6.2.1 鋁合金結(jié)構(gòu)焊接工藝應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁及鋁合金氣體保護(hù)焊的推薦坡口》GB/T 985.3、《焊接及相關(guān)工藝方法代號》GB/T 5185、《鋁及鋁合金弧焊推薦工藝》GB/T 22086和《鋁及鋁合金弧焊接頭 缺欠質(zhì)量分級指南》GB/T 22087的規(guī)定,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行工藝試驗(yàn)。
6.2.2 坡口形式和尺寸應(yīng)根據(jù)接頭形式、母材厚度、焊接位置、焊接方法、有無墊板、使用條件及焊接工藝評定的結(jié)果確定,焊接接頭坡口形式與尺寸應(yīng)符合本規(guī)程附錄A的有關(guān)規(guī)定。
6.2.3 當(dāng)鋁合金結(jié)構(gòu)焊接采用大電流密度熔化極氬弧焊時(shí),對接接頭鈍邊可增大,坡口可減小。搭接或T形接頭宜采用焊腳稍小的雙邊連續(xù)焊縫,不宜采用單邊焊縫。
6.2.4 鋁合金結(jié)構(gòu)工程焊接施工中可根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、焊接位置及施工條件,在焊縫背面加臨時(shí)墊板。墊板可使用不銹鋼、碳鋼或銅等對焊縫質(zhì)量無不良影響的材料。焊縫背面加保留墊板時(shí),應(yīng)采用與母材同材質(zhì)的材料。
6.2.5 施焊前可采用下列方法清除焊絲、焊件坡口及其附近表面和墊板表面的油污和氧化膜:
1 用丙酮或四氯化碳等有機(jī)溶劑除去表面油污,坡口兩側(cè)的清除范圍不應(yīng)小于50mm。
2 清除油污后,焊絲應(yīng)采用化學(xué)法,坡口宜采用機(jī)械法或化學(xué)法清除表面氧化膜。
6.2.6 氣焊、碳弧焊用焊粉應(yīng)除去氧化膜及其他雜質(zhì)。
6.2.7 清理好的焊件和焊絲,在焊前應(yīng)保持清潔,并應(yīng)在8h內(nèi)施焊,否則,應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。
6.2.8 不同厚度板材對接時(shí),薄板端面應(yīng)位于厚板端面之內(nèi)。當(dāng)表面錯邊量超過3mm或單面焊焊縫根部錯邊量超過2mm時(shí),應(yīng)將較厚板的一面或兩面加工成斜面。斜面長度應(yīng)大于厚度差,且其坡度不應(yīng)大于1:4(圖6.2.8)。
圖6.2.8 不同厚度板材對接
L——斜坡長度;S1——厚板板厚;S2——薄板板厚;i——斜面坡度 6.2.9 手工鎢極氬弧焊應(yīng)采用交流電。熔化極氬弧焊應(yīng)采用直流電,直流焊接時(shí)焊絲應(yīng)接正極。
6.2.10 鋁合金構(gòu)件焊接時(shí)應(yīng)采取合理的施焊方法和順序,宜進(jìn)行剛性固定,并應(yīng)考慮收縮余量。
6.2.11 鋁合金構(gòu)件焊接應(yīng)確保焊縫熔透和熔合良好。在焊接工藝規(guī)程允許范圍內(nèi)宜采用大電流、快焊速施焊。焊絲的橫向擺動幅度不宜超過其直徑的3倍。
6.2.12 多層焊焊接時(shí)層間溫度不宜高于100℃。鎢極氬弧焊焊厚大于5mm、熔化極焊焊厚大于25mm、焊件溫度低于-10℃等情況下,且從焊縫向焊件的焊接熱輸入低于補(bǔ)償時(shí),宜對焊件進(jìn)行焊前預(yù)熱。
