一種鋁及鋁合金焊縫的返修方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種鋁及鋁合金設(shè)備或管道的焊縫返修工藝方法。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)一種鋁及鋁合金焊縫的返修方法，包括如下步驟：1）、確定焊件的焊縫處焊接缺陷位置，在缺陷位置形成穿透性開(kāi)口，所述開(kāi)口上設(shè)置坡口，坡口間隙小于等于8毫米；2）、在焊件內(nèi)壁的開(kāi)口處安裝固定或者可移動(dòng)的臨時(shí)襯墊，保持襯墊與焊件內(nèi)壁緊密貼合，所述襯墊采用熔點(diǎn)高于鋁或鋁合金焊件的熔點(diǎn)的非金屬或金屬材料制作，襯墊在焊接過(guò)程中不會(huì)燃燒，襯墊與鋁或鋁合金不存在焊接互溶；3）、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行根部焊道焊接；4）、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行填充焊道和蓋面層焊道焊接。本方法能夠有效的解決鋁或鋁合金的焊接返修問(wèn)題，提高返修的合格率，減少返修次數(shù)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種鋁及鋁合金的焊接方法，特別是涉及一種鋁及鋁合金設(shè)備或管道的焊縫返修工藝方法，適用于工業(yè)純鋁及鋁合金設(shè)備或管道焊縫深埋缺陷的返修焊接。
技術(shù)介紹
由于鋁及鋁合金具有良好的耐蝕性且不會(huì)有鐵污染物料；具有超低溫使用性能(即使在_269°C仍不存在脆性轉(zhuǎn)變)；用它制造設(shè)備和管道具有相對(duì)重量最輕等特點(diǎn)，所以在石油化工、冶金、電力、船舶等行業(yè)的設(shè)備和管道工程中廣泛應(yīng)用。例如目前大多·數(shù)空氣分離裝置的設(shè)備和管道主要采用鋁合金材料；許多化工裝置的腐蝕性物料貯存設(shè)備也大量采用了鋁及鋁合金材料。其中鋁及鋁合金設(shè)備和管道的現(xiàn)場(chǎng)焊接已成為這些工程中至關(guān)重要的施工環(huán)節(jié)。鋁及鋁合金設(shè)備和管道的焊接難題是易出現(xiàn)焊接氣孔、未熔合、未焊透、裂紋等焊接缺陷，加之現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境與條件的限制，造成現(xiàn)場(chǎng)焊接一次合格率較低，返修量較大。鋁及鋁合金熔點(diǎn)低、在高溫下流動(dòng)性強(qiáng)，易導(dǎo)致產(chǎn)生塌陷、焊瘤等缺陷，根部焊道成形困難。焊接熔池金屬由固態(tài)變成液態(tài)時(shí)沒(méi)有明顯的色澤變化，使焊工不易分辨出熔池和母材，容易產(chǎn)生焊接缺陷。采用砂輪機(jī)等工具打磨缺陷時(shí)很容易掩蓋混淆尚未清除的缺陷，造成老缺陷不易清除干凈。由于大尺寸設(shè)備和管道焊接熱裂紋傾向大，焊接熔池凝固時(shí)容易產(chǎn)生縮孔、縮松、熱裂紋及較高的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)進(jìn)行這些缺陷的焊接返修時(shí)，隨著鋁焊縫的焊接返修次數(shù)增加，造成焊縫晶粒粗大，焊縫反復(fù)加熱造成其軟化程度加重，不僅影響接頭強(qiáng)度，而且焊縫成形越來(lái)越困難，焊接缺陷也隨之增多。因此返修過(guò)程中新的缺陷產(chǎn)生也成為鋁及鋁合金焊接返修十分頭痛的問(wèn)題，而且隨著返修次數(shù)增多，新缺陷出現(xiàn)的機(jī)率也加大。因此，對(duì)于鋁及鋁合金設(shè)備和管道的焊接，必須有效解決其焊接返修問(wèn)題，提高返修合格率，減少返修次數(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)便的鋁及鋁合金焊縫的返修方法，能夠有效的解決鋁或鋁合金的焊接返修問(wèn)題，提高返修的合格率，減少返修次數(shù)。本專(zhuān)利技術(shù)，包括如下步驟I)、確定焊件的焊縫處焊接缺陷位置，在缺陷位置形成穿透性開(kāi)口，所述開(kāi)口上設(shè)置坡口，坡口間隙小于等于8毫米，坡口位于焊件外壁上；2)、在焊件內(nèi)壁的開(kāi)口處安裝固定或可移動(dòng)的臨時(shí)襯墊，保持襯墊與焊件內(nèi)壁緊密貼合，所述襯墊采用熔點(diǎn)高于鋁或鋁合金焊件的熔點(diǎn)的非金屬或金屬材料制作，襯墊在焊接過(guò)程中不會(huì)燃燒，襯墊與鋁或鋁合金不存在焊接互溶；3)、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行根部焊道焊接；4)、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行填充焊道和蓋面層焊道焊接。