冷箱检修中铝合金管道的焊接及无损检测

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1、冷箱检修中铝合金管道的焊接及无损检测　　【摘要】本文根据空分装置检修中发生的问题，对铝镁合金管道对接焊缝的焊接及其X射线无损检测中的技术问题进行了讨论，其中对铝合金的焊接过程中产生的焊接缺陷进行了阐述，对X射线无损检测的技术参数进行了阐述。【关键词】冷箱；焊接；无损检测中图分类号：TK226文献标识码：A一、前言根据空分装置检修中焊缝存在的问题进行分析，对接焊缝的焊接缺陷主要是气孔超标。本文讨论了铝镁合金管道对接焊缝缺陷的产生及预防，铝镁合金管道对接焊缝X射线无损检测中的技术问题，阐述了X射线无损检测的技术参数。二、焊接缺陷铝及铝镁合金的焊接气孔主要是氢气孔。

2、铝在液态时能大量吸收和溶解氢，在熔融状态下溶解度为0．0069ml／g，而高温凝固状态下为0．00036ml／g，前后相差近20倍。铝的导热系数很大，在相同焊接工艺条件下，其冷却速度为钢的4～7倍，使金属结晶加快，焊接熔池在快速冷却过程中，氢的溶解度急剧下降，此时析出大量过饱和气体，氢气来不及析出在焊缝金属中形成气孔①。6铝合金的导热系数大，冷却速度快，熔池的一次结晶速度也快。其线膨胀系数是钢的2倍，凝固时的体积收缩率为6．5％左右。所以铝合金焊缝的内应力及焊接接头刚性拘束力都较大。若组对时应力过大，复杂的受力状态会使焊缝产生热裂纹。铝及铝镁合金在高温下随温度

3、的不断升高，其抗拉强度会越来越低，在400℃时，它的抗拉强度仅为9．8N／mm2。当温度升到熔化温度时，抗拉强度几乎为0，已不能支撑自身的质量。接近熔化温度时，铝本身几乎没有塑性。达到熔化状态时，液态铝的流动性又非常强。焊接速度过漫，熔池温度过高，焊接小管径及薄壁管可导致合金元素烧损，这种过烧会产生结晶组织氧化和疏松。焊件的焊前表面处理也是影响焊接质量的1个因素，焊件表面氧化膜清除不彻底、存有油污等杂质，焊接电流小、电弧过长、速度过快，都可以使焊接熔化温度不够而造成根部未焊透。氧化膜和其它夹渣物的存在，可使其焊缝强度降低。焊件组对质量和施焊位置也对铝镁合金管件

4、的焊接质量尤为重要。组对间隙过小、钝边过大、坡口角度太小及错边量超标等，极易在立焊和仰焊位置产生根部未熔合。空分管道多数是弯头，其厚度多大于直管段厚度，虽然经厚度过渡，但两边单位体积不同，导热量和散热量也有所不同，如果不注意焊枪角度和焊丝位置角度的调整，很容易形成单边根部未焊透。6三、焊接工艺及措施1、清理焊件和焊丝，保证其施焊表面无污物和氧化膜，选择纯度较高与母材接近的焊丝，焊丝必须按规定进行清洗和烘干。尽量选用大直径焊丝。2、氩气的纯度在99．99％以上，其水分的含量小于0．08％，必要时应进行干燥处理。3、引弧时不允许钨棒与工件接触引弧，不得在母材或焊缝

5、区直接进行，应将钨极在引弧板上燃烧炽热后，再到焊缝处引弧。因为冷的钨棒极易引起爆破喷钨造成熔池夹钨，影响焊缝质量。熄弧操作正确与否直接影响焊缝质量和成型美观。因此，要求熄弧时应将弧坑填满，缩小熔池，避免产生缩孔，终点的结合处应多焊20～30毫米。4、选择稍大一点的焊接线能量，控制好焊接速度与送丝的位置、深度、角度和方式。施焊前应适当预热，尽量缩短加热时间和熔池停留时间。根据工件的厚度和形状尺寸选择适当的预热温度，以减缓冷却速度，降低接头的内应力。可采取自由伸缩或加固点焊，附加背板、引弧板、收弧板以及收弧时采用衰减电流填满弧坑等方法。65、送丝操作、焊丝的添加和

6、焊枪的运行动作应配合好，焊口表面尚未达到熔化温度时，焊丝的末端不应处于电弧区的氩气保护层内。待熔池加热到一定的温度，处于流动状时，立即将焊丝送入熔池。熔池宜小些、送丝速度可快些，尤其是不加衬圈的焊口。在局部有间隙时，则送丝速度要更快些，连续推送，否则易造成烧穿。6、在定位焊和开始焊接时，必须保证不烧焦或烧熔不锈钢垫环，如若不然会影响X射线无损检测对缺陷的评定。因此在引弧时不得直接指向垫环，应偏向一侧或者对准放入焊缝间隙的焊丝，形成熔池后，就可避免垫环烧穿。四、铝合金管道焊缝射线探伤方法根据JB/T4730-2005标准的规定：对于直径较大可以在内壁贴片的管子对

7、接焊缝应采用单壁单投影透照；对于D0�100mm的管子对接焊缝应采用双壁单影透照；对于D0≤100mm,满足T（壁厚）≤8mm，且g（焊缝宽度）≤D0/4时，应采用双壁双影透照.对于预制口以及可以在内壁贴片的固定口，按常规方法进行探伤不存在问题。对于D0�100mm内壁无法贴片的固定口，如果外径不太大（如￠159），按常规方法应将近源的上焊缝撇出底片而将片侧的下焊缝留下，为保证纵向裂纹的检出率，射线源的倾斜角θ不大于15°。在实际探伤中，由于铝合金垫板的宽度在30～40mm,6不锈垫板的宽度在22～25mm，如果保证θ＜15°，那么由于垫板过宽，在透照时射线势

8、必在穿过下焊缝和下面两个垫板的同时，有