem conter componentes de sódio.

5). Ao soldar diferentes graus de materiais de alumínio, quando os desenhos e processos não são especificados, o material do fio de solda deve ser selecionado de acordo com o metal base com melhor resistência à corrosão e menor nível de resistência. Ao soldar ligas de alumínio resistentes à corrosão, como ligas de alumínio-magnésio ou ligas de alumínio-manganês, é aconselhável usar fios de solda com teor de magnésio ou teor de manganês semelhante ou ligeiramente superior ao metal base. O fio de solda pode ser selecionado de GB/T10585 "Alumínio e Liga de Alumínio para Soldagem", e também pode ser selecionado de GB/T3190 "Composição Química de Alumínio Deformado e Liga de Alumínio" e GB/T3197 "Alumínio e Liga de Alumínio para Haste de Soldagem"

Tabela 1 Arame de solda para soldagem de alumínio do mesmo grau

Tabela 2 Arame de solda para arame de solda de alumínio dissimilar

Tabela 3 Seleção de arame de solda para diferentes materiais e requisitos de desempenho

Nota: O fio de solda de alumínio ER é padrão americano ANSI/AWS A5.10

DOIS. Soldadores de Soldagem:

Eles devem ser aprovados no exame de acordo com as disposições do Apêndice A das "Regras para o Exame de Soldadores de Recipientes de Alumínio".

TRÊS. Preparação antes da soldagem:

1). Métodos mecânicos (incluindo cisalhamento) devem ser usados ​​no processamento de ranhuras de alumínio. Se o método de chama de plasma for usado, não menos que 3 mm devem ser removidos da parte descolorida por processamento mecânico. A superfície das ranhuras após o processamento deve ser plana e lisa, sem rachaduras, divisões Camadas, inclusões, rebarbas, flash e cores de óxido. A superfície da ranhura deve ter um brilho metálico branco prateado; se necessário, 100% PT deve ser realizado na ranhura e dentro de uma faixa de não menos que 50 mm em ambos os lados.

2). A superfície do fio de solda, ranhura e seus lados dentro de uma faixa não inferior a 50 mm devem ser limpos (incluindo a remoção da película de óxido da superfície, incrustações, poluição e cor de óxido não qualificada). A retificação pode ser feita com escova de aço inoxidável φ0.15~0.2, cabeça de retificação de metal (ou seja, fresa elétrica), fresadora de disco manual, lima (deve ser uma lima especial em forma de arco para alumínio), raspador e acetona (pano branco embebido em acetona deve estar limpo, não use pano de algodão ou fio de algodão para evitar fiapos ao limpar), mas deve-se observar que essas ferramentas devem ser limpas antes do uso e deve-se tomar cuidado para não pressionar a película de óxido no material de base durante a limpeza, portanto, não use muita força ao limpar; No entanto, não é permitido usar uma roda de esmerilhamento ou lixa comum para esmerilhar, porque o material de alumínio é muito macio, fazendo com que partículas de areia permaneçam no material de alumínio, e defeitos como poros e inclusões de escória podem ocorrer após a soldagem.

3). Para peças terceirizadas processadas a quente, como cabeçotes, etc., em princípio, 100% PT deve ser executado na superfície do material de alumínio após entrar na fábrica e, se necessário, RT deve ser executado nas peças indeterminadas

4). A superfície do fio de solda pode ser esfregada com uma escova de aço inoxidável ou lixa de óleo limpa; o fio de solda com pele de óxido espessa na superfície precisa de limpeza química após a retificação antes da soldagem. Limpeza química: mergulhe em solução de NaOH a 70 graus, 5%~10% por cerca de 0,5~3min, depois enxágue com água limpa, depois mergulhe com solução de HNO3 a cerca de 15% em temperatura ambiente por cerca de 1~2min, enxágue com água morna e depois use um secador de cabelo portátil (não pode usar um compressor de ar, porque há água e óleo no ar) seque e depois coloque em um forno para secar a 100 graus antes de usar. Este método também pode ser usado para alumínio.