6.2.13 鎢極氬弧焊焊接過程中焊絲端部不應(yīng)離開氬氣保護(hù)區(qū),焊絲送進(jìn)時(shí)與焊縫表面的夾角宜為14°~16°。焊槍與焊縫表面的夾角宜為80°~90°。對厚度不小于4mm的立焊和橫焊焊縫,底層焊接宜采用雙面同步氬弧焊工藝。
6.2.14 焊接過程中,焊層間的氧化膜、過高焊肉及其他焊接缺陷應(yīng)采用機(jī)械法清除。
6.2.15 縱焊縫兩端應(yīng)設(shè)置鋁制的引弧板和引出板。縱、環(huán)焊縫清理弧坑后接續(xù)焊時(shí)宜在引弧板上引燃電弧,待電弧燃燒穩(wěn)定后焊接。
6.2.16 當(dāng)噴嘴上有明顯阻礙氣流流通的飛濺物附著時(shí),應(yīng)清除飛濺物或更換噴嘴。當(dāng)鎢極端部出現(xiàn)污染、形狀不規(guī)則等現(xiàn)象時(shí),應(yīng)修整或更換鎢極。
6.2.17 單層鋁板加勁肋的固定可采用電栓釘,鋁板外表面不得變形、褪色,固定應(yīng)牢固。 條文說明 6.2 焊接工藝
6.2.1 關(guān)于焊接工藝參數(shù),一般焊接標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)資料中都有規(guī)定,但數(shù)值差距往往比較大,很難統(tǒng)一。實(shí)際上工藝參數(shù)可在比較寬的范圍內(nèi)選用,在此范圍內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)什么特殊問題,但選用時(shí)也應(yīng)根據(jù)焊工的施焊經(jīng)驗(yàn)、焊接電流與焊速的配合靈活掌握,必要時(shí)還應(yīng)通過適當(dāng)?shù)暮附釉囼?yàn),將工藝參數(shù)限制在較小的更適合施工條件的范圍之內(nèi)。
根據(jù)國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀,在鋁合金結(jié)構(gòu)焊接中,通常采用兩種惰性氣體保護(hù)電弧焊,即MIG焊和TIG焊。由于TIG焊使用永久鎢極,電流大小受鎢極直徑的限制,故僅適用于較薄構(gòu)件的焊接連接;而MIG焊電極為焊絲本身,可以使用比TIG焊大得多的電流,對構(gòu)件的厚度就沒有限制,可用于厚度50mm以內(nèi)構(gòu)件的焊接連接。
各種牌號鋁或鋁合金的焊接通??蛇x用若干牌號的填充材料。填充材料如選用不當(dāng),往往是產(chǎn)生熱裂縫、接頭強(qiáng)度及塑性低下、耐腐蝕性不良的重要原因。
6.2.4 墊板用于支撐焊縫根部的熔化金屬以防止燒穿和產(chǎn)生未焊透,可降低焊接操作的難度,使用臨時(shí)墊板又可大大減小清理焊根的工作量,故在施工中經(jīng)常采用。焊縫背面加保留墊板,增加了結(jié)構(gòu)的重量和成本,若使用異種金屬材料墊板又有可能對使用造成不利影響,因此應(yīng)征得原設(shè)計(jì)單位同意。
6.2.5~6.2.7 焊絲與坡口表面氧化膜的清除質(zhì)量,對防止焊縫中形成氣孔和未熔合等缺陷是十分重要的。實(shí)踐證明,用機(jī)械法清除坡口表面氧化膜效果較好,一般可采用不銹鋼絲或刮刀進(jìn)行清理,不宜用砂輪或紗布等打磨,因?yàn)樯沉A粼诮饘俦砻?,焊接時(shí)會產(chǎn)生夾渣等缺陷。
機(jī)械法:坡口及其附近表面可用銼削、刮削、銑削或用直徑為0.2mm左右的不銹鋼絲刷清除至露出金屬光澤,兩側(cè)的清除范圍距坡口邊緣不應(yīng)小于30mm,使用的鋼絲刷應(yīng)定期進(jìn)行脫脂處理。