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述開(kāi)口的長(zhǎng)度在100毫米至600毫米之間。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述襯墊采用不銹鋼制作。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述步驟2)中，襯墊通過(guò)夾具固定在焊件內(nèi)壁的開(kāi)口處。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述步驟3)中，隨著焊接電弧的不斷向前移動(dòng)，所述襯墊也被控制著同步向前移動(dòng)，從而完成根部焊道的焊接。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述步驟4)中，在焊接橫焊位置的蓋面層時(shí)，采用由上向下或上下交替的窄焊道焊接。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述步驟2)中，所述襯墊從焊件的 開(kāi)口處伸入，緊貼焊件內(nèi)壁的起弧處，在所述步驟3)中，從開(kāi)口的一端開(kāi)始焊接，隨著焊接電弧的不斷向前移動(dòng)，所述襯墊也被控制著同步向前移動(dòng)，當(dāng)焊接到接近該開(kāi)口的另一端時(shí)，暫停焊接，保留一個(gè)豁口，將襯墊從豁口內(nèi)取出，然后在豁口處采用鎢極氬弧焊填加焊絲進(jìn)行堆焊，將該豁口堆焊成不熔合的縫隙線(xiàn)，最后加大焊接電流，用氬弧加熱熔化該縫隙線(xiàn)，使熔池金屬均勻地向組對(duì)縫隙里滲透，同時(shí)添加少量焊絲，把縫隙線(xiàn)充分地熔合。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述襯墊的厚度小于等于3毫米。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述豁口的長(zhǎng)度為10-40毫米。本專(zhuān)利技術(shù)，其中所述豁口處堆焊時(shí)采用窄焊道焊接。本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本專(zhuān)利技術(shù)利用鋁及鋁合金材料軟、容易切削加工的特性，采用圓盤(pán)合金刀片等工具，對(duì)焊接缺陷部位的焊縫進(jìn)行打磨切除，形成局部穿透性的開(kāi)口，分別采取內(nèi)加不銹鋼臨時(shí)襯墊的組合焊接法和無(wú)間隙焊接法完成補(bǔ)焊。本專(zhuān)利不僅方法簡(jiǎn)單、適用，焊工容易掌握，而且可防止鋁及鋁合金焊縫同一部位多次返修出現(xiàn)軟化等現(xiàn)象，很好地解決了返修前后的新、老氣孔和裂紋等焊接缺陷問(wèn)題，可大大提高一次返修合格率，保證焊縫一次返修合格率98%以上(常規(guī)返修方法的一次返修合格率為70%左右)，減少了返修次數(shù)，避免了因多次返修造成焊接接頭強(qiáng)度的降低，提高了返修工效，返修成本大為降低。下面結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖I為本專(zhuān)利技術(shù)固定襯墊時(shí)的焊接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)移動(dòng)襯墊時(shí)的焊接結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)主要用于對(duì)于焊接缺陷的返修，特別是用于缺陷深埋于焊縫根部或接近于根部1/2以?xún)?nèi)的深埋型焊接缺陷的返修。本方法利用鋁及鋁合金材料軟、容易切削加工的特性，采用圓盤(pán)合金刀片等工具，對(duì)焊接缺陷部位的焊縫進(jìn)行打磨切除，形成穿透性的開(kāi)口，分別采取內(nèi)加襯墊的組合焊接法完成補(bǔ)焊。其具體操作過(guò)程為I )、確定焊件的焊縫處焊接缺陷位置，在缺陷位置形成穿透性開(kāi)口，在開(kāi)口上設(shè)置坡口，坡口間隙小于等于8毫米，坡口位于焊件外壁上。