CN103111731B - 薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，首先在零件的待焊部位开坡口并进行机械清理，然后进行NaOH溶液和HNO3溶液的化学清洗；再进行熔化极气体保护焊，焊接参数为电流65—95A、电压18±3V、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16±3升/分钟，背面保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为16±3升/分钟。能保证双面焊缝的表面成形质量及双面焊缝的内部质量，避免成形不良、未焊透、气孔、未熔合、烧穿、下塌、夹杂等焊接缺陷。提高了生产效率，降低了返修率，保证了产品质量。

Description

薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金焊接工艺，尤其涉及一种薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法。
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2.5mm的铝合金5083材料的焊接、接头为对接接头的铝合金非型材长管件纵向对接的焊接，在不使用焊接机器人的情况下，均采用单面焊单面成形，该方法焊后接头质量不高，容易引起未焊透、气孔、未熔合、夹杂、下塌及背面成形不良等焊接缺陷，不但焊接接头容易出现失效，并且容易引起整个焊接结构件失效，不易保证产品整体强度，对行车安全造成不良影响。因此，需设计一种新工艺满足此类产品提高产品质量、保证行车安全的要求，同时节约设备成本，比如避免投入焊接机器人等高端焊接设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产效率高、产品质量好的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，包括坡口准备工艺、清理工艺、焊接工艺；
所述坡口准备工艺中，在零件的待焊部位开坡口；
所述清理工艺中，首先采用不锈钢丝刷将待焊部位两侧25mm范围内的氧化物及其它杂质清理干净，然后进行化学清洗；
所述化学清洗包括步骤：
分别配制质量浓度为40-50％的HNO3溶液和50-60℃质量浓度为8-10％的NaOH溶液；
首先，将待焊接零件浸入NaOH溶液中浸泡，取出零件用冷水冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物；
然后，将清洗后的零件放入HNO3溶液中浸泡，取出零件放入水中清洗并清除工件表面的硝酸残留物；
所述焊接工艺中，接头型式为对接，焊接方法为熔化极气体保护焊，焊接参数为电流65—95A、电压18±3V、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16±3升/分钟，背面保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为16±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薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，由于加工了合适的焊接坡口，并且采用机械清理+化学清洗，将待焊部位的氧化膜等杂质进行彻底清理；同时选取了合适的正、背面保护气体流量和合适的焊接速度；保证了双面焊缝的表面成形质量及双面焊缝的内部质量，避免了成形不良、未焊透、气孔、未熔合、烧穿、下塌、夹杂等焊接缺陷的产生，提高了生产效率，降低了返修率，保证了产品质量。
附图说明
图1a为本发明实施例中薄壁铝合金非型材长管件焊接后的端面结构示意图；
图1b为本发明实施例中薄壁铝合金非型材长管件焊接后的侧面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的坡口状态示意图。
图中：1、薄壁铝合金非型材长管件，2、焊缝。
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。
本发明的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，其较佳的具体实施方式是：
包括坡口准备工艺、清理工艺、焊接工艺；
所述坡口准备工艺中，在零件的待焊部位开坡口；
所述清理工艺中，首先采用不锈钢丝刷将待焊部位两侧25mm范围内的氧化物及其它杂质清理干净，然后进行化学清洗；
所述化学清洗包括步骤：
分别配制质量浓度为40-50％的HNO3溶液和50-60℃质量浓度为8-10％的NaOH溶液；
首先，将待焊接零件浸入NaOH溶液中浸泡，取出零件用冷水冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物；
然后，将清洗后的零件放入HNO3溶液中浸泡，取出零件放入水中清洗并清除工件表面的硝酸残留物；
所述焊接工艺中，接头型式为对接，焊接方法为熔化极气体保护焊，焊接参数为电流65—95A、电压18±3V、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16±3升/分钟，背面保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为16±3升/分钟。
所述坡口准备工艺中，坡口型式为单边倒角15°，钝边1.5mm。
所述NaOH溶液的PH值在13-14之间，所述HNO3溶液的PH值为1。
待焊接零件在所述NaOH溶液中浸泡时间是6-8分钟。
待焊接零件在所述HNO3溶液中浸泡的时间是30秒-1分钟。
所述焊接工艺中采用的焊接速度为8.7±0.3mm/s。
所述焊接工艺采用的为规格直径1.2mm的5087焊丝。
所述薄壁铝合金的厚度小于3mm。
所述薄壁铝合金为厚度2.5mm的5083铝合金材料。
本发明为薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接生产在没有焊接机器人等高端焊接设备的情况下，提高了产品质量，提高了生产效率，降低了返修率，具有以下优点和特点：
一、本发明工艺设计采用坡口型式为单边倒角15°，钝边1.5mm，能保证焊缝熔深，不会产生未焊透、下塌等焊接缺陷，并且能保证焊缝成形美观。
二、本发明工艺设计采用机械清理+化学清洗，能将待焊部位的氧化膜等杂质彻底清理，避免产生气孔、未熔合、夹杂等焊接缺陷。
三、本发明工艺设计采用焊缝正面、背面保护气体，能充分保护焊接熔池，保证焊缝双面成形良好，避免产生气孔、下塌等焊接缺陷。
四、本发明工艺设计采用合理的电流、电压，焊接速度，能充分熔化母材金属，保证母材金属熔透，但不产生成形不良、未焊透、气孔、未熔合、下塌、烧穿、夹杂等焊接缺陷，保证产品质量。
五、焊接填充材料规格采用直径1.2mm的焊丝，能保证焊接接头质量，并能保证产品强度要求，最终保证产品质量要求。
具体实施例：
1、将待焊部位开坡口，坡口型式为单边倒角15°，钝边1.5mm。
2、用不锈钢丝刷将待焊部位两侧25mm范围内氧化物及其它杂质清理干净，直至露出金属光泽。
3、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6-8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。
4、将清洗后的待焊接零件烘干。
5、将烘干后的零件放置在工作台上焊接：
焊接方法采用熔化极气体保护焊，焊接参数为电流65—95A、电压18±3V、电流极性采用交流，焊接速度为8.7±0.3mm/s,保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为16±3升/分钟，背面保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为16±3升/分钟。
6、管件第一面长焊缝焊好后，翻转管件，采用同样的焊接参数，焊接第二面。
7、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2.5mm的铝合金5083非型材长管件纵向对接结构时，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)