化學(xué)法:用約5%~ 10%的NaOH(700℃)溶液浸泡30s~60s,然后用約15%的HNO3(常溫)浸泡約2min后用溫水洗凈,并使其完全干燥,也可采用其他類似方法。
對已經(jīng)過可靠表面處理,并未被氧化或未受污染的焊絲可直接使用,不需再進(jìn)行上述清理。
焊絲清洗應(yīng)采用整體浸泡,熔焊焊件應(yīng)清洗或清理坡口及其兩側(cè)不小于20mm部分??刹捎没瘜W(xué)法或機(jī)械法(表l、表2)。鋁錳合金及硬鋁氣焊后1h內(nèi)需經(jīng)熱水、鉻酸水溶液清洗,然后熱水洗凈、烘干,以免焊絲被殘留焊劑腐蝕。 表1 鋁合金焊焊前表面清理方法(1)
注:清洗后到焊接的間隔時(shí)間一般不超過24h。
表2 鋁合金焊焊前表面清理方法(2)
6.2.8 關(guān)于焊縫接頭形式及坡口尺寸有關(guān)資料的描述之間有微小的差別,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50236的規(guī)定執(zhí)行。
6.2.9 熔化極氬弧焊采用直流電源反接法施焊,而不采用交流電源或直流電源正接法,手工鎢極氬弧焊應(yīng)采用交流電。
直流反接法熔化極氬弧焊的基本特點(diǎn)是:
1 電弧有陰極霧化作用,熔深大。
2 焊道表面光滑,焊波細(xì)小美觀。
3 電弧有自動調(diào)節(jié)作用。
手工鎢極氬弧焊時(shí),為使電弧既具有清除其周圍基體金屬表面氧化膜的陰極霧化作用,同時(shí)使鎢極具有較大的電流承載能力,施工中采用交流電源。
6.2.11 采用大電流快焊速施焊,是鋁及鋁合金焊接的重要特點(diǎn),是防止和減少焊縫產(chǎn)生氣孔的措施之一。
6.2.12 鋁材焊接均要求較低的層間溫度,即焊前應(yīng)盡量避免進(jìn)行預(yù)熱。層間溫度低不僅有利于焊道表面成形,也有利于防止氣孔產(chǎn)生。為了既保證焊縫接頭質(zhì)量,又能提高生產(chǎn)效率,層間溫度要求控制在100℃之內(nèi)。
對厚度超過5mm需要進(jìn)行焊接前預(yù)熱或焊后熱處理的焊縫,其預(yù)熱或后熱處理溫度一般為100℃~150℃。預(yù)熱區(qū)在焊道兩側(cè),每側(cè)寬度均應(yīng)大于焊件厚度的1.5倍以上,且不應(yīng)小于100mm;后熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行,保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)板厚按每25mm板厚1h確定。
所謂應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱的特殊要求,一般是指:①當(dāng)焊件較厚通過適當(dāng)加大焊接電流仍不能使焊接正常進(jìn)行,即焊接過程中熱量從接頭處傳導(dǎo)的速度快于焊接所能提供的熱量時(shí);②焊件表面存在冷凝水。
6.2.13 在鋁板材焊接施工中,對立焊和橫焊位置底層焊縫的焊接,已廣泛采用手工鎢極雙面同步氬弧焊工藝。與單面焊接相比較,其優(yōu)點(diǎn)是;①可較充分地利用電弧熱量從而降低能耗;②熔池兩面始終處于氬氣保護(hù)下,周圍空氣不易侵入且兩側(cè)的電弧對熔池都存在著攪拌作用,有利于夾雜物、氣體從熔池中分離出去,焊縫質(zhì)量高;③焊后不用清根,生產(chǎn)效率高且焊件變形量小。