(I)確定一次性返修的焊縫長(zhǎng)度(一次性開(kāi)口長(zhǎng)度)，長(zhǎng)度不低于IOOmm，不超過(guò)600mm。當(dāng)需返修的焊縫長(zhǎng)度大于600mm時(shí),應(yīng)進(jìn)行分段返修,每段長(zhǎng)度不超過(guò)600mm。(2)確定缺陷位置，用圓盤(pán)合金刀片等工具對(duì)焊接缺陷部位的焊縫進(jìn)行打磨切除，形成局部穿透性的開(kāi)口。在切割打磨時(shí)，要控制焊縫的切割深度，當(dāng)切割至只剩下一點(diǎn)薄皮時(shí)，使用扁刀破開(kāi)，將薄皮取出，防止切割雜物進(jìn)入設(shè)備或管道內(nèi)部影響清潔度。(3)用內(nèi)磨機(jī)修整出符合焊接要求的坡口形狀和尺寸。當(dāng)坡口間隙過(guò)大時(shí)，先在兩側(cè)坡口上堆焊長(zhǎng)肉，然后修整坡口，保證坡口間隙在8毫米以?xún)?nèi)。(4)對(duì)于開(kāi)口長(zhǎng)度為400 600mm的焊縫的返修，應(yīng)加裝工裝夾具，防止焊接變形。2)、在焊件內(nèi)壁的開(kāi)口處安裝襯墊，保持襯墊與焊件內(nèi)壁緊密貼合，襯墊采用熔點(diǎn)高于鋁或鋁合金焊件的熔點(diǎn)的非金屬或金屬材料制作，襯墊在焊接過(guò)程中不會(huì)燃燒。 其中襯墊可以采用陶瓷或耐火磚或者銅或者鋼等材料制作，本實(shí)施例中在焊件內(nèi)壁的開(kāi)口處安裝不銹鋼襯墊，保持襯墊與焊件內(nèi)壁緊密貼合( I)對(duì)方便于焊后拆除襯墊的返修焊縫(如轉(zhuǎn)動(dòng)焊口)，如圖I所示，沿整個(gè)開(kāi)口部位臨時(shí)安裝不銹鋼襯墊1，并用夾具2固定在焊件3上。襯墊的厚度小于等于3毫米，一般為2-3mm，寬度20_30mm，長(zhǎng)度比開(kāi)口長(zhǎng)度大30_50mm，通過(guò)工裝夾具臨時(shí)固定在設(shè)備或管道的內(nèi)壁上。焊工利用不銹鋼固定襯墊作為焊接襯托，從坡口側(cè)進(jìn)行補(bǔ)焊，保持熔融金屬不下墜和良好熔合、成形，完成整個(gè)開(kāi)口部位根部焊縫的單面焊雙面成形的過(guò)程。(2)對(duì)不方便于拆除襯墊的返修焊縫(如現(xiàn)場(chǎng)管道固定焊口)，或者當(dāng)返修焊縫的局部部位不方便安裝固定襯墊時(shí)，使用不銹鋼襯墊移動(dòng)焊接，由助手(另一人)從焊縫外側(cè)通過(guò)開(kāi)口處將襯墊伸入到焊縫內(nèi)側(cè)緊貼內(nèi)壁，或者助手直接進(jìn)入焊件內(nèi)部將襯墊緊貼焊件內(nèi)壁。其中襯墊的厚度小于等于3mm,以方便移動(dòng)。襯墊的厚度可為2mm、2. 5mm或3mm。襯墊的寬度可為5mm、10mm、15mm、20mm、25mm或30mm,以方便于從不同尺寸的豁口中自由取出。3 )、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行根部焊道焊接。(I)當(dāng)采用臨時(shí)固定襯墊時(shí)，焊工在襯有不銹鋼襯墊的坡口內(nèi)自始至終采用手工鎢極氬弧焊方法進(jìn)行根部焊道焊接。采用的焊接電流和起弧方法應(yīng)防止擊穿、擊傷不銹鋼襯墊，防止本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋁及鋁合金焊縫的返修方法，其特征在于：包括如下步驟：1）、確定焊件的焊縫處焊接缺陷位置，在缺陷位置形成穿透性開(kāi)口，所述開(kāi)口上設(shè)置坡口，坡口間隙小于等于8毫米，所述坡口位于焊件外壁上；2）、在焊件內(nèi)壁的開(kāi)口處安裝固定或可移動(dòng)的臨時(shí)襯墊，保持襯墊與焊件內(nèi)壁緊密貼合，所述襯墊采用熔點(diǎn)高于鋁或鋁合金焊件的熔點(diǎn)的非金屬或金屬材料制作，所述襯墊在焊接過(guò)程中不會(huì)燃燒，所述襯墊與鋁或鋁合金不存在焊接互溶；3）、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行根部焊道焊接；4）、采用鎢極氬弧焊方式進(jìn)行填充焊道和蓋面層焊道焊接。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏節(jié)文，陳家林，蘇玉賢，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)化學(xué)工程第三建設(shè)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：