铝_钢爆炸焊接过渡接头的制造和应用
经验交流
铝2钢爆炸焊接过渡接头的制造和应用
黄维学 赵路遇(洛阳船舶材料研究所 洛阳 471039)
摘 要 介绍了铝2钢爆炸焊接的特点,铝2钢过渡接头的制造方法、性能,以及在现代铝电解行业中的应用。
关键词 爆炸焊接 铝2钢过渡接头 性能 铝电解
中图分类号:TG456.6 文献标识码:B 文章编号:100321545(2000)0420035205
Explosive Welding and Application of Aluminium
Steel T ransition Joint
Huang Wei x ue Zhao L uyu(Luoyang Ship Material Research Institute,Luoyang471039,China)
Abstract The characteristics of explosive welding of aluminium clad carbon steel are reviewed.The explosive welding methods,the properties and application in aluminium electrolysis industry of aluminium steel transition joint are introduced.
K eyw ords Explosive welding Aluminium steel transition joint Property Aluminium electrolysis
传统的铝电解设备均采用自焙槽,在电解槽
的阳极和阴极处,铝导杆与钢构件,钢导杆与铝排
的连接采用压接、铆接、包接和螺栓连接等方式,
这种连接方式存在着施工复杂、维修频繁、导电性
差等缺点。随着爆炸焊接技术的发展,目前铝、钢
的连接普遍采用铝2钢爆炸焊接过渡接头(简称铝
2钢接头)。由于爆炸焊接固有的特点,铝2钢复合
界面形成原子间的冶金结合,与传统的铝、钢连接
方式相比,其优点是结合强度高,界面电阻小,简
化施工及安装,方便维修,同时大大减少了电能的损耗,因而铝2钢接头是现代铝电解设备理想的选用材料,它的使用必将带来巨大的经济效益。
1 铝2钢接头的材料、规格和性能要求
收稿日期:19992092
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图1 实际应用的铝2钢接头的基本尺寸
1.1材料及规格
目前铝电解设备中应用的铝2钢接头,采用的原材料为工业纯铝L1或L2(厚度12mm)和低碳钢Q235A或Q235B(厚度40mm),常用的尺寸规格为(12+40)mm×135mm×135mm、(12+40) mm×165mm×165mm、(12+40)mm×160mm×270mm、(12+40)mm×130mm×130mm等,由于设计的不断改进,铝2钢接头的规格也随之变化,图1是实际应用的铝2钢接头的基本尺寸。
第15卷第4期 材 料 开 发 与 应 用 2000年8月
1.2性能和技术要求
有关设计部门对电解设备中用的铝2钢接头的性能提出的具体要求是:界面结合率100%,界面剪切强度?60MPa,界面电阻尽可能小,可经受正常的电弧焊和氩弧焊。
2 铝2钢爆炸焊接的特点
由于铝的物理性能(熔点、密度及热膨胀系数等)和力学性能等与钢的相差较大,所以铝2钢接头的制造不可能采用熔化焊的方法,目前国内外均先采用爆炸焊接获得铝2钢复合板,再用机加工的方法从铝2钢复合板上获得所需规格的接头,因此铝2钢接头制造的关键是铝2钢复合板的爆炸焊接。由于铝2,铝2钢爆炸焊接有如下特点。
2.1 爆炸焊接窗口小,焊接参数较难控制
如果焊接参数选择过小,碰撞时界面产生的金属射流少,起不到清理界面的作用,铝与钢就很难复合;相反,如果焊接参数选择过大,由于铝的熔点较低,在铝2钢界面铝侧产生过多的熔化,在界面的熔化区产生较多的脆性的金属间化合物,如FeAl
3、Fe2Al5、FeAl等,获得的界面结合性能较差,满足不了使用要求。因此,选择最佳的爆炸焊接参数,是获得良好铝2钢接头的重要的、关键的技术环节。
2.2 复板厚度大
