Explicación completa y detallada de los procedimientos de soldadura para aluminio y aleaciones de aluminio

UNO. Materiales para soldar:

1) La pureza del gas argón para soldadura es mayor o igual al 99,99%, el punto de rocío es menor o igual a -55 grado y debe cumplir con los requisitos de GB/T4842 o GB10624. No debe usarse cuando la presión del argón embotellado sea menor o igual a 0.5Mpa. (El contenido de nitrógeno en el gas argón es mayor o igual a {{10}}.04%, de lo contrario se producirá nitruro de magnesio y poros de color amarillo claro o verde hierba en la superficie de la soldadura; el contenido de oxígeno es mayor o igual al 0,03%, de lo contrario se pueden encontrar puntos negros densos y arcos en la superficie del baño fundido. Salpicaduras inestables y grandes; contenido de agua Mayor o igual al 0,07%, el baño fundido hervirá y producirá poros en la soldadura).

2) El electrodo de soldadura manual de arco de tungsteno y argón adopta un electrodo de tungsteno de cerio. El diámetro del electrodo debe seleccionarse de acuerdo con el tamaño de la corriente de soldadura (generalmente un electrodo de tungsteno que es un tamaño más grande que la especificación requerida por la corriente de soldadura), y el extremo del electrodo debe ser hemisférico (el método para hacer el hemisferio: use un tamaño más grande que la especificación requerida por la corriente de soldadura) Para el electrodo de tungsteno No. 1, muela el extremo en forma cónica, sostenga el electrodo verticalmente, use una corriente 20~30A más grande que la corriente requerida por el electrodo de tungsteno para iniciar un arco en la placa de prueba y manténgalo durante unos segundos, la punta del electrodo de tungsteno es hemisférica. Si el electrodo de tungsteno está contaminado por aluminio, debe volver a pulirse o reemplazarse; cuando está ligeramente contaminado, se puede aumentar la corriente para hacer que el arco arda en la placa de prueba por un tiempo, lo que puede quemar los contaminantes):

3) Cuando se utiliza MIG para soldar aleaciones de aluminio, dado que el alambre de soldadura de aluminio es relativamente blando, para evitar morder el alambre de soldadura, no se permite la rueda de alimentación de alambre con engranajes, y no se debe utilizar el tipo de alambre de empuje; la manguera de alimentación de alambre no está permitida para utilizar un tubo de resorte en su lugar. Utilice politetrafluoroetileno o nailon, de lo contrario la manguera se contaminará o bloqueará debido al pulido. MIG generalmente utiliza polaridad inversa de CC.

4) La función principal del fundente es eliminar la película de óxido y otras impurezas. Al usarlo, se puede hacer una pasta con alcohol anhidro o colocar directamente el polvo fundente en la ranura y en ambos lados. Al soldar soldaduras de filete, se deben seleccionar aquellos fundentes que sean fáciles de eliminar la escoria después de la soldadura; los fundentes para aleaciones de aluminio y magnesio no deben contener componentes de sodio.

5) Al soldar diferentes grados de materiales de aluminio, cuando no se especifican los planos ni los procesos, el material del alambre de soldadura debe seleccionarse de acuerdo con el metal base con mejor resistencia a la corrosión y menor nivel de resistencia. Al soldar aleaciones de aluminio resistentes a la corrosión, como aleaciones de aluminio y magnesio o aleaciones de aluminio y manganeso, es aconsejable utilizar alambres de soldadura con un contenido de magnesio o manganeso similar o ligeramente superior al del metal base. El alambre de soldadura se puede seleccionar de GB/T10585 "Alambre de soldadura de aluminio y aleación de aluminio", y también se puede seleccionar de GB/T3190 "Composición química del aluminio deformado y aleación de aluminio" y GB/T3197 "Alambre de aluminio y aleación de aluminio para varilla de soldadura".