5). O fio de solda limpo e as peças de solda devem ser mantidos limpos e secos, e as peças de solda não devem ser tocadas ou sopradas manualmente. Os soldadores geralmente usam luvas de solda brancas e não usam luvas sujas porque têm medo de problemas; Limpe e a poluição local pode ser limpa novamente; é melhor cobrir ambos os lados da ranhura com papel branco. Geralmente, a soldagem deve ser feita imediatamente após a limpeza mecânica. Se não for soldado dentro de 4 horas após a limpeza, deve ser limpo novamente antes da soldagem.

6). A montagem da soldagem deve ser precisa. Se a montagem não for boa, você deve considerar substituir as peças em vez de montar à força para evitar estresse excessivo. Antes da soldagem formal, o tamanho da ranhura deve ser verificado, e a soldagem pode ser realizada somente após passar no teste.

7). O arame de solda selecionado para soldagem por pontos e as medidas tecnológicas adotadas são as mesmas do processo de soldagem.

8). A solda de ponto não deve ter defeitos como rachaduras, poros e inclusões de escória, caso contrário, deve ser removida e soldada novamente. A re-soldagem deve ser realizada na área próxima em vez de soldagem por pontos no local original; quando a folga da solda de topo não é especificada no processo, pode ser de 2 a 4 mm.

9). Para a solda de ponto que irá derreter na solda permanente, ela deve garantir a penetração e remover a camada de óxido em sua superfície (somente branco-prateado é permitido), e tornar a transição de ambas as extremidades da solda suave para facilitar a formação de arco, caso contrário, ela deve ser aparada. Ao soldar em peças frias, o arco deve parar por um tempo no início da soldagem, e quando a borda do metal base começar a derreter, a soldagem de arame deve ser adicionada a tempo para garantir a penetração do ponto de soldagem inicial.

10). Ao soldar a costura longitudinal, a placa de ignição do arco e a placa de escape do arco devem ser colocadas em ambas as extremidades da soldagem. A placa de ignição do arco e a placa de escape do arco são feitas de alumínio do mesmo grau e espessura da parte soldada. Tente evitar crateras de arco ao soldar costuras circunferenciais.

11). Durante o processo de soldagem, o ponto de soldagem de posicionamento é rachado, resultando no deslocamento da borda da placa ou na alteração da folga, a soldagem deve ser interrompida imediatamente e a soldagem pode ser continuada após o reparo.

12). Durante o processo de soldagem, as cinzas pretas e os óxidos na superfície da solda superior devem ser limpos primeiro com uma escova de aço. Ao soldar, preste atenção à cratera, ou seja, a extremidade do arco. O arco pode ser iniciado a 10~20 mm de distância da extremidade inicial da soldagem e, em seguida, retornar rapidamente à extremidade inicial para soldagem. A primeira camada é soldada em linha reta. Para obter uma boa forma, as outras camadas podem ser balançadas lateralmente durante a soldagem e paradas um pouco em ambos os lados para facilitar a fusão.

13). O alumínio é propenso a deformações e colapsos durante a soldagem, portanto, os acessórios e as placas de apoio devem ser feitos de maneira direcionada antes da soldagem. Ao usar um acessório, os lados frontal e traseiro das peças geralmente precisam ser fixados, e a rigidez e a força de fixação do acessório devem ser moderadas, porque se o acessório for muito pequeno, o efeito de controle de deformação não pode ser obtido. A força de aperto deve ser de 350 kg/100 mm. O acessório de alumínio macio pode ser de aço carbono ou aço inoxidável, o que pode retardar a dissipação de calor; o material de alumínio reforçado pode ser feito de acessório de alumínio, o que pode aumentar a dissipação de calor. Grampos de costura longitudinal podem ser usados ​​com teclas de piano, e a costura circular pode ser usada com grampos de protuberância hidráulica. Ao montar a costura longitudinal, a folga pode ser aumentada adequadamente para que haja espaço para encolhimento após a soldagem; a costura anular (incluindo flanges circulares, flanges, etc.) deve ser deixada com algumas bordas escalonadas ou puxadas invertidas, porque o flange entrará em colapso e se deformará após a soldagem. O material da placa de apoio é geralmente aço inoxidável ou aço carbono, e a placa de apoio pode ser feita de grafite para a soldagem de materiais de alumínio com baixos requisitos. A escolha do material da placa de apoio também deve considerar o efeito na taxa de resfriamento da solda. Quando a placa de alumínio é espessa ou a folga do conjunto da placa de apoio é grande, a folga pode ser selada com lama de argila e removida após a soldagem. O tamanho da placa de apoio pode ser o seguinte:

