通常,不锈钢衬垫和普通钢衬垫只适用于铝合金平直焊缝的单面焊双面成形。由于5083铝合金硬度较低、易变形,使得这两个铝合金分段在装配过程中难免产生错边,焊缝直线度难以保证;而且,这两个分段有些铝合金结构在使用不锈钢衬垫或普通钢衬垫时由于位置受限难以粘贴。因此,我们提出采用陶瓷衬垫代替不锈钢衬垫和普通钢衬垫。
相对于不锈钢衬垫和普通钢衬垫来讲,陶瓷衬垫更易粘贴,拆卸方便,柔性更好,视粘贴长度需要长短可调,可一定程度上消除焊缝错变量和焊缝直线度对焊缝反面成型的影响,且焊接效率更高,焊接成本降低。试验研究表明,当采用合适的陶瓷衬垫并加上合理的焊接工艺可以做到单面焊双面成形,同时可获得质量较好的铝合金焊缝。
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。
陶瓷衬垫在钢板对接中的运用
钢板对接在钢结构生产过程中是重要的、也是不可避免的工序,钢板对接必须达到全熔透,但是钢板刚度不足,翻面清
根困难且有很大安全隐患,因此采用陶瓷衬垫焊接工艺,具体如下:
(1)提前制作一个板拼接胎架,高出地面500~1000mm,上平面做成屋脊形,目的是便于施工人员在下面粘贴陶瓷衬垫,同时预留反变形量。
(2)在焊缝施工面沿焊缝长度方向每隔500mm左右设置一块码板,目的是控制缝隙宽度均匀性,同时也加强焊缝周围刚度,
减小变形。
(3)从板底面粘贴完成陶瓷衬垫后,道焊接采用人工打底,使两块板连接在一起后将码板切除,打磨平整。
(4)采用自动焊设备进行填充、盖面,完成钢板对接。
陶瓷衬垫采用 CO2 焊打底时, 由于陶瓷衬垫是不导电的, 因此焊速不宜过快, 否则熔池不连续,易熄弧, 造成焊接过程不稳定。 同时在焊接过程中,焊丝应作适当摆动, 在边缘处停留一下, 这样可有效防止未熔合缺陷的产生。 按照 GB/T l1345—2013规定进行超声波探伤, 结果为Ⅰ级。焊接接头力学性能测试结果见表 3, 各项指标均满足 GB 50661—2011 要求, 拉伸试验断口在母材上。
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