大型箱體焊接變形的控制方法

解決問題的途徑

     通過工藝分析及焊接變形影響因素的分析，采取了以下措施控制焊接變形，保證幾何尺寸。

1   下料時焊縫坡口所在板通過計算和試驗，寬度方向合理留出焊接收縮量。由于焊縫橫向產生橫向縮短，產生橫向收縮大約為焊縫截面平均寬度的10%。焊縫產生縱縮短，在長度方向留出合理余量（一般為20mm），構件制作完畢后，進行二次下料。

2   減小主焊縫的坡口截面尺寸，降低受熱量。

      箱型構件四角主焊縫設計采用50°單邊V型坡口，鈍邊2mm，組隊間隙2mm的焊縫形式。在保證焊縫質量的前提下，實際采用45°±5°V型坡口, 從而減小了主焊縫的坡口截面，降低了受熱量，減少了焊縫收縮量。

3   減小焊接線熱能

       箱型內部原采用手工電弧焊，現(xiàn)改用線熱能較低的CO2氣體保護焊，四角主焊縫采用CO2氣體保護焊打底兩遍, 埋弧自動焊蓋面一遍，改變了圖紙全部埋弧自動焊焊接的工藝，有效降低了焊接線熱能。

4   確定合理的施焊順序

4.1    采用對稱焊接：箱型構件四角主焊縫及縱向加肋板都是對稱布置，施焊中采用對稱焊接。

4.2    內部橫向短肋板先用胎具制作成隔板框，保證尺寸的準確性，減小組對成箱型整體后內部焊接量。

4.3    筋板、橫隔板與箱體構件的焊縫采用分段、分散對稱焊，減小變形。長直焊縫采用分段退焊法，每段焊縫長度為350mm。

4.4    嚴格工藝規(guī)范：為確保構件加工質量，每次施工前，必須通過分析和試驗，確定合理的施工工藝方案。

  確定所必須的工裝配置。

  焊接工藝參數(shù)的確定：焊接材料、焊接設備、焊接人員、焊道清理、焊接順序、焊接電源、焊接電壓、焊接速度。

  減小焊接變形及應力采取的措施：采用分段、分散對稱焊。對每一具體構件規(guī)定嚴格的焊接順序。

  制定檢驗規(guī)程：規(guī)定各項質量控制點的檢驗內容、方法、手段及檢驗標準。

鋁合金薄板焊接技巧：

鋁合金薄板焊接很多人都當成一個不可完成的任務。在初中時，老師用稀硫酸溶液腐蝕鋁線時，發(fā)現(xiàn)鋁電線發(fā)毛，其實就是硫酸破壞了鋁合金表面的三氧化二鋁薄膜，讓鋁的化學反應速度低于溶劑腐蝕速度。3“先破后立”法鑄鐵件用普通碳素鋼焊條焊接時，很容易產生裂紋，用鑄鐵焊條又不經濟。如果鋁沒有三氧化二鋁膜保護，不用多大的溫度鋁是可以焊接的。網上上賣的goot助焊水，差不多與硫酸銅差不多，反應為鋁的表面有紅色物質析出,溶液由藍色逐漸變?yōu)闊o色.反應的化學方程式：2Al 3CuSO4=Al2(SO4)3 3Cu，目的就是去掉金屬表面的氧化膜。

通常要破壞Al2O3膜必須要較高的溫度<300度，如果用激光焊、弧焊、氣保焊來點焊或拖（有些稱拉焊）焊，很容易造成鋁合金薄板熱變形，使工件成為廢品。焊接加工技術需要更新，并且以人為本為出發(fā)點，也盡可能的取代切削加工的方法，因為切削加工會發(fā)出很大的噪聲對人身的傷害非常的大，因此需要對焊接加工進行更新與推廣。我通過研究和實驗發(fā)現(xiàn)可采用復合焊接方法解決鋁合金焊接，并且鋁合金薄板也不會變形。以焊接鋁合金盒為例。

1. 線切割四片鋁合金薄板；并用0號砂紙將鋁合金邊沿打磨一下后清洗干凈；（零件加工）

2.用雙組份酸脂膠涂在要焊接的鋁合金盒邊沿將四壁粘上，用工裝固定成型，精度在20絲內；（固形）

3.低溫加熱鋁合金板。將硅橡膠加熱片用夾子緊貼鋁板四角，加熱10分鐘，后用毛筆蘸上硫酸銅溶液或goot焊接（水）助劑，涂摸在鋁合金邊沿，用恒溫電烙鐵六面錫焊。

4. 加強。取出加熱片，一天時間固化完成。

如何在滿足鋁鎂合金材料使用的前提下，消除焊縫中的氣孔是鋁鎂合金焊接工藝質量前提保證，也是我們在日常工作中需要正視的問題。

     1 氣孔形成及其主要因素

　　1.1 氣孔形成

　　氣孔從本質上來說，是由于焊接時在熔池凝固形成過程當中，尚有部分未來得及逃逸的氣體殘留在焊接金屬之中，在一般情況下，氣體可能是空氣、一氧化tan、氫氣和氮氣等等；鋁鎂合金主要成分是鋁摻入少量的鎂而制作出來的材料，加入鎂是為了保證鋁美合金的硬度，其中不含碳，因而沒有一氧化tan的形成；同時氮氣與鋁及其合金不能相溶，故也沒有氮氣氣孔形成的可能。我們常說的鋁美合金焊縫的氣體就是氫氣孔。高溫蒸汽封孔，志盛威華高溫涂料專家長期對鋁和鋁合金封孔處理經驗看，原理和沸水封孔一樣，優(yōu)點：速度快、水質的依賴性小、少出現(xiàn)白灰、褪色風險小。探究氫氣孔的來源，我們可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)是水分解而來，其中空氣中的水分、焊接材料以及母材表面氧化膜吸附的水分等，都是有可能造成氫氣孔形成的原因，因而在實際過程當中水的因素可以間接的理解為氣孔形成的因素。

