[發(fā)明專利]鋁鎂合金焊接方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110676331.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN113664339A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高國(guó)民;詹華;趙明剛;張俊;田二杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)化學(xué)工程第十四建設(shè)有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/167
• 分類號(hào): B23K9/167;B23K9/235;B23K9/32;B23K33/00
• 代理公司: 南京科闊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32400
• 代理人: 蘇興建

一種鋁鎂合金焊接方法，包括步驟：1)鋁鎂合金板材焊接工藝及控制方法設(shè)計(jì)：1.1)采用手工鎢極雙面同步氬弧焊；打底焊均采用雙面同步焊進(jìn)行；焊絲選擇融化溫度低于母材的填充金屬；1.2)設(shè)計(jì)特定的接頭及坡口形式；1.3)設(shè)計(jì)特定的焊接工藝參數(shù)；2)鋁鎂合金焊接過程及檢驗(yàn)：2.1)提出特定的焊接施工環(huán)境要求以及焊件及焊材清理要求；同時(shí)對(duì)鎂合金板進(jìn)行提前預(yù)熱；2.2)焊接過程中，設(shè)計(jì)特定的焊接作業(yè)工藝；2.3)對(duì)焊縫提出高質(zhì)量要求；2.4)焊接完成后及時(shí)處理焊縫及其附近的焊渣。本焊接方法從通過對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行焊接參數(shù)優(yōu)化，制定最優(yōu)的施工方案，提高焊接效率、提高經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鋁鎂合金焊接方法。

背景技術(shù)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和新材料科技的發(fā)展，各種新型材料廣泛應(yīng)用，其中鋁鎂合金因其獨(dú)特的耐腐蝕、低溫強(qiáng)度高、質(zhì)輕、持久耐用等性能，在現(xiàn)代制造業(yè)、大型船舶、國(guó)防建設(shè)、航空航天、電子信息和娛樂器材業(yè)等制造領(lǐng)域大放光彩，尤其在石油化工和低溫工程的應(yīng)用上備受青睞，廣泛應(yīng)用于管道制作和其他強(qiáng)度高、耐腐蝕性工業(yè)。但由于鋁鎂合金質(zhì)堅(jiān)量輕但壁薄的特點(diǎn)，與其他黑色金屬管道的焊接相比具有特殊性，因而一次焊接合格率極低，極大的浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力。

目前，鋁鎂合金在管道中的焊接合格率略高于50％，為此提高管道焊接的合格率，是一個(gè)亟待解決的問題。其表面的氧化膜三氧化二鋁和氧化鎂，氧化鎂可以吸收較多的水分，焊接過程中分解生成氫，同時(shí)鋁鎂合金的導(dǎo)熱性很大，熔合區(qū)中金屬冷卻速度很快，均不利于氣泡的散出，因而在焊接過程中極易產(chǎn)生氣孔；三氧化二鋁和氧化鎂均為難溶氧化物，且密度和鋁鎂合金的密度接近，故在熔融狀態(tài)下不易溶化的氧化物就難以浮出熔池表面而形成夾雜。另外，鋁鎂合金的線膨脹系數(shù)是鋼鐵的2倍，因此易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，這也是鋁鎂合金產(chǎn)生熱裂紋的原因。綜上所述，由于鋁鎂合金材料的特性，導(dǎo)致在焊接時(shí)極易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋三類缺陷，據(jù)統(tǒng)計(jì)，氣孔約占缺陷總數(shù)的69.4％，未熔合和夾渣約占總數(shù)的21.8％，裂紋約占5.6％。

在工程中，對(duì)于如鋁鎂合金料倉(cāng)這類具有體積較大、壁厚較薄、強(qiáng)度較小、焊接難度大等特點(diǎn)的設(shè)備，使得其在焊接時(shí)容易出現(xiàn)氣孔、夾雜和裂紋等缺陷，給工程質(zhì)量帶來了一定的影響且會(huì)造成一定經(jīng)濟(jì)損失，因此現(xiàn)場(chǎng)制造料倉(cāng)時(shí)需要優(yōu)化了鋁鎂合金焊接工藝參數(shù)，有效消除焊縫中的缺陷，才能保證工程質(zhì)量，提高焊接合格率。

發(fā)明內(nèi)容

近年來，容器用鋁及鋁合金材料，由于良好的耐蝕性能、力學(xué)性能、物理性能及較高的性價(jià)比廣泛應(yīng)用于空分裝置的制氧設(shè)備，料倉(cāng)和其他化工工程中。鋁鎂合金與碳鋼等黑色金屬相比具有特殊的物理和化學(xué)性能，而鋁鎂合金的焊接質(zhì)量則是設(shè)備或管道能否安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。

鋁鎂合金的焊接方法很多，幾乎各種焊接方法都可以用于焊接鋁鎂合金，但是鋁鎂合金對(duì)各種焊接方法的適應(yīng)性不同，氣焊和電弧焊設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，氣焊可用于對(duì)焊接質(zhì)量要求不高的薄板和鑄件的補(bǔ)焊，焊條電弧焊可用于鋁合金鑄件的補(bǔ)焊。根據(jù)特定條件下的工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)及施工過程中的質(zhì)量控制對(duì)提高施工效率有著較大的影響。

本發(fā)明提出一種鋁鎂合金的焊接方法：包括步驟：

1)鋁鎂合金板材焊接工藝及控制方法設(shè)計(jì)

1.1)焊接方法

1.1.1)采用手工鎢極雙面同步氬弧焊；

1.1.2)打底焊均采用雙面同步焊進(jìn)行；

1.1.3)焊絲選擇融化溫度低于母材的填充金屬；

1.2)接頭及坡口形式

鋁鎂合金板材厚度是8～16mm；坡口是單V型坡口；坡口角60°～80°，組對(duì)間隙b ≤1～2mm，鈍邊即底層厚度是1～2mm。

1.3)焊接工藝參數(shù)

焊接工藝參數(shù)如下表所示：