Tabla 1 Alambre de soldadura para soldadura de aluminio del mismo grado

Tabla 2 Alambre de soldadura para alambre de soldadura de aluminio diferente

Tabla 3 Selección de alambre de soldadura para diferentes materiales y requisitos de rendimiento

Nota: El alambre de soldadura de aluminio ER cumple con el estándar estadounidense ANSI/AWS A5.10

DOS. Soldadores de soldadura:

Deberán aprobar el examen de acuerdo con lo dispuesto en el Apéndice A de las "Reglas para el Examen de Soldadores de Envases de Aluminio".

TRES. Preparación antes de soldar:

1) En el procesamiento de ranuras de aluminio se deben utilizar métodos mecánicos (incluido el cizallamiento). Si se utiliza el método de llama de plasma, no se deben eliminar menos de 3 mm de la parte descolorida mediante procesamiento mecánico. La superficie de las ranuras después del procesamiento debe ser plana y lisa, sin grietas, capas divididas, inclusiones, rebabas, rebabas ni colores de óxido. La superficie de la ranura debe tener un brillo metálico blanco plateado; si es necesario, se debe realizar un PT al 100% en la ranura y dentro de un rango de no menos de 50 mm en ambos lados.

2) La superficie del alambre de soldadura, la ranura y sus lados dentro de un rango de no menos de 50 mm deben limpiarse (incluyendo la eliminación de la película de óxido de la superficie, la escala, la contaminación y el color de óxido no calificado). El pulido se puede hacer con un cepillo de alambre de acero inoxidable de φ0.15~0.2, un cabezal de pulido de metal (es decir, una fresa eléctrica), una fresadora de disco manual, una lima (debe ser una lima especial en forma de arco para aluminio), un raspador y acetona (un paño blanco humedecido en acetona debe estar limpio, no use un paño de algodón o hilo de algodón para evitar pelusa al limpiar), pero debe tenerse en cuenta que estas herramientas deben limpiarse antes de su uso y se debe tener cuidado de no presionar la película de óxido en el material base durante la limpieza, así que no use demasiada fuerza al limpiar; Sin embargo, no está permitido utilizar una muela abrasiva o papel de lija común para moler, porque el material de aluminio es muy blando, lo que hace que las partículas de arena permanezcan en el material de aluminio y es probable que se produzcan defectos como poros e inclusiones de escoria después de la soldadura.

3) Para piezas procesadas en caliente subcontratadas, como cabezales, etc., en principio, se debe realizar un PT del 100 % en la superficie del material de aluminio después de ingresar a la fábrica y, si es necesario, se debe realizar RT en las piezas no determinadas.

4) La superficie del alambre de soldadura se puede frotar con un cepillo de alambre de acero inoxidable o papel de lija de aceite limpio; el alambre de soldadura con una capa gruesa de óxido en la superficie necesita una limpieza química después de lijarlo antes de soldarlo. Limpieza química: remojar en una solución de NaOH al 70 grado, 5%~10% durante aproximadamente 0,5~3 minutos, luego enjuagar con agua limpia, luego remojar con una solución de HNO3 al 15% a temperatura ambiente durante aproximadamente 1~2 minutos, enjuagar con agua tibia y luego usar un secador de pelo de mano (no se puede usar un compresor de aire, porque hay agua y aceite en el aire) secarlo y luego ponerlo en un horno para secarlo a 100 grados antes de usarlo. Este método también se puede utilizar para aluminio.

5) El alambre de soldadura limpio y las piezas de soldadura deben mantenerse limpias y secas, y las piezas de soldadura no deben tocarse ni soplarse con las manos. Los soldadores generalmente usan guantes de soldadura blancos y no usan guantes sucios por miedo a problemas; Limpie y la contaminación local se puede limpiar nuevamente; es mejor cubrir ambos lados de la ranura con papel blanco. Generalmente, la soldadura debe realizarse inmediatamente después de la limpieza mecánica. Si no se suelda dentro de las 4 horas posteriores a la limpieza, debe limpiarse nuevamente antes de soldar.