　　1.2 影響氣孔形成的主要因素

　　1.2.1 材料特性

　　從化學性能上分析，一方面氫在高溫時能大量的溶解于液態(tài)鋁之中，一旦溫度下降溶解量減少，導致在鋁鎂合金焊接完成以后，有大量的氫氣析出；由于熔池快速凝固，致使部分氫氣或者其他混合氣體來不及逃逸而形成了大量的氣泡。另一方面鋁鎂合金散熱性好、密度低對氣體的析出產生制約；加上在焊接高溫下，鋁鎂合金和空氣發(fā)生化學反應，生成氧化鎂和三氧化二鋁覆蓋于焊接體表面，其中氧化鎂吸水性很強，這也是氣泡產生的主要原因之一。（4）飛濺過多可能為焊接參數(shù)選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當調整功率的大小來改變焊接參數(shù)，調節(jié)氣體配比儀來調整混合氣體比例，調整焊槍與工件的相對位置。即使用TIG焊也不能有效地去除其水分，因而使得鋁鎂合金焊接氣孔在所難免，這在實際的操作當中，應該引起重視。

　　1.2.2 氣的流量與純度

　　從操作上看，氣的流量是影響熔池保護效果的一個非常重要參數(shù)；如果氣的流量較小，沖擊焊接環(huán)境中空氣較少，相對保護熔池能力較差；氣的流量大，一方面造成生產成本加大，另一方面有可能使得強氣流在熔池周圍停留時間過短，造成大量空氣的介入，造成保護區(qū)失去保護的意義，更易使得焊縫產生氣孔。氣的純度也是主宰焊接質量的一個重要因素，純度低，意味著雜質多，也就增加了弧柱氣氛中氫的含量， 從而降低陰極霧化效果，這也是不利的因素。焊件坡口周圍需要進行清洗工作，在焊接操作范圍內一般采用鋼絲刷焊件表面的污垢和氧化膜，必要的時候采用冰酮清洗，直至污垢和氧化膜消除，為焊接創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。在實際焊接工藝當中，由于操作人員知識的有限，不懂得其實際性的理論和知識，對氣流量與純度的影響產生忽略，造成焊接質量的缺失，這是我們要防范的。

　　1.2.3 焊接工藝

　　焊接工藝講究步驟和流程的合理性，其中包括坡口準備、組對方式等等，以及焊接工藝參數(shù)的正確性；如果坡口位置不對或是焊件組對存在縫隙，很容易造成空氣的涌入。焊接參數(shù)要調整和變化，也對氣體逸出和溶入熔池產生相當大的影響。大型焊接加工廠生產的產品，產品種類多，產品型號齊全，可以滿足不同需要，并在使用過程中獲得非常不錯的使用效果。焊接速度過慢，無疑使得氫氣的容量較大，造成氫氣氣孔的產生。焊接速度過快，容易在工程質量上不能得到保證。在實際過程當中，操作人員應該通過不斷的實踐來摸索鋁鎂合金焊接經驗，通常情況下我們可以發(fā)現(xiàn)，用較快的焊接速度加上較大的焊接電流可以有效的阻止氣孔的產生。

　　1.2.4 焊接操作技術

　　焊接操作技術無疑也是保證鋁鎂合金焊接質量的保證之一；由于現(xiàn)代工程具有較為復雜的操作環(huán)境，因此對焊接操作人員提出了較高的要求，焊接操作技術與理論知識和實際操作經驗密切相關，這是內在的要求；而外部空間的局限有可能會造成實施焊接操作時不當或者難度加大，焊接槍口與工作表面不能保持正確的角度，角度大小的變化有可能使得氣挺度不足，造成缺陷。鎢極伸出長度過長、電弧過長或不穩(wěn)等，都有可能使得焊縫產生氣孔，造成焊縫質量得不到有效的保障。焊接加工技術所涉及的技術與配套技術門類是一項龐大而復雜的系統(tǒng)工程，因此需要有專門的技術人員與技師來從事作業(yè)，配合精沖所需要的工作。這就需要焊接操作者需要運用理論知識和經驗來進行分析和探討；一般來說在約束環(huán)境下，水平管仰焊接頭部位可采用交叉接頭法，有利于焊縫質量的保證，避免氣孔的產生。

　　1.2.5 其它影響因素

　　焊縫質量受到眾多因素的影響，除我們闡述的材料特性、氣的流量與純度、焊接工藝、焊接操作技術原因之外，還有環(huán)境溫差、濕度的變化以及工具保養(yǎng)、焊絲產品質量都是影響操作質量結果的重要方面，在實際操作之前或之中，要保持常態(tài)戒備狀態(tài)、加強質量保證意識，維護鋁鎂合金焊接的工程的質量結果。而且主封孔劑為無機鹽，穩(wěn)定性好，容易控制，滿足國家的環(huán)保要求。