如前所述,铝复板厚度为123!mm,而且随着铝电解行业的发展,要求复层铝更厚,由于复板较厚,爆炸焊接时难度较大:(1)厚复板在能量的获得及金属射流的形成等方面具有一定的特殊性,因而要求采用低爆速炸药;(2)厚复板爆炸焊接时,边界效应作用大,在复合板周边会出现较大的未复合区,在现场爆炸操作时应在复板周边采取工艺措施,延迟卸载以尽可能减少未复合区;
(3)由于复板较厚,它相对于薄板,在可焊的碰撞速度下,其碰撞动能较大,碰撞产生的热量较多,造成界面过多熔化,因此,要严格控制焊接参数。
2.3 复合界面不易形成波纹状结合
由于铝的密度小,在爆炸焊接过程中,结合边界区钢表面附近的流体会变薄,复合界面难以形成波纹状结合。
2.4复层铝板易瓢曲
板面较大的铝板瓢曲较严重,爆炸时必须采取相应的工艺措施,以使基、复板之间的间距保持一致。同时由于铝板较软,在爆炸焊接过程中,基、复板之间的支撑物难以压入母材内,易在支撑物放置处形成未复合区,因此要选择合适的支撑材料,将支撑物放在基板表面合适的位置。
3 铝2钢接头的制造方法
铝2钢接头制造的关键工序是铝2钢复合板的爆炸焊接,爆炸焊接的工艺有多种,归纳起来,大致有以下几种。
3.1 直接爆炸焊接法
如图2所示,直接爆炸焊接法就是将厚的铝板直接爆炸焊接在钢板上,这种方法虽然操作简单,生产方便,但由于厚复板爆炸焊接带来的问题,因此复合后界面结合强度不高,界面的熔化、裂纹及空洞等缺陷较多,界面电阻相应增大
。
图2 直接爆炸焊接法
3.2 采用中间板直接爆炸焊接法
如图3所示,中间用一层薄铝板作为过渡层,上面采用厚铝板,在设计好爆炸焊接参数的基础上进行爆炸焊接,采用这种方法获得的铝-钢接头,界面结合强度高,质量好,但现场爆炸操作要求高、难度相对较大。
3.3 铝板直接爆炸焊接在被连接的钢构件上
有的生产厂采用与图2类似的装置和工艺,将铝板直接爆炸焊接在被连接的钢构件上(如图4),而不采取铝2钢过渡接头,省去钢2钢的焊接工序,这种方法虽然在实际生产中简化了制造工艺,
?
6
3
?材 料 开 发 与 应 用 2000年8月
图3 采用中间板直接爆炸焊接法
但在爆炸焊接方面存在一些不可避免的问题:(1)由于边界效应,界面不可能达到100%的复合,周边存在未复合区;(2)无法检查复合后界面的结合强度;(3)
不利于钢构件的重复利用及维修。
图4 铝板直接爆炸焊接在被连接的钢构件上
4 铝2钢接头的性能
对于铝电解设备用铝2钢过渡接头,目前国内外还没有相应的标准可用来检验和考核其性能,但对于船用的铝2钢过渡接头,国外已有相应的标准,洛阳船舶材料研究所也于1998年负责起草了船用标准CB1343-98《铝2钢过渡接头》,对于铝电解设备用铝2钢过渡接头可以借鉴该船用标准进行检验。沈阳铝镁设计院和贵阳铝镁设计院根据铝厂实际使用要求,在设计中对铝2钢接头的界面复合率、剪切强度、界面电阻及焊接性能提出了具体要求(见1.2)。4.1 界面复合率
可以参照G B7743-87《复合板超声波探伤方法》和CB1343-98附录A 《铝-钢过渡接头用复
合板结合率的超声波检测方法》,对接头界面复合率进行全面积的检查,根据洛阳船舶材料研究所近10年的实践经验,交货状态的铝2钢接头要达到100%的复合率是可以做到的。4.2 界面剪切强度
界面的剪切强度是界面冶金结合的强度和接头完整性的重要指标,是由G B ΠT6396-95“复合钢板力学及工艺性能试验方法”中的剪切试验来
确定的。图5是洛阳船舶材料研究所近10年来为用户提供的铝2钢接头界面剪切强度的统计分布曲线,由图可以看出剪切强度集中在90MPa ～120MPa 之间,最低值为76MPa ,最高值为137MPa ,平均值为112MPa ,而且大部分剪切试
样断在铝基体上。按照实际的焊接规范和工艺进行模拟焊接,
焊后剪切强度也都大于60MPa 。
图5 剪切强度统计分布曲线
4.3 界面电阻或界面电压降
铝2钢接头用于铝、钢的过渡连接,同时起导电作用,其界面电阻是衡量其性能的重要指标,对界面电阻虽然没有具体规定,但根据实际使用的要求,希望它尽可能小。试验室测量采取通常的
四端法,试样为3mm ×3mm ×(50～80)mm 的小条,由于铝、钢本身电阻率很小,复合良好的接头
界面电阻率也很小,一般在10-7Ω?cm -2
量级,所以试验室精确测量较困难。
将由洛阳船舶材料研究所制造的20块尺寸为(12+40)mm ×165mm ×165mm 的铝2钢接头用于铝电解试验厂的大型预焙槽的阳极导杆组上(图6),其中10块用在140kA 电解槽上,另10块
?