6) El montaje de la soldadura debe ser preciso. Si el montaje no es bueno, se debe considerar la posibilidad de reemplazar las piezas en lugar de ensamblarlas a la fuerza para evitar una tensión excesiva. Antes de la soldadura formal, se debe verificar el tamaño de la ranura y la soldadura se puede realizar solo después de pasar la prueba.

7) El alambre de soldadura seleccionado para la soldadura por puntos y las medidas tecnológicas adoptadas son las mismas que las del proceso de soldadura.

8) La soldadura a tope no debe tener defectos como grietas, poros e inclusiones de escoria, de lo contrario, se debe quitar y volver a soldar. La nueva soldadura debe realizarse en el área cercana en lugar de la soldadura por puntos en el lugar original; cuando el espacio de soldadura a tope no se especifica en el proceso, puede ser de 2 a 4 mm.

9) Para la soldadura por puntos que se fundirá en la soldadura permanente, se debe asegurar la penetración y eliminar la capa de óxido en su superficie (solo se permite blanco plateado), y hacer que la transición de ambos extremos de la soldadura sea suave para facilitar la formación del arco, de lo contrario se debe recortar. Al soldar sobre piezas frías, el arco debe detenerse por un tiempo al comienzo de la soldadura, y cuando el borde del metal base comience a fundirse, se debe agregar soldadura de alambre a tiempo para asegurar la penetración del punto de soldadura inicial.

10) Al soldar la costura longitudinal, la placa de ignición del arco y la placa de escape del arco deben colocarse en ambos extremos de la soldadura. La placa de ignición del arco y la placa de escape del arco están hechas de aluminio del mismo grado y espesor que la pieza soldada. Trate de evitar cráteres de arco al soldar costuras circunferenciales.

11) Durante el proceso de soldadura, si el punto de soldadura de posicionamiento se agrieta, lo que provoca la dislocación del borde de la placa o el cambio del espacio, la soldadura debe detenerse inmediatamente y se puede continuar después de la reparación.

12) Durante el proceso de soldadura, la ceniza negra y los óxidos en la superficie de la soldadura superior deben limpiarse primero con un cepillo de alambre. Al soldar, preste atención al cráter, es decir, el extremo del arco. El arco puede iniciarse a 10 ~ 20 mm de distancia del extremo de inicio de la soldadura y luego regresar rápidamente al extremo de inicio para soldar. La primera capa se suelda en línea recta. Para obtener una buena forma, las otras capas se pueden balancear lateralmente durante la soldadura y detenerse un poco en ambos lados para facilitar la fusión.

13) El aluminio es propenso a deformarse y colapsar durante la soldadura, por lo que los accesorios y las placas de respaldo deben fabricarse de manera específica antes de soldar. Cuando se utiliza un accesorio, generalmente es necesario sujetar los lados frontal y posterior de las piezas, y la rigidez y la fuerza de sujeción del accesorio deben ser moderadas, porque si el accesorio es demasiado pequeño, no se puede obtener el efecto de control de la deformación. La fuerza de apriete debe ser de 350 kg/100 mm. El accesorio de aluminio blando puede ser de acero al carbono o acero inoxidable, lo que puede ralentizar la disipación del calor; el material de aluminio reforzado puede estar hecho de accesorio de aluminio, lo que puede mejorar la disipación del calor. Las abrazaderas de costura longitudinal se pueden utilizar con teclas de piano, y la costura circular se puede utilizar con abrazaderas de abultamiento hidráulicas. Al ensamblar la costura longitudinal, el espacio se puede aumentar adecuadamente para que haya espacio para la contracción después de la soldadura; La costura anular (incluidas las bridas circulares, bridas, etc.) debe dejarse con algunos bordes escalonados o tirados invertidos, porque la brida colapsará y se deformará después de la soldadura. El material de la placa de respaldo es generalmente acero inoxidable o acero al carbono, y la placa de respaldo puede estar hecha de grafito para la soldadura de materiales de aluminio con bajos requisitos. La elección del material de la placa de respaldo también debe considerar el efecto sobre la velocidad de enfriamiento de la soldadura. Cuando la placa de aluminio es gruesa o el espacio de montaje de la placa de respaldo es grande, el espacio se puede sellar con barro de arcilla y quitar después de la soldadura. El tamaño de la placa de respaldo puede ser el siguiente:

Cuatro, requisitos de soldadura:

1. Los soldadores autorizados deben soldar de acuerdo con los documentos de procedimiento de soldadura y otros documentos.