6.2.17 單層鋁板固定加勁肋時(shí),可以采用焊接種植螺栓的辦法,但在焊接的部位正面不應(yīng)出現(xiàn)焊接的痕跡,更不能發(fā)生變形、褪色等現(xiàn)象,并應(yīng)焊接牢固。
6.2.2 坡口形式和尺寸應(yīng)根據(jù)接頭形式、母材厚度、焊接位置、焊接方法、有無墊板、使用條件及焊接工藝評定的結(jié)果確定,焊接接頭坡口形式與尺寸應(yīng)符合本規(guī)程附錄A的有關(guān)規(guī)定。
6.2.3 當(dāng)鋁合金結(jié)構(gòu)焊接采用大電流密度熔化極氬弧焊時(shí),對接接頭鈍邊可增大,坡口可減小。搭接或T形接頭宜采用焊腳稍小的雙邊連續(xù)焊縫,不宜采用單邊焊縫。
6.2.4 鋁合金結(jié)構(gòu)工程焊接施工中可根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、焊接位置及施工條件,在焊縫背面加臨時(shí)墊板。墊板可使用不銹鋼、碳鋼或銅等對焊縫質(zhì)量無不良影響的材料。焊縫背面加保留墊板時(shí),應(yīng)采用與母材同材質(zhì)的材料。
6.2.5 施焊前可采用下列方法清除焊絲、焊件坡口及其附近表面和墊板表面的油污和氧化膜:
1 用丙酮或四氯化碳等有機(jī)溶劑除去表面油污,坡口兩側(cè)的清除范圍不應(yīng)小于50mm。
2 清除油污后,焊絲應(yīng)采用化學(xué)法,坡口宜采用機(jī)械法或化學(xué)法清除表面氧化膜。
6.2.6 氣焊、碳弧焊用焊粉應(yīng)除去氧化膜及其他雜質(zhì)。
6.2.7 清理好的焊件和焊絲,在焊前應(yīng)保持清潔,并應(yīng)在8h內(nèi)施焊,否則,應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。
6.2.8 不同厚度板材對接時(shí),薄板端面應(yīng)位于厚板端面之內(nèi)。當(dāng)表面錯邊量超過3mm或單面焊焊縫根部錯邊量超過2mm時(shí),應(yīng)將較厚板的一面或兩面加工成斜面。斜面長度應(yīng)大于厚度差,且其坡度不應(yīng)大于1:4(圖6.2.8)。
圖6.2.8 不同厚度板材對接L——斜坡長度;S1——厚板板厚;S2——薄板板厚;i——斜面坡度 6.2.9 手工鎢極氬弧焊應(yīng)采用交流電。熔化極氬弧焊應(yīng)采用直流電,直流焊接時(shí)焊絲應(yīng)接正極。
6.2.10 鋁合金構(gòu)件焊接時(shí)應(yīng)采取合理的施焊方法和順序,宜進(jìn)行剛性固定,并應(yīng)考慮收縮余量。
6.2.11 鋁合金構(gòu)件焊接應(yīng)確保焊縫熔透和熔合良好。在焊接工藝規(guī)程允許范圍內(nèi)宜采用大電流、快焊速施焊。焊絲的橫向擺動幅度不宜超過其直徑的3倍。
6.2.12 多層焊焊接時(shí)層間溫度不宜高于100℃。鎢極氬弧焊焊厚大于5mm、熔化極焊焊厚大于25mm、焊件溫度低于-10℃等情況下,且從焊縫向焊件的焊接熱輸入低于補(bǔ)償時(shí),宜對焊件進(jìn)行焊前預(yù)熱。
6.2.13 鎢極氬弧焊焊接過程中焊絲端部不應(yīng)離開氬氣保護(hù)區(qū),焊絲送進(jìn)時(shí)與焊縫表面的夾角宜為14°~16°。焊槍與焊縫表面的夾角宜為80°~90°。對厚度不小于4mm的立焊和橫焊焊縫,底層焊接宜采用雙面同步氬弧焊工藝。
6.2.14 焊接過程中,焊層間的氧化膜、過高焊肉及其他焊接缺陷應(yīng)采用機(jī)械法清除。