73?第15卷第4期 黄维学等:铝2钢爆炸焊接过渡接头的制造和应用
用在280kA 电解槽上,对其进行了全周期(26～
27天)考核、实测,对每块过渡接头的电压降每天测量两次,每次测3个部位,取其平均值,结果测得780个数据,经分析处理,测得界面的电压降为3.116mV 。可见,其界面电阻是非常小的。
表1 洛阳船舶材料研究所近年生产的铝2钢接头
用户应用部位尺寸规格Πmm
数量Π块
使用日期
铜川铝厂自焙电解槽阴极导杆(12+40)×135×135********,1996白银铝厂预焙电解槽阳极导杆(12+40)×200×1209001997,1998河南省新安县铝厂预焙电解槽阳极导杆(12+40)×165×16535001997青海铝厂预焙电解槽阳极导杆(12+40)×165×1658001997,1998贵州铝厂预焙电解槽阳极导杆(12+40)×165×16549001996,1997汉江丹江口铝业有限公司预焙电解槽阳极导杆
(12+40)×150×150
500
1999
山东茌平县热电厂铝厂预焙电解槽阳极导杆(12+40)×165×16522001999苹果铝业公 司
预焙电解槽阳极导杆(12+40)×235×1855001999自焙电解槽阴极导杆
(12+40)×270×150
500
1999
图6 铝2钢接头在阳极导杆组上的应用
5 铝2钢接头在铝电解设备上的应
用
5.1 应用部位
铝2钢接头在铝电解行业中用于铝、钢的过渡
连接,同时起导电作用,主要用于预焙电解槽的阳
极导杆组上(图6)和自焙电解槽的阴极导杆组上(图7),在阳极导杆组上同时还要承受钢爪及阳
极碳棒约1000kg 的重量,这种连接方式,日本、
前
图7 铝2钢接头在阴极导杆组上的应用
苏联等国家于80年代初已开始使用,我国于80年代中期开始逐渐在新设计和改造的电解槽上使用。进入90年代,尤其是近几年国内各铝厂的铝电解装置开始普遍采用铝2钢接头,表1是洛阳船
?83?材 料 开 发 与 应 用 2000年8月
舶材料研究所近年来为国内铝厂生产的铝2钢接头的使用情况。从该所每年的用户信息反馈中得知,由于接头的使用,将传统的铝2钢异种金属之间的铆接改为铝2铝、钢2钢同种金属间的焊接,给施工和维修带来了极大的方便,同时接头的使用,使铝2钢界面结合良好,导杆的使用寿命延长且导电性良好,节约电能,经济效益相当可观。5.2 使用及工艺性能
爆炸焊接界面的结合强度受热循环的影响较大,图8示出了铝2钢爆炸焊接界面的结合强度受热循环的影响,从图可以看出界面性能受温度和保温时间的影响。洛阳船舶材料研究所针对铝2钢接头的实际使用情况,采用模拟焊接热循环方式,对界面进行了热模拟试验研究,试验结果表明,界面热循环温度超过350℃时,界面性能恶化(界面剪切强度低于30MPa ),已不能使用
。
图8 铝2钢爆炸焊接界面经不同温度热处理后的 3! 3” 剥离强度(τs )和剪切强度(τb )
1-保温3min 的试样;2-保温200h 的试样; 3-纯铝试样;4-保温200h 的试样
对1995年在铜川铝厂使用的和1997年在青海铝厂使用的铝2钢接头的实际使用性能和工艺
性能进行了考核,在过渡接头的制造过程中,铝2钢复合板要经受矫平、锯切、铣削等机加工。在电解槽的安装过程中,在连接阴阳极导杆时,铝2钢接头的铝与铝导杆的连接采用氩弧焊,铝2钢接头的钢与钢构件的连接采用电弧焊,在两次焊接过程中,每次焊接热循环后,受其影响铝2钢接头的温度可升高到300℃以上。在电解前预热时铝-钢接头的温度一般为260℃,在正常的电解过程中,铝2钢接头的温度一般为200℃,由于施工的缘故,接头还会经过两次预热。设备维修时,接头还经受捶击、敲打、扭转等机械作用。多年的使用结果证明,铝2钢接头可以经受以上施工工艺的考验。5.3 经济性
在铝电解行业,采用铝2钢接头的经济性主要体现在节约能源方面,它避免了以往铝、钢连接采取铆接、包接等假焊、虚焊带来的界面电阻过大的问题,大大降低了界面电压降。据统计,如果界面电压降低1mV ,按年产10万吨电解铝计算,1年可节电80万度,如果电价按0.4元Π度计算,每年节约电费32万元,而采用铝2钢爆炸焊接过渡接头,界面电压至少降低5mV ,对整个铝电解行业来讲,其经济效益是十分显著的。
