合金鋁冷凝器的氬弧焊接工藝 氬焊機

　　：鋁制冷凝器是生產車間的主要設備，用於二硫化碳氬焊機的回收，由於該設備運行一段時間就會發生泄漏，每兩年就需更換。該設備是制約生產長周期安全穩定運行的瓶頸，通過充分的論證、調研，查閱資料，分析認為，主要原因是焊口的承力低。提出了用熔化極氬弧焊代替鎢極氬焊機藝，焊接鋁制冷凝器6台，經一年多的生產運行檢驗，效果優異。
　　一、引言
　　鋁制冷凝器，用於CS2氣體的回收，原工藝是采用手工鎢極氬弧焊，其缺點是（1）焊道厚度小，熔深淺，承力低，該設備使用不到一年，因焊縫受到熱脹冷縮的拉應力作用在焊口處發現開裂。（2）手工鎢極氬弧焊焊接施工條件差，因管板較厚（30mm），施焊時需要將管板用氣焊預熱200℃以上，方能焊接。（3）焊接的效率低。為此我們進行了用熔化極氬弧焊（MIG）代替鎢極氬弧焊（TIG）工藝並在生產實踐中取得了成功，延長了設備的使用壽命。
　　二．冷凝器的結構及工況
　　冷凝器是管殼式結構，殼體是有碳鋼制造，管束和管板的材料為L2工業純鋁。由121根管束與管板焊接而成，見圖1。鋁管規格為φ38×4 mm，長度為3600 mm，管板的規格為φ750×30 mm。管程走CS2與水蒸汽的混合氣體，溫度約為100℃。殼程走工業水，水溫約在50℃。
　　圖1 冷凝器外形。
　　三、可焊性分析
　　鋁的導電性和導熱性比鋼均大四倍，因此需要更高的線能量。鋁具有面心立方結晶組織，純金屬的朔性非常好。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率比鋼大兩倍，易產生較大的焊接變形和內應力，對剛性較大的結構將導致裂縫的產生。高溫時的鋁的強度和朔性很低，常常不能支持液體熔池金屬的重量，破壞焊縫金屬的成形，有時還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現像。純鋁的熔點低，熔化時顏色無變化。采用交流鎢極氬弧焊（TIG）時雖然能夠獲得優良的焊接質量，但由於受到鎢極許用電流的限制，焊接電流不能太大，一般只能焊接厚度小於4毫米的薄板。如果板厚大於6毫米，就需要開坡口焊接。當板厚大於8毫米，被焊接工件不但要開坡口，同時還需要預熱才能進行焊。所以鎢極氬弧焊焊接厚板時，顯得生產率低、焊接變形大，勞動條件差。焊接冷凝器時，管子與管板的厚度相差較大，管子只有4 mm厚，而管板的厚度為30 mm，焊接時需將管板預熱200℃以上，方可施焊，若施焊時焊炬對母材的加熱不均勻，管板還未熔化，而管子的端頭已燒塌，焊道只有靠著管子的端部的圓周上很薄的一層焊肉，管子和管板的熔深淺焊肉少，在熱脹冷縮的應力作用下，將焊口拉裂。
　　熔化極氬弧焊（MIG）用焊絲本身做電極，電流可以大大提高，因而母材熔深大，焊絲熔敷速度快，提高了勞動生產率。不僅不需要預熱，改善了勞動條件，而且減少了焊接變形，特別適應於中等和大厚度板材的焊接。
　　四、焊接工藝
　　4。1坡口制備
　　管孔采用3×45°坡口，以保證焊縫的熔深及熔透良好，增加焊縫的承載強度。鋁管的伸出長度與管板的平面不大於3 mm。
　　4。2焊接設備
　　熔化極氬弧焊（MIG）的焊接設備選用技術先進、容量較大的瑞典ESAB生產的，型號為Aristo-500的焊機。
　　4。3焊絲
　　焊絲規格為φ1。2 mm，是一種通用性好的鋁鎂合金焊絲，鋁鎂焊絲與純鋁及鋁硅焊絲相比較，焊接純鋁時，焊接容易程度較好，所焊的接頭強度較好，朔性中等，抗蝕性一般。經綜合考慮，選用了焊縫強度較好的鋁鎂合金焊絲。