6.2.15 縱焊縫兩端應(yīng)設(shè)置鋁制的引弧板和引出板。縱、環(huán)焊縫清理弧坑后接續(xù)焊時(shí)宜在引弧板上引燃電弧,待電弧燃燒穩(wěn)定后焊接。
6.2.16 當(dāng)噴嘴上有明顯阻礙氣流流通的飛濺物附著時(shí),應(yīng)清除飛濺物或更換噴嘴。當(dāng)鎢極端部出現(xiàn)污染、形狀不規(guī)則等現(xiàn)象時(shí),應(yīng)修整或更換鎢極。
6.2.17 單層鋁板加勁肋的固定可采用電栓釘,鋁板外表面不得變形、褪色,固定應(yīng)牢固。 條文說明 6.2 焊接工藝
6.2.1 關(guān)于焊接工藝參數(shù),一般焊接標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)資料中都有規(guī)定,但數(shù)值差距往往比較大,很難統(tǒng)一。實(shí)際上工藝參數(shù)可在比較寬的范圍內(nèi)選用,在此范圍內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)什么特殊問題,但選用時(shí)也應(yīng)根據(jù)焊工的施焊經(jīng)驗(yàn)、焊接電流與焊速的配合靈活掌握,必要時(shí)還應(yīng)通過適當(dāng)?shù)暮附釉囼?yàn),將工藝參數(shù)限制在較小的更適合施工條件的范圍之內(nèi)。
根據(jù)國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀,在鋁合金結(jié)構(gòu)焊接中,通常采用兩種惰性氣體保護(hù)電弧焊,即MIG焊和TIG焊。由于TIG焊使用永久鎢極,電流大小受鎢極直徑的限制,故僅適用于較薄構(gòu)件的焊接連接;而MIG焊電極為焊絲本身,可以使用比TIG焊大得多的電流,對構(gòu)件的厚度就沒有限制,可用于厚度50mm以內(nèi)構(gòu)件的焊接連接。
各種牌號鋁或鋁合金的焊接通??蛇x用若干牌號的填充材料。填充材料如選用不當(dāng),往往是產(chǎn)生熱裂縫、接頭強(qiáng)度及塑性低下、耐腐蝕性不良的重要原因。
6.2.4 墊板用于支撐焊縫根部的熔化金屬以防止燒穿和產(chǎn)生未焊透,可降低焊接操作的難度,使用臨時(shí)墊板又可大大減小清理焊根的工作量,故在施工中經(jīng)常采用。焊縫背面加保留墊板,增加了結(jié)構(gòu)的重量和成本,若使用異種金屬材料墊板又有可能對使用造成不利影響,因此應(yīng)征得原設(shè)計(jì)單位同意。
6.2.5~6.2.7 焊絲與坡口表面氧化膜的清除質(zhì)量,對防止焊縫中形成氣孔和未熔合等缺陷是十分重要的。實(shí)踐證明,用機(jī)械法清除坡口表面氧化膜效果較好,一般可采用不銹鋼絲或刮刀進(jìn)行清理,不宜用砂輪或紗布等打磨,因?yàn)樯沉A粼诮饘俦砻?,焊接時(shí)會產(chǎn)生夾渣等缺陷。
機(jī)械法:坡口及其附近表面可用銼削、刮削、銑削或用直徑為0.2mm左右的不銹鋼絲刷清除至露出金屬光澤,兩側(cè)的清除范圍距坡口邊緣不應(yīng)小于30mm,使用的鋼絲刷應(yīng)定期進(jìn)行脫脂處理。
化學(xué)法:用約5%~ 10%的NaOH(700℃)溶液浸泡30s~60s,然后用約15%的HNO3(常溫)浸泡約2min后用溫水洗凈,并使其完全干燥,也可采用其他類似方法。
對已經(jīng)過可靠表面處理,并未被氧化或未受污染的焊絲可直接使用,不需再進(jìn)行上述清理。