6 结束语
采用铝2钢爆炸焊接过渡接头,实现了铝、钢连接从铆接到焊接的一场技术革命,大大改善了
铝、钢连接的工艺和性能。随着铝电解行业的发展,铝2钢接头的尺寸规格及品种也在不断发展,目前除了铝2钢接头外,铝2铜爆炸焊接过渡接头也已开始使用,相信爆炸焊接导电过渡接头的使用,会带来更大的经济效益。
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93?第15卷第4期 黄维学等:铝2钢爆炸焊接过渡接头的制造和应用
钢轨铝热焊接经过流程
施密特铝热焊 铝热焊工艺的主要流程 准备工作→轨端干燥→轨端除锈去污→对轨→夹具安装→砂模安装→封箱→预热→坩埚安装→点火→反应→拆模→推瘤→打磨。 铝热焊操作步骤 1、准备工作 ●预先了解待焊钢轨的轨型和材质，正确选择砂型和焊剂的类型。 ●出发前必须安排专人根据焊接清单清点全部施工物品，以免少带、漏带影响施工。 ●对施工设备、燃气瓶等进行检查，确保使用时安全可靠。 ●从焊缝两侧钢轨开始，每一侧松开2 - 4组扣件，然后至少将50m范围内的钢轨扣件按规范锁紧，并在焊缝两侧各第一个锁紧扣件处的钢轨上，做划线记号，以便观察钢轨是否移动，然后才可以进行铝热焊焊接。 提示：在焊接过程中，如果钢轨发生明显移动则会拉伤甚至拉裂焊缝，并可能引发高温钢水从砂型中外泄，导致焊接事故。
●气温急剧变化时必须用拉伸机锁定钢轨，然后进行焊接操作。 ●焊接处有缺口、损伤、磨损严重以及端面不规则的钢轨必须切除后，才能进行焊接。 ●待焊钢轨在距轨端200mm范围内有螺栓孔时，必须对螺栓孔周边倒角，并用专用钢塞将孔塞紧，以确保钢轨能均匀传递焊接时产生的热量，钢塞必须与螺栓孔配合紧密。 2、轨端干燥 砂型安装前需用预热枪对焊缝两侧1米范围内钢轨进行加热干燥，充分除去钢轨表面水分。 3、轨端除锈去污 ●在距轨端50mm范围内，用角磨机和钢丝刷对焊接钢轨的端面、轨头、轨腰和轨脚进行打磨清污除锈，要特别注意将轨底打磨清洁干净。 ●打磨完成后，轨头端部边缘需倒角1mm×45°。 4、对轨 ●以轨脚处为基准，控制轨缝宽度为28+2-1mm。 ●水平调整：用一米直尺分别检查焊缝两端钢轨轨头、轨腰、轨底是否平直。如有偏差，用对轨架或者钢楔子进行调节，
铝电解工换极操作教程
铝电解工换极操作教程 一、目的：预焙电解槽在生产当中，阳极的使用是半连续作业，当用 到一定周期时，需要将残极更换出，重新安装上新极；使电解槽能够正常平稳的运行。 二、质量控制点：与槽控箱联系，捞净结壳快，新极安装精度。 三、时间要求：从打开槽罩到整形完毕盖好槽罩时间控制在30分钟以 内。 四、使用设备和工具：多功能天车、大耙、钩子、撬杠、（长、短）柄 大锤、料斗、扁平铲、漏铲、铁锹、扫把、测定钎、直尺、粉笔、扳手、钢丝绳、吊耳、管销、拐尺、钢板等。 五、作业准备： 1、新极检查。 ◆爆炸焊口完整 ?爆炸焊片外观规整严密； ?爆炸焊口不能有开裂现象； ?爆炸焊块的熔接面不小于98%； ◆铝焊口完整 ?铝-铝焊口外观整齐饱满，与基体融合良好； ?焊缝下边缘距爆炸焊块边缘＜5mm，咬边深度≤0.5mm； ?铝-铝焊口无明显砂眼和夹渣，无裂纹； ◆新极碳块高度一致无裂纹 ?新极碳块表面明显裂纹；
?碳碗内或孔边缘不能有明显裂纹； ?碳碗孔之间不允许有连通裂纹 ◆浇铸饱满钢爪不松动 2、清洁接触面的阳极导杆，极上加足破碎块。 ◆新极上槽前导杆打磨到位 ?新极上槽前，换极人员使用角磨机进行导杆打磨； ?导杆打磨到位的标准：无毛刺、无灰尘； ?打磨范围：从爆炸焊口50公分开始往上打磨130公分； 3、确认槽号，极号，并记入作业组记录。 4、在准备交换残极的导杆上标识划线。 ◆换极专人划线 把角尺挨着阳极导杆平行地放至横梁母线底面，然后用粉笔 在导杆上划线； 5、把铁皮铺在该换极的大面风格板上，附近短路口上安装护板。 六、操作步骤： 1、揭开换极处的五块槽盖板，两块放到邻槽对应处，另三块分别 放到左右两侧相邻的炉罩上。 2、用料耙扒净阳极中缝及极间缝浮料。 ◆换极扒料彻底
500kA铝电解槽炭阳极理论压降及影响因素