Quatro, requisitos de soldagem:

1. Soldadores licenciados devem soldar de acordo com os documentos do procedimento de soldagem e outros documentos.

2. Quando ocorrer uma das seguintes situações no ambiente de soldagem, medidas de proteção eficazes devem ser tomadas, caso contrário, a soldagem não será permitida:

1) O ambiente de soldagem não é limpo, com poeira e fumaça;

2) A velocidade do vento no ambiente de soldagem é maior ou igual a 1,5 m/s;

3) A umidade relativa do ambiente de soldagem é maior que 80%;

4) Trabalho ao ar livre com chuva ou neve;

5) A temperatura de soldagem é inferior a 5 graus;

3. A soldagem de produtos de alumínio é feita em um local especial, e o local deve ser revestido com borracha ou flanela; durante a soldagem, deve ser mantido longe de aberturas de ventilação, portas e janelas para evitar afetar o efeito de proteção do gás.

4. A soldagem de alumínio por soldagem manual de arco de tungstênio e argônio geralmente usa CA para produzir o efeito de atomização de cátodo; a soldagem de arco de argônio com eletrodo de fusão usa conexão reversa CC. Quando a soldagem CC é usada devido a limitações do equipamento, geralmente há uma camada de filme de óxido ou mesmo cinza preta na superfície da solda, que pode ser limpa com uma escova de aço ou um pano. O filme branco formado na superfície da solda devido a resíduos de fluxo ou oxidação pode ser limpo com uma escova de aço ou um pano com água quente.

5. Pré-aquecimento antes da soldagem: Devido à forte condutividade térmica do alumínio, quando a espessura da soldagem manual de arco de tungstênio e argônio for maior que 10 mm, ela deve ser pré-aquecida antes da soldagem, mas não deve exceder 100 graus, e a temperatura da camada intermediária durante a soldagem não deve exceder 100 graus. Pode ser aquecido com chama ou placa de infravermelho distante, dependendo da situação específica.

6. Durante o processo de soldagem, o ponto de enchimento do fio de soldagem não deve estar localizado diretamente sob o arco, mas deve estar localizado na borda da poça de fusão, cerca de 0.5~1.0mm de distância da linha central do arco, e o ponto de enchimento do fio de soldagem não deve ser mais alto do que a superfície da poça de fusão ou no arco. Balance para baixo e horizontalmente para evitar afetar a fusão do metal base, destruindo a proteção de gás e oxidando o metal; quando o fio de soldagem for retirado, não exponha a extremidade do fio de soldagem à zona de proteção de gás, de modo a evitar que a extremidade do fio de soldagem seja oxidada e então alimentada no metal fundido. poça. Durante a soldagem, se o eletrodo de tungstênio tocar o metal de solda, a soldagem deve ser interrompida imediatamente, a contaminação deve ser removida com uma cabeça de retificação de metal e o eletrodo de tungstênio deve ser retificado; antes da soldagem ou durante o processo de soldagem, a parte oxidada da extremidade do fio de soldagem deve ser cortada antes da soldagem.

