CN102922098A - 铝合金厚板焊接的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金厚板焊接的方法，包括清洗工艺、预热工艺、焊接工艺；清洗工艺采用化学清洗，将待焊接零件浸入8-10％的NaOH溶液中浸泡10分钟以上后，放入40-50％的HNO3溶液中浸泡30秒-1分钟；采用感应加热设备，预热温度为230℃～250℃；焊接工艺中，接头型式为角接，焊接方法为非熔化极钨极气体保护焊，焊接参数为电流250-290A、电流极性采用交流，保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为10±3升/分钟。焊接变形小、焊后校正难度低，能提高产品质量、提高生产效率、大大降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金板焊接工艺，尤其涉及一种铝合金厚板焊接的方法。
背景技术
目前铁路干线动车组、交流大功率电力机车等机车上，板厚为15mm的热处理强化铝合金6082材料的焊接工艺、接头为角接接头的热处理强化铝合金结构件的焊接工艺均采用熔化极气体保护焊，该方法焊接变形大，不易保证产品尺寸，焊后校正难度大，质量不易保证、生产效率低；同时该方法采用的三元气体（氩气、氦气、氮气）消耗量大，制造成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高产品质量、提高生产效率、降低制造成本的铝合金厚板焊接的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的铝合金厚板焊接的方法，包括清洗工艺、预热工艺、焊接工艺；
所述清洗工艺采用化学清洗，包括步骤：
分别配制50-60℃质量浓度为8-10％的NaOH溶液和质量浓度为40-50％的HNO3溶液；
将待焊接零件浸入NaOH溶液中浸泡10分钟以上，取出零件用冷水冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物；
将清洗后的零件放入HNO3溶液中浸泡30秒-1分钟，取出零件放入水中清洗并清除工件表面的硝酸残留物；
所述预热工艺中，预热设备采用感应加热设备，预热温度为230℃～250℃；
所述焊接工艺中，接头型式为角接，焊接方法为非熔化极钨极气体保护焊，焊接参数为电流250-290A、电流极性采用交流，保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为10±3升/分钟。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的铝合金厚板焊接的方法，由于采用非熔化极气体保护焊，焊接变形小、焊后校正难度低、能提高产品质量、提高生产效率；由于采用焊接大电流、预热温度高的方法，能充分熔化母材金属，保证母材金属熔透，不产生焊接缺陷，保证产品质量；由于采用氩气（100％Ar，纯度≥99.99％）保护气体，比三元气体（氩气、氦气、氮气）成本低，能实现降成本；由于采用化学清洗的方法清洗母材表面的氧化膜及其它杂质，该清洗方法清理彻底，不易造成气孔、夹杂等焊接缺陷，能保证产品质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的铝合金厚板焊接的方法，其较佳的具体实施方式是：
包括清洗工艺、预热工艺、焊接工艺；
所述清洗工艺采用化学清洗，包括步骤：
分别配制50-60℃质量浓度为8-10％的NaOH溶液和质量浓度为40-50％的HNO3溶液（HNO3溶液不限定温度）；
将待焊接零件浸入NaOH溶液中浸泡10分钟以上，取出零件用冷水冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物；
将清洗后的零件放入HNO3溶液中浸泡30秒-1分钟，取出零件放入水中清洗并清除工件表面的硝酸残留物。
所述NaOH溶液的PH值在13-14之间，所述HNO3溶液的PH值为1。
所述预热工艺中，预热设备采用感应加热设备，预热温度为230℃～250℃。
所述焊接工艺中，接头型式为角接；焊接方法为非熔化极钨极气体保护焊；焊接参数为电流250-290A、电流极性采用交流；保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气；气体流量为10±3升/分钟。
所述焊接工艺采用的填充材料为5087，填充材料为规格直径3.2mm的焊丝。
所述焊接工艺采用3层焊缝，层间温度为200℃。
所述铝合金厚板的板厚大于10mm。
所述铝合金厚板为板厚15mm的热处理强化铝合金6082材料。