500kA铝电解槽炭阳极理论压降及影响因素 一、钢——铝爆炸焊块压降 500kA铝电解槽使用的爆炸焊块规格一般有两种：用于钢爪、铝导杆连接的爆炸焊块规格为235mm×215mm×52mm；复合层中铝的厚度约为20mm。 高温、腐蚀环境和强电流冲击因素会使钢——铝爆炸焊块压降增大。研究表明，钢——铝爆炸焊块压降的设计经验值约为10mV。 二、阳极钢爪的压降 500kA铝电解槽与其它电流等级槽型一样，采用消失模工艺生产的ZG230-450阳极钢爪。国内部分企业为了提高钢爪的铸造、力学性能和导电能力，还在钢液中添加了稀土元素。 但是，实践证明，铸钢阳极钢爪在使用过程中，存在内部夹杂、气孔等缺陷，严重时刚爪甚至发生断裂问题，且钢爪在使用过程中的表面氧化、脱层问题也尤为严重。 通常，规格为890mm×150mm×80mm铸钢钢爪设计压降为27mV。某500kA铝电解系列铸钢阳极钢爪理论设计压降约为60mV。 三、铁——炭压降 阳极钢爪与阳极炭块之间的铁——炭压降，与钢爪表面质量、磷生铁化学成分、浇铸质量等因素有关，尤其是C、S、P元素含量对其流动性和石墨化度存在明显影响。在较理想状态下，磷生铁应该有好的流动性，冷却时收缩率要小，尤其是不应在与钢爪表面接触位置形成较大的收缩缝或塌陷。
以某500kA铝电解系列使用的磷生铁为例，其C元素含量为2.6%左右，S元素含量为0.28%,磷元素含量1.21%,3项数据均低于预期指标，浇铸出的磷铁环存在不饱满、易裂纹等问题。某500kA铝电解系列实测出的铁——炭压降理论设计值约为112mV。 四、阳极炭块压降 阳极炭块以电煅石油焦为骨料，沥青为粘结剂，经混捏、挤压和焙烧成型。阳极炭块本身的压降与化学成分、致密程度、厚度等有关。在实践过程中，普遍认为阳极炭块的灰分应保持在较低水平，且气孔率不能过大。 某500kA铝电解槽使用的阳极炭块，厚度为620mm,阳极电流密度接近0.804A/mm2,且在400~900℃温度区间内，阳极炭块的电阻系数为55×10-4Ω·cm。 通过计算，其阳极炭块压降V炭为： V炭＝d·ρ·h ＝1.0502·A·cm2·55×10-4 Ω·cm·33.25cm ＝192mV ρ：阳极炭块电阻系数(单位：Ω·cm) d：阳极炭块平均电流密度(单位：A/mm2) h：阳极炭块有效导电高度(单位：Ω·cm) 综上，炭阳极不同的组成部位其压降的影响因素不同，高温、腐蚀环境及强电流冲击因素会使钢——铝爆炸焊块压降增大；钢爪表面质量、磷生铁化学成分、浇铸质量等关系着铁——炭压降；而阳极炭块本身的压降又与化学成分、致密程度及厚度有关。
钢与铝的焊接-CMT技术
钢与铝的焊接-CMT工艺 杨修荣 珠海科盈焊接器材有限公司 摘要：钢与铝是两种目前工业中应用广泛的材料，如何实现两种材料的异种连接，对拓宽产品 的设计和制造有高的应用价值。由于钢与铝在热加工过程中，易产生IMP脆性相，因而目前钢 与铝的连接大多数仍使用机械方式（如铆接）。近年来国内外的焊接研究单位也在尝试应用摩擦 焊、电子束焊、激光焊+挤压等热加工的方式，本文介绍一种新GMAW焊接工艺-CMT（冷金属 过渡），可用于镀锌钢板与5或6系铝合金的异种焊接。 前言 在运输行业（航空航天、汽车…），减轻产品的自重是一项重要的任务，这可以通过选用不同特性的材料来实现，从而获得两种材料的综合优点。铝合金具有其耐腐蚀好、焊接性能好、重量轻等特点；钢是工业应用中最广泛的材料，因而研究这两种材料的连接具有经济价值。例如，许多汽车顶部结构采用铝合金材料，底盘采用钢材，这样既可以减少汽车的重量，又可降低汽车的重心。然而目前，钢与铝的连接仍然大多数采用机械方式，如压紧，铆接。极少数也采用热加工的连接方法如：摩擦焊、点焊、爆炸焊、电子束焊、激光+挤压等，但这些工艺受太多条件的限制（如工件尺寸，接头的形式、焊接位置等） 1 钢与铝焊接存在的问题 由于两种材料有着不同的化学和物理性能，如熔点、热膨胀系数、弹性模量等（见表-1），因而通过热加工的焊接工艺来焊接钢与铝时会面临许多问题。 名称单位钢纯铝熔点°C1536°C660°C 弹性模量N/mm220400 6750 密度（ 20℃）g/cm37.87 2.7 热传导率W/mK 46 222 标准电压（在25℃）V -0.44 -2.34 表1钢和铝的物理性能
阳极的组装和使用