2. Cuando en el entorno de soldadura se produzca una de las siguientes situaciones, se deberán adoptar medidas de protección eficaces, de lo contrario no se permitirá la soldadura:

1) El entorno de soldadura no está limpio, con polvo y humo;

2) La velocidad del viento del entorno de soldadura es mayor o igual a 1,5 m/s;

3) La humedad relativa del ambiente de soldadura es superior al 80%;

4) Trabajos al aire libre bajo la lluvia o la nieve;

5) La temperatura de soldadura es inferior a 5 grados;

3. La soldadura de productos de aluminio se realiza en un sitio especial, y el sitio debe estar cubierto con goma o franela; al soldar, debe mantenerse alejado de las aberturas de ventilación, puertas y ventanas para evitar afectar el efecto de protección del gas.

4. La soldadura de aluminio mediante arco de tungsteno y argón manual generalmente utiliza corriente alterna para producir el efecto de atomización del cátodo; la soldadura por arco de argón con electrodo de fusión utiliza una conexión inversa de corriente continua. Cuando se utiliza soldadura de corriente continua debido a limitaciones del equipo, suele haber una capa de película de óxido o incluso ceniza negra en la superficie de la soldadura, que se puede limpiar con un cepillo de alambre o un trapo. La película blanca formada en la superficie de la soldadura debido a residuos de fundente u oxidación se puede limpiar con un cepillo de alambre o un trapo con agua caliente.

5. Precalentamiento antes de soldar: Debido a la fuerte conductividad térmica del aluminio, cuando el espesor de la soldadura manual con arco de tungsteno y argón es superior a 10 mm, se debe precalentar antes de soldar, pero no debe superar los 100 grados, y la temperatura entre capas durante la soldadura no debe superar los 100 grados. Se puede calentar con llama o placa de infrarrojos lejanos según la situación específica.

6. Durante el proceso de soldadura, el punto de llenado del alambre de soldadura no debe ubicarse directamente debajo del arco, sino que debe ubicarse en el borde del baño de fusión, aproximadamente a 0.5~1.0 mm de distancia de la línea central del arco, y el punto de llenado del alambre de soldadura no debe estar más alto que la superficie del baño de fusión o en el arco. Balancee hacia abajo y horizontalmente para evitar afectar la fusión del metal base, destruir la protección de gas y oxidar el metal; cuando se retira el alambre de soldadura, no exponga el extremo del alambre de soldadura a la zona de protección de gas, para evitar que el extremo del alambre de soldadura se oxide y luego se alimente al baño de metal fundido. Durante la soldadura, si el electrodo de tungsteno toca el metal de soldadura, la soldadura debe detenerse inmediatamente, la contaminación debe eliminarse con un cabezal de pulido de metal y el electrodo de tungsteno debe volver a pulirse; antes de soldar o durante el proceso de soldadura, la parte oxidada del extremo del alambre de soldadura debe cortarse antes de soldar.