1.一种薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，其特征在于，包括坡口准备工艺、清理工艺、焊接工艺； 
所述坡口准备工艺中，在零件的待焊部位开坡口； 
所述清理工艺中，首先采用不锈钢丝刷将待焊部位两侧25mm范围内的氧化物及其它杂质清理干净，然后进行化学清洗； 
所述化学清洗包括步骤： 
分别配制质量浓度为40-50％的HNO3溶液和50-60℃质量浓度为8-10％的NaOH溶液； 
首先，将待焊接零件浸入NaOH溶液中浸泡，取出零件用冷水冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物； 
然后，将清洗后的零件放入HNO3溶液中浸泡，取出零件放入水中清洗并清除工件表面的硝酸残留物； 
所述焊接工艺中，接头型式为对接，焊接方法为熔化极气体保护焊，焊接参数为电流65—95A、电压18±3V、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16±3升/分钟，背面保护气体采用纯度≥99.99％的Ar气，气体流量为16±3升/分钟； 
所述薄壁铝合金的厚度小于3mm； 
所述焊接工艺中采用的焊接速度为8.7±0.3mm/s； 
所述焊接工艺采用的为规格直径1.2mm的5087焊丝。 
2.根据权利要求1所述的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，其特征在于，所述坡口准备工艺中，坡口型式为单边倒角15°，钝边1.5mm。 
3.根据权利要求1所述的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，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。 
4.根据权利要求1所述的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，其特征在于，待焊接零件在所述NaOH溶液中浸泡时间是6-8分钟。 
5.根据权利要求1所述的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，其特征在于，待焊接零件在所述HNO3 溶液中浸泡的时间是30秒-1分钟。 
6.根据权利要求1至5任一项所述的薄壁铝合金非型材长管件纵向对接的焊接方法，其特征在于，所述薄壁铝合金为厚度2.5mm的5083铝合金材料。 
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