摘要： 一、了解铝的性质、用途、发展和铝电解原理 二、学习阳极组装工艺知识和成品阳极的使用 阳极组装工艺知识 1.碳素材料发展 1.1碳素材料是指是指选用有机碳质物料或石墨作为主要固体原料，铺以其他原料，经过特定的生产工艺而制得的无机非金属材料，历史100多年，在中国30多年。 1896年美国人艾奇逊发明人造石墨电极。 1.2碳用途 第一种：作为结构用碳制品，如高炉内衬等。 第二种：化学工业用制品，如耐腐蚀、耐热性好的材料。 第三种：密封材料。 2.阳极组装工艺 2.1预焙阳极构成： 阳极本体、阳极导杆、爆炸焊、磷生铁、钢爪 2.2预焙阳极的组装 预焙阳极碳块组有3个不同材质的部分组合而成：铝质导杆、铸钢爪头、经过焙烧的阳极碳块，他们之间通过焊接和浇注连接为一体，形成阳极碳块组，有单组的和双组的，还有三组的等。 铝导杆一般用一级铝及铝镁合金拉铸而成（一铸造目前为电解四期备导杆），长度2000-2200mm,尺寸以通过它的电流大小而定，一般电流密度为35-40A/ cm2.铝导杆与水平大母线接触面需要加工，要求平直二光滑，表面少氧化膜，目的：降低接触电阻（压降），电解车间考核该压降≤12毫伏。 钢爪为ZG25材质的铸钢件。爪头有三爪、四爪、六爪，爪头排列有直线排列或矩形排列。铝导杆通过爆炸焊块与钢爪连接，或将导杆与钢爪爆炸连接后焊接。爆炸焊块是引爆炸药的方式将钢与铝焊接为一体的双材质结合材料，它可以实现钢-铝，铝-铝焊接的过渡。特点：焊接牢固、表面接触电阻小、机械强度大。焊块上表面与导杆采用氩弧焊或碳弧焊焊接，下表面与钢爪采用电弧焊焊接。爪头组装前应砂洗或涂石墨，目的：防止铁水对钢爪头的侵蚀，改善钢爪与铸铁的接触状态，降低接触压降（二电解厂钢碳压降≤80（100）毫伏），并有利于导杆循环使用时磷铁的脱环作业（二电解厂磷铁压脱机冲头经常断，加工一根费用高）。阳极炭块上有炭碗：振动成型的炭块振膜上有专门制炭碗的装置。炭碗为圆形，深度大约80-120毫米。为了加强钢爪和炭碗的结合力，可以在炭碗内内壁加工斜槽，一般斜槽数量为4-6道，槽呈上宽下窄的楔形，槽深20-25毫米，倾斜角为70-75度。 浇注阳极用低磷生铁，磷含量一般为0.8%-1.2%，目的：磷生铁成分对于铸造性能和钢碳接触压降关系密切。浇注用磷生铁应具有流动性好、热膨胀性强、电阻率低、冷态下易碎裂等特点。 磷生铁用冲天炉（电解一厂用过，淘汰）或中频炉融化（二电解厂目前使用，国内
钢与铝的焊接
钢与铝的焊接 摘要： 最近的调查显示，在工业中钢与铝的异种连接将提高部件的性能，尤其是在汽车工业这两种材料的连接可以降低能耗。由于钢与铝采用热加工方式过程中，易产生IMP（Intermetallic phases）脆性相是非常脆的，会恶化接头的机械性能。因而直到现在，钢与铝的异种接头绝大多数仍采用机械方式进行连接（压紧，铆接…）。在国外，也有尝试采用激光和挤压联合的工艺；国内也有研究所和高校尝试采用电子束焊的工艺。本文介绍的一种新的GMAW工艺来焊接镀锌钢板和铝合金（如5，6系列） 前言 尤其在运输系统中（如航空、航天、汽车）中，减少重量（意味着降低能耗）是一项重要的任务，这可以通过选用不同特性的材料来完成。钢和铝是工业应用中最广泛的两种材料，铝由于其耐腐蚀性好、焊接性能好，重量低、因而可以降低产品的重量和能耗，许多航空和汽车部件已经开始采用铝材， 因而可以综合两种材料的优点：重量降低，导热性和导电性高 因而钢与铝这两种材料的连接具有经济的优点 然而直到现在钢与铝的连接仍然大多数采用机械方式，如压紧，铆接。而目前热加工的连接方法有，摩擦焊，点焊，爆炸焊，但这些工艺受许多条件的限制（如工件几何形状、尺寸），激光焊和激光-压焊工艺更为复杂。 困难和要求 PROBLEMS AND DEMANDS 热加工焊铝存在许多问题，不同的化学和物理性能（熔点、热膨胀系数、弹性模量）、以及铝在钢中易形成非常脆的IMP相，并且，热输入量越多，生成的IMP相就越多，这种脆性相严重破坏接头的静态和动态的强度，图1显示二元的AL-Fe相位图，图中可以看出，只有微量的铝才能熔解在铁中，当含铝量达到12%时，晶体结构就会发生变化，形成FeAL，Fe3Al混合物，这些化合物是非常硬和脆。如果铝扩散到铁中的量更多，IMP相就会形成Fe2Al, Fe2Al5 和FeAl3脆性化合物，这种情况同样发生铁扩散到铝这边。这种扩散是通过不同的化学电位促使的。同时侵蚀也是一个大的问题，电位差别大导到大量的电化学腐蚀发生，因而前文提及热加工钢与铝会受到许多条件限制。一个合格的铝与钢的接头要求IMP 相厚度不能超过10 μm