7. La soldadura debe realizarse en la mayor cantidad posible de una sola vez. Cuando sea necesario volver a soldar después de detener la soldadura a la mitad, debe superponerse entre 10 y 20 mm. En el caso de las soldaduras multicapa, antes de proceder a la siguiente soldadura, se verifica el color de la superficie de la soldadura anterior y solo se permite el blanco plateado; y se eliminan por completo los defectos como la contaminación de la superficie y la inclusión de escoria. Se debe rellenar el cráter del arco y se debe fusionar y penetrar la conexión del arco. En general, el método de extinción del arco adopta el método de extinción del arco de altura de chimenea: cuando el arco está cerrado, el arco se eleva a una velocidad constante y el alambre de relleno se acelera al mismo tiempo hasta que el arco se extingue, de modo que la costura de soldadura en el lugar de extinción del arco sobresale parcialmente y, si es necesario, se pule la altura sobrante. Este método de extinción del arco funciona mejor cuando hay un dispositivo de atenuación en la máquina de soldar.

9. Cuando el espesor de la costura de soldadura tipo D entre la boquilla y la carcasa es menor o igual a 12 mm, la carcasa generalmente debe soldarse a tope y la altura del borde debe ser de 25 a 30 mm.

10. El espesor de soldadura t de las uniones de Clase C y D no debe ser menor que 0,7 veces el valor menor de los espesores δ1 y δ2 de los elementos en ambos lados de la soldadura de filete, y no debe ser menor que 3 mm, a menos que se especifique lo contrario en el plano. El fondo no excede los 10 mm (como se muestra en la figura siguiente); cuando el revestimiento o la placa compuesta está compuesta con una soldadura de filete traslapada de placa de cubierta, el espesor de la placa de cubierta constituye la longitud lateral L2 de la soldadura de filete. El límite de la longitud lateral, cuando L2 es menor o igual a 4 mm, debe requerir que t sea mayor o igual a 0,7 L2.

11. La costura de soldadura y el metal base de las uniones de clase C y D deben tener una transición suave.

12. La superficie de la soldadura y la zona afectada por el calor deben inspeccionarse al 100% y no deben existir defectos como grietas, falta de fusión, poros, cráteres de arco, inclusiones de escoria y salpicaduras, y no debe haber puntos de arco fuera de la soldadura.

13. No debe haber socavadura en la superficie de la costura de soldadura del recipiente a presión de aluminio. La profundidad de la socavadura de la superficie de soldadura del recipiente a presión atmosférica no debe ser mayor que 0.5 mm, la longitud continua de la socavadura no debe ser mayor que 100 mm y la longitud total de la socavadura en ambos lados de la soldadura no debe exceder el 10% de la longitud de la soldadura.

14. Secuencia de soldadura del tubo de intercambio de calor del intercambiador de calor: montaje de la placa de tubos (la longitud reservada del tubo de intercambio de calor no debe ser inferior a 4 mm para el mecanizado posterior); limpieza del extremo del tubo y de la placa de tubos; expansión del tubo en un extremo; soldadura de una placa de tubos; mecanizado del extremo no soldado del tubo de intercambio de calor; expansión del tubo; limpieza del extremo del tubo y de la placa de tubos; soldadura del lado no soldado del tubo de intercambio de calor. Al soldar, la primera capa generalmente no se suelda con alambre (ya sea que la primera capa se someta a pruebas de PT o de hermeticidad de acuerdo con las regulaciones), pero las otras capas deben soldarse con alambre.

15. La soldadura de aluminio debe prestar atención al borde romo más grande de la ranura, generalmente de 2 a 6 mm. Para las uniones con placas de respaldo, el borde romo se puede reducir adecuadamente. Cuando la placa de aluminio es delgada, se debe considerar la soldadura a tope para la soldadura a tope del borde, como la soldadura de borde y sin alambre cuando es menor o igual a 3 mm. La soldadura de aluminio se puede utilizar para la soldadura de doble cara al mismo tiempo, con o sin alambre en la parte posterior, según la situación específica.