7. Uma costura de soldagem deve ser soldada o máximo possível de uma vez. Quando a re-soldagem for necessária após parar a soldagem na metade, ela deve se sobrepor em 10~20 mm. Para soldas multicamadas, antes de prosseguir para a próxima solda, a cor da superfície da solda anterior é verificada, e apenas branco-prateado é permitido; e defeitos como contaminação da superfície e inclusão de escória são completamente removidos. A cratera do arco deve ser preenchida, e a conexão do arco deve ser fundida e penetrada. Geralmente, o método de extinção de arco adota o método de extinção de arco de altura de pilha: quando o arco é fechado, o arco é levantado a uma velocidade constante, e o fio de enchimento é acelerado ao mesmo tempo até que o arco seja extinto, de modo que a costura de soldagem no local de extinção do arco seja parcialmente projetada, e o excesso de altura seja polido se necessário. Este método de extinção de arco funciona melhor quando há um dispositivo de atenuação na máquina de solda.

9. Quando a espessura da costura de soldagem tipo D entre o bico e o invólucro for menor ou igual a 12 mm, o invólucro geralmente deve ser soldado de topo e a altura da borda deve ser de 25 a 30 mm.

10. A espessura da solda t das juntas de Classe C e D não deve ser menor que 0,7 vezes o menor valor das espessuras δ1 e δ2 dos membros em ambos os lados da solda de filete, e não deve ser menor que 3 mm, a menos que especificado de outra forma no desenho. O fundo não excede 10 mm (conforme mostrado na figura abaixo); quando o revestimento ou placa composta é composto com uma solda de filete sobreposta de placa de cobertura, a espessura da placa de cobertura constitui o comprimento lateral L2 da solda de filete. O limite do comprimento lateral, quando L2 Menor ou igual a 4 mm, deve exigir t Maior ou igual a 0,7 L2.

11. A costura de soldagem e o metal base das juntas de Classe C e D devem ter uma transição suave.

12. A superfície da solda e a zona afetada pelo calor devem ser 100% inspecionadas, e não deve haver defeitos como rachaduras, não fusão, poros, crateras de arco, inclusões de escória e respingos, e não deve haver pontos de arco fora da solda.

13. Não deve haver rebaixo na superfície da costura de soldagem do vaso de pressão de alumínio. A profundidade do rebaixo da superfície de solda do vaso de pressão atmosférica não deve ser maior que 0.5mm, o comprimento contínuo do rebaixo não deve ser maior que 100mm, e o comprimento total do rebaixo em ambos os lados da solda não deve exceder 10% do comprimento da solda.

14. Sequência de soldagem do tubo de troca de calor do trocador de calor: montagem da chapa do tubo (o comprimento reservado do tubo de troca de calor não deve ser menor que 4 mm para usinagem posterior); limpeza da extremidade do tubo e da chapa do tubo; expansão do tubo em uma extremidade; soldagem de uma chapa do tubo; usinagem da extremidade não soldada do tubo de troca de calor; expansão do tubo; limpeza da extremidade do tubo e da chapa do tubo; soldagem do lado não soldado do tubo de troca de calor. Ao soldar, a primeira camada geralmente não é soldada com arame (seja a primeira camada submetida a PT ou teste de estanqueidade de acordo com os regulamentos), mas outras camadas devem ser soldadas com arame.

15. A soldagem de alumínio deve prestar atenção à borda romba maior da ranhura, geralmente de 2 a 6 mm. Para juntas com placas de apoio, a borda romba pode ser reduzida adequadamente. Quando a placa de alumínio é fina, a soldagem de topo deve ser considerada para soldagem de topo de borda, como soldagem de borda e sem fio quando for menor ou igual a 3 mm. A soldagem de alumínio pode ser usada para soldagem de dupla face ao mesmo tempo, com ou sem fio na parte traseira, dependendo da situação específica.