电解铝阳极组装设备安装手册
第一节阳极组装设备简介 概述 预焙阳极电解槽所用的阳极是由铝导杆、钢爪和焙烧好的碳素阳极块等组成. 铝导杆和钢爪的联接是通过一个钢铝爆炸焊块（爆炸法将铝板和钢板焊接在一起），进行铝导杆－钢铝爆炸焊块－钢焊接使其形成一个整体，铝导杆和钢爪在电解过程中不消耗,只存在搬运过程中的机械损坏或偶尔将钢抓损坏,因此可以长期的循环使用. 碳素阳极块在电解过程中将逐渐被损耗,当损耗到一定程度(残留约150mm 左右叫做”残极”)后,便从电解槽上取下,送往阳极组装车间除去残极和粘在其外的电解质,再与新的阳极碳块组成新的阳极. 除掉残极和组装成新的阳极都是从一条生产线上进行的,其流程如图1-1所示,从电解槽上卸下的残极粘附着电解质一并运到阳极组装车间,运来的残极在装卸站挂到积放式悬链上,首先到电解质清理站,以清除残极上表面堆积的电解质,然后送到残极压脱站,将残极压脱下后,运到磷铁环压脱站，将磷铁环与钢爪剥离。剥离后的钢爪进行钢爪清刷。钢爪如有烧损或铝导杆弯曲时，要进行修理或校直，然后对铝导杆进行清刷将其与电解槽上阳极母线接触部分表面的氧化物或附着物清除掉，以减少其接触电阻。将清刷后的铝导杆送至钢爪涂石墨机站将钢爪下部涂以石墨，以利于下次磷铁环的剥离。涂石墨的钢爪再经过烘干处理送到磷铁浇铸站，将其插入碳块顶面的孔内，浇铸磷生铁，将两者固定在一起。 清理下来的电解质经破碎筛分(１mm以下)后返回电解槽，压脱下来的残极用皮带运至到颚式破碎机进行一次破碎,再送到反击碎机进行二次破碎.破碎后的残极送到碳素原料仓库.重新进入阳极车间作原料制备.阳极组装设备分为空中输送和地面作业两大部分，地面又分为线上和线下设备。空中输送设备为积放式悬挂输送机，地面的线上设备有装卸站、电解质清理机、残极抛丸机、残极压脱机、
含铝钢焊接加工中的碳迁移问题
第３２卷第１１期２００２年１１月 ．鼍焊娥 ＥｌｅｃｔｒｉｃＷｄｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ Ｖ０１．３２Ｎｏ．１１ ＮＯＶ．２眦 碴徊徊瓣蹙胸重嘲蛔鳃蓬穆阗凰 周旭辉１，胡传顺１，朱健１，胡希海２ （１．辽宁石油化工大学机械学院材料系，辽宁抚顺１１３００１；２．抚顺机械制造有限公司，辽宁抚顺１１３００６） 播篓：结合耐石油虞蚀合端锯在我国韵痘鹰情藏凌鬻霭踏撵撼搂羲謦璇连攀褡瘴姆袈新磷鬻避。“ 蕨，姨碳话度囊度撼髓了畲招钢焊接接头申碳骑，扩散建缎ｉ脱，璜＿爱磬的产董糍壤，≮参池，了。抑制 嵌挚‰魄溉盘砖巍。。ｔ？、。＋ｊ，；■ 关键谲：含铝钢；炜接；壤迁移；带栈熏裘驭，。¨¨；＋７、：＋＋；。ｉ＋；；｜、～ 中翻分类号：ＴＧ４０６寰熊稼设褥娓ｊ、。、。、甓毒虢等；ｌ∞ｌ瑚∞闭０２）１ｌ淘∞７—０璋… Ｃａｒｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｎａｌｕｍｉｎｉｕｍ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｅｅｌｗｅｌｄｅｄｊｏｉｎｔ ＺＨＯＵＸｕ—ｈｕｉｌ，ＨＵＣｈｕａｎ．ｓｈｕｎｌ，ＺＨＵＪｉａｎｌ，ＨＵＸｉ—ｈａｉ２ （１．ＭａｔｅｒｉａｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｍｅｃｈａｎｉｅａ／ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｅｕ／ｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＵｎ／ｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１．Ｃｈｉｎａ：２．ＦｕｓｈｕｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００６，Ｃｈｉｎａｌ ．