焊絲清洗應(yīng)采用整體浸泡,熔焊焊件應(yīng)清洗或清理坡口及其兩側(cè)不小于20mm部分??刹捎没瘜W(xué)法或機(jī)械法(表l、表2)。鋁錳合金及硬鋁氣焊后1h內(nèi)需經(jīng)熱水、鉻酸水溶液清洗,然后熱水洗凈、烘干,以免焊絲被殘留焊劑腐蝕。 表1 鋁合金焊焊前表面清理方法(1)
注:清洗后到焊接的間隔時(shí)間一般不超過24h。
表2 鋁合金焊焊前表面清理方法(2)
6.2.8 關(guān)于焊縫接頭形式及坡口尺寸有關(guān)資料的描述之間有微小的差別,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50236的規(guī)定執(zhí)行。6.2.9 熔化極氬弧焊采用直流電源反接法施焊,而不采用交流電源或直流電源正接法,手工鎢極氬弧焊應(yīng)采用交流電。
直流反接法熔化極氬弧焊的基本特點(diǎn)是:
1 電弧有陰極霧化作用,熔深大。
2 焊道表面光滑,焊波細(xì)小美觀。
3 電弧有自動調(diào)節(jié)作用。
手工鎢極氬弧焊時(shí),為使電弧既具有清除其周圍基體金屬表面氧化膜的陰極霧化作用,同時(shí)使鎢極具有較大的電流承載能力,施工中采用交流電源。
6.2.11 采用大電流快焊速施焊,是鋁及鋁合金焊接的重要特點(diǎn),是防止和減少焊縫產(chǎn)生氣孔的措施之一。
6.2.12 鋁材焊接均要求較低的層間溫度,即焊前應(yīng)盡量避免進(jìn)行預(yù)熱。層間溫度低不僅有利于焊道表面成形,也有利于防止氣孔產(chǎn)生。為了既保證焊縫接頭質(zhì)量,又能提高生產(chǎn)效率,層間溫度要求控制在100℃之內(nèi)。
對厚度超過5mm需要進(jìn)行焊接前預(yù)熱或焊后熱處理的焊縫,其預(yù)熱或后熱處理溫度一般為100℃~150℃。預(yù)熱區(qū)在焊道兩側(cè),每側(cè)寬度均應(yīng)大于焊件厚度的1.5倍以上,且不應(yīng)小于100mm;后熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行,保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)板厚按每25mm板厚1h確定。
所謂應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱的特殊要求,一般是指:①當(dāng)焊件較厚通過適當(dāng)加大焊接電流仍不能使焊接正常進(jìn)行,即焊接過程中熱量從接頭處傳導(dǎo)的速度快于焊接所能提供的熱量時(shí);②焊件表面存在冷凝水。
6.2.13 在鋁板材焊接施工中,對立焊和橫焊位置底層焊縫的焊接,已廣泛采用手工鎢極雙面同步氬弧焊工藝。與單面焊接相比較,其優(yōu)點(diǎn)是;①可較充分地利用電弧熱量從而降低能耗;②熔池兩面始終處于氬氣保護(hù)下,周圍空氣不易侵入且兩側(cè)的電弧對熔池都存在著攪拌作用,有利于夾雜物、氣體從熔池中分離出去,焊縫質(zhì)量高;③焊后不用清根,生產(chǎn)效率高且焊件變形量小。
6.2.17 單層鋁板固定加勁肋時(shí),可以采用焊接種植螺栓的辦法,但在焊接的部位正面不應(yīng)出現(xiàn)焊接的痕跡,更不能發(fā)生變形、褪色等現(xiàn)象,并應(yīng)焊接牢固。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