Cinco, reparo de solda:

1. Para os defeitos que precisam ser reparados, as causas devem ser analisadas, medidas de melhoria devem ser propostas e o processo de reparo de soldagem deve ser preparado (o equipamento de processamento deve ser considerado para evitar a deformação da soldagem) antes que o reparo possa ser iniciado (a tabela a seguir mostra os defeitos de soldagem e a análise de causa em geral);

2. O número de reparos na mesma parte da solda não deve exceder 2 vezes.

3. Geralmente use uma cabeça de moagem de metal para remover defeitos e chanfros. Se os defeitos forem profundos, a fresagem manual especificada pode ser usada primeiro, e então a superfície da ranhura pode ser polida com uma cabeça de moagem de metal. A ranhura deve ter uma largura uniforme, uma superfície lisa e uma ranhura que seja conveniente para soldagem, e as duas extremidades da ranhura devem ter uma certa inclinação (geralmente não mais do que 1:4).

4. Os defeitos precisam ser removidos antes do reparo, geralmente a confirmação de 100% PT deve ser realizada (se o defeito for uma rachadura, 100% PT deve ser realizado). Ao reparar a soldagem, você só precisa remover todos os defeitos, não cave muito fundo e execute RT se necessário para confirmar que os defeitos foram completamente removidos. Durante a soldagem de reparo, não preencha o fio primeiro e use o arco para derreter o metal na área de soldagem de reparo; após preencher o fio, o arco deve ser ligeiramente inclinado em direção ao fio de soldagem para evitar o superaquecimento do metal na área de soldagem de reparo. tempo para facilitar a fuga de bolhas de hidrogênio da poça de fusão.

5. Os requisitos de desempenho e qualidade da solda reparada devem ser os mesmos da solda original;

6. Os principais defeitos de soldagem do alumínio são poros e rachaduras:

6.1 Causas dos poros: Os poros de soldagem de alumínio são formados principalmente pelo hidrogênio que entra na poça de soldagem. As fontes de hidrogênio incluem: materiais, arame de soldagem, gás de proteção, mecanismo de alimentação de arame, luvas de soldador e alta umidade ambiente, como contaminação do arame de soldagem, película de óxido no material e no próprio arame de soldagem, óleo ou suor no mecanismo de alimentação de arame, etc. Precaução:

6.1.1 O teor de hidrogênio no material e no arame de solda é menor ou igual a 0.4mL/100g;

6.1.2 Manchas de óleo e películas de óxido devem ser removidas da superfície das peças soldadas, e o tempo de armazenamento não deve exceder 4h. Após a limpeza da superfície, cubra a ranhura e ambos os lados com objetos secos, limpos e sem fiapos;

6.1.3 O fio de solda deve ser polido o máximo possível, caso contrário o método de tratamento é o mesmo acima;

6.1.4 Teor de impurezas no gás de proteção: H2 Menor ou igual a 0.0{{10}}1%; O2 Menor ou igual a 0,02%; N2 Menor ou igual a 0,1%; H2O Menor ou igual a 0,02%;

6.1.5 Tubulação de gás de proteção: geralmente são usados ​​tubos de aço inoxidável ou cobre, e tubos de plástico são usados ​​para mangueiras em vez de borracha e outras mangueiras de fácil absorção; Quando o gás de proteção é aquecido, a tubulação deve ser purgada;

6.1.6 Mecanismo de alimentação de arame: não deve haver poluição de óleo, o tubo de alimentação de arame deve ser feito de PTFE ou náilon, e a poluição e a água condensada no tubo devem ser limpas antes da soldagem;

6.1.7 Ambiente no local: a temperatura não deve exceder 25 graus, a umidade relativa não deve exceder 50% e o ambiente deve ser mantido limpo;

6.1.8 Soldadores: as roupas de trabalho devem ser o mais brancas possível, para que a poluição possa ser detectada e limpa a tempo. Ao soldar, preste atenção às manchas de suor e óleo para não contaminar a soldagem novamente;

6.1.9 O teste de soldagem deve ser realizado na placa de teste antes da soldagem para verificar se o gás de proteção e a tubulação são qualificados.

6.1.10 Precauções para procedimentos de soldagem: usar solda dupla