Cinco, reparación de soldadura:

1. Para los defectos que necesitan ser reparados, se deben analizar las causas, se deben proponer medidas de mejora y se debe preparar el proceso de reparación de soldadura (se debe considerar el equipo de procesamiento para evitar la deformación de la soldadura) antes de que se pueda comenzar la reparación (la siguiente tabla muestra los defectos de soldadura y el análisis de causas en general);

2. El número de reparaciones en la misma parte de la soldadura no debe exceder de 2 veces.

3. Generalmente, se utiliza un cabezal de pulido de metal para eliminar defectos y biseles. Si los defectos son profundos, se puede utilizar primero el fresado manual especificado y luego se puede pulir la superficie de la ranura con un cabezal de pulido de metal. La ranura debe tener un ancho uniforme, una superficie lisa y una ranura que sea conveniente para soldar, y los dos extremos de la ranura deben tener una cierta pendiente (generalmente no más de 1:4).

4. Los defectos deben eliminarse antes de la reparación, generalmente se debe realizar una confirmación PT del 100% (si el defecto es una grieta, se debe realizar una PT del 100%). Al reparar la soldadura, solo necesita eliminar todos los defectos, no excave demasiado profundo y realice RT si es necesario para confirmar que los defectos se han eliminado por completo. Durante la soldadura de reparación, no llene el alambre primero y use el arco para fundir el metal en el área de soldadura de reparación; después de llenar el alambre, el arco debe estar ligeramente sesgado hacia el alambre de soldadura para evitar el sobrecalentamiento del metal en el área de soldadura de reparación. tiempo para facilitar el escape de burbujas de hidrógeno del baño fundido.

5. Los requisitos de rendimiento y calidad de la soldadura reparada deben ser los mismos que los de la soldadura original;

6. Los principales defectos de soldadura de aluminio son los poros y las grietas:

6.1 Causas de los poros: Los poros de soldadura de aluminio se forman principalmente por el hidrógeno que entra en el baño de soldadura. Las fuentes de hidrógeno incluyen: materiales, alambre de soldadura, gas de protección, mecanismo de alimentación de alambre, guantes de soldador y alta humedad ambiental, como contaminación del alambre de soldadura, película de óxido en el material y el alambre de soldadura en sí, aceite o sudor en el mecanismo de alimentación de alambre, etc. Precaución:

6.1.1 El contenido de hidrógeno en el material y el alambre de soldadura es menor o igual a 0,4 ml/100 g;

6.1.2 Las manchas de aceite y las películas de óxido deben eliminarse de la superficie de las piezas soldadas y el tiempo de almacenamiento no debe superar las 4 horas. Una vez limpia la superficie, cubra la ranura y ambos lados con objetos secos, limpios y sin pelusa;

6.1.3 El alambre de soldadura debe pulirse lo más posible, de lo contrario el método de tratamiento es el mismo que el anterior;

6.1.4 Contenido de impurezas en el gas protector: H2 Menor o igual a 0.0{{10}}1%; O2 Menor o igual a 0,02%; N2 Menor o igual a 0,1%; H2O Menor o igual a 0,02%;

6.1.5 Tubería de gas protector: generalmente se utilizan tuberías de acero inoxidable o cobre, y se utilizan tuberías de plástico para las mangueras en lugar de mangueras de goma y otras mangueras de fácil absorción; Cuando se calienta el gas protector, se debe purgar la tubería;

6.1.6 Mecanismo de alimentación de alambre: no debe haber contaminación de aceite, el tubo de alimentación de alambre debe estar hecho de PTFE o nailon, y la contaminación y el agua condensada en el tubo deben limpiarse antes de soldar;

6.1.7 Ambiente en el sitio: la temperatura no debe exceder los 25 grados, la humedad relativa no debe exceder el 50% y el ambiente debe mantenerse limpio;

6.1.8 Soldadores: la ropa de trabajo debe ser lo más blanca posible, para que la contaminación pueda detectarse y limpiarse a tiempo. Al soldar, preste atención a las manchas de sudor y aceite para no volver a contaminar la soldadura;

6.1.9 Se debe realizar una soldadura de prueba en la placa de prueba antes de soldar para verificar si el gas de protección y las tuberías están calificados.

6.1.10 Precauciones para los procedimientos de soldadura: utilizar doble