本发明为铝合金厚板材料的焊接生产提高了产品质量、提高了生产效率、降低了制造成本，具有以下优点和特点：
一、本发明工艺设计采用非熔化极气体保护焊，焊接变形小，焊后校正难度低，能提高产品质量，提高生产效率。
二、本发明工艺设计采用焊接大电流，预热温度高的方法，能充分熔化母材金属，保证母材金属熔透，不产生焊接缺陷，保证产品质量。
三、本发明工艺设计采用氩气（100％Ar，纯度≥99.99％）保护气体，比三元气体（氩气、氦气、氮气）成本低，能实现降成本。
四、本发明工艺设计采用化学清洗的方法清洗母材表面的氧化膜及其它杂质，该清洗方法清理彻底，不易造成气孔、夹杂等焊接缺陷，能保证产品质量。
五、焊接填充材料规格采用直径3.2mm的焊丝，能保证根部熔透，并能保证产品强度要求，最终保证产品质量要求。
六、因母材厚度大，需要焊接三层，层间温度控制在200℃。该层数能保证角接接头的力学性能、结构强度；该层间温度能保证母材熔透、又不使温度过高降低母材强度；最终能很好的保证产品质量。
具体实施方式：
1、分别配制50-60℃含8-10％NaOH（火碱）溶液和HNO3（硝酸）40-50％的溶液；将待焊接零件浸入NaOH（火碱）中浸泡10分钟，每批浸洗前，首先用PH试纸检测NaOH（火碱），其PH值应在13-14之间，PH值不足规定时，可随时加入适量的NaOH，使PH值达到规定值；从碱溶液中取出零件后，用冷水冲洗。清除工件表面上的NaOH（火碱）残留物，将清洗后的零件放入硝酸溶液中浸泡，时间为30秒-1分钟，但不得超过1分钟。每批浸洗前用PH试纸检测硝酸浓度值，PH值应为1，PH值不足规定时，可随时加入适量的硝酸，使PH值达到规定值；将零件从硝酸溶液中取出，放入水中清洗，清除工件表面的硝酸残留物。
2、将清洗后的待焊接零件烘干。
3、将烘干后的零件用感应加热器将待焊部位进行预热，预热温度范围是230℃～250℃。
4、将预热后的零件放置在工作台上焊接：
第一层采用非熔化极钨极氩弧焊，电流调节范围为250-290A、电流极性采用交流，保护气体采用100％Ar（纯度≥99.99％）；气体流量为10±3升/分钟。
待第一层焊缝表面温度降低至200℃时，进行第二层焊接，电流调节范围为250-290A、电流极性采用交流，保护气体采用100％Ar（纯度≥99.99％）；气体流量为10±3升/分钟。
待第二层焊缝表面温度降低至200℃时，进行第三层焊接，电流调节范围为250-290A、电流极性采用交流，保护气体采用100％Ar（纯度≥99.99％）；气体流量为10±3升/分钟。
5、将焊好的零件放置在工作台上自然冷却。
在上述发明焊接工艺指导下，焊接厚度为15mm的热处理强化铝合金6082结构件产品时，完全满足图纸的设计要求，包括设计强度要求、焊接质量要求、产品验收要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种铝合金厚板焊接的方法，其特征在于，包括清洗工艺、预热工艺、焊接工艺；
所述清洗工艺采用化学清洗，包括步骤：
分别配制50-60℃质量浓度为8-10％的NaOH溶液和质量浓度为40-50％的HNO3溶液；
将待焊接零件浸入NaOH溶液中浸泡10分钟以上，取出零件用冷水冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物；
将清洗后的零件放入HNO3溶液中浸泡30秒-1分钟，取出零件放入水中清洗并清除工件表面的硝酸残留物；
所述预热工艺中，预热设备采用感应加热设备，预热温度为230℃～250℃；
所述焊接工艺中，接头型式为角接，焊接方法为非熔化极钨极气体保护焊，焊接参数为电流250-290A、电流极性采用交流，保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为10±3升/分钟。
2.根据权利要求1所述的铝合金厚板焊接的方法，其特征在于，所述NaOH溶液的PH值在13-14之间，所述HNO3溶液的PH值为1。
3.根据权利要求1所述的铝合金厚板焊接的方法，其特征在于，所述焊接工艺采用的填充材料为5087，填充材料为规格直径3.2mm的焊丝。
4.根据权利要求3所述的铝合金厚板焊接的方法，其特征在于，所述焊接工艺采用3层焊缝，层间温度为200℃。
5.根据权利要求1至4任一项所述的铝合金厚板焊接的方法，其特征在于，所述铝合金厚板的板厚大于10mm。
6.根据权利要求5所述的铝合金厚板焊接的方法，其特征在于，所述铝合金厚板为板厚15mm的热处理强化铝合金6082材料。
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