Ａ１３８ｔｒａｅｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒｔａｌｋｓａｂｏｕｔ ｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎｉｕｍ－ｃｏｎｔａｋｆｉｎｇｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅ］ａｔｅｓｌｒｅｓｅａｒｃｈｍｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄａｂｏｕｔｔｈｅｃａｒｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｅｄＪｏｉｎｔｉｎｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．ｐｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃａｒｂｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｙｐａｓｏｎＦ，ｆｏｒｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｒｂｏｎｄｅｐｌｅｔｅｄ／ｅｎｒｌｃｈｅｄｚｏｎｅｗｅＦｌ＝－ｓｔｕｄｉｅｄＳｏｍｅｒｅｌａｔｉｖｅｎｌｅａｓｕｌ＇ｃＳＷＩｊＦｐｐｒｏｐｏｓｅｄ㈣ｔｏｒｅｔａｒｄｏｒｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔ¨ｃａｒｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅｌｄｅｄｉｏｉｎｌｏｆｔｈｅＡＩ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｅｅｌ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｉｕｍ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｓｔｅｅｌ；ｗｅｈｔ；｛！ａｉｂｏｎｍｉｇｒａｔｉｏｎ；ｚｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 熔焊接头中的碳迁移，～直是焊接研究者关心 的热点问题之－－１”。含铝钢具有良好的抗石油腐蚀性 能．受到右化行业的广泛重视。但Ａｌ含量较高时其 焊接接头易发生碳迁移，形成脱碳层（ＣＤＺ）／增碳层 犯ＥＺ）或铁素体带状组织口，降低了接头组织连续性９Ｉ、 塑性…和拉伸强度”Ｉ，影响接头耐腐蚀性Ｍ、高温使用 寿命等”，限制ｒ含铝钢在焊接结构中的应用。多年 来，国内外对焊接接头碳迁移问题进行了广泛的研 究，但对碳迁移形成机理、形成时期的认识仍存在 分歧。为进一步推广含铝钢在石化行业中的应用，有必要对此问题作进一步的研究，最大限度地减少铁素体带状组织的产牛。 １耐石油腐蚀含铝钢 ７０年代．结合我国矿产资源情况，参考法国含铝钢（Ｃｒ－Ａ１系），研制了以Ａｌ代铬，不加Ｃｒ、Ｎｊ或少加Ｃｒ、Ｎｉ的含锚钢，如１２ＡＩＭｏＶ、１５Ａ１３ＭｏｗＴｉ等嘲。，由于含铝铜焊接接头中易产生碳迁移（见图１），在相收稿日期：２００２—０６—２５ 作者简介：周旭辉ｔ１９７０｝，男．工工亍抚顺＾，庄读顽士，主要 从事爪力锌器制造盒属焊接性的研究工作。应环境下多为Ｃｒ—Ｍｏ、Ｃｒ～Ｎｉ钢代替。近年随着中东地区等大量高硫原油（Ｓ的质量分数约为３％）的进口，使得在湿硫化氢环境下引起压力容器与管道开裂的事故显著增多，孑Ｔ化行业冉次提出使用经济性、耐腐蚀性好的含铝锕，并开发了１２Ｃｒ２ＡＩＭｏ＇ｖ７、０８Ｃｒ２ＡＩＭｏ、０９Ｃｒ２ＡＩＲＥ等钢，已应用于原油一、二次加Ｉ：装置的换热器管束等设备，取得了良好的经济效益１９１。 日前，耐石油腐蚀用钢主要有２大类：一类是各国广泛采用的Ｃｒ—Ｍｏ钢．另一类是我国过去大力发展的含灿钢。含Ａ１钢按ＡＪ含量不同分为３类： ．７? 万方数据
钢与铜的焊接工艺铜与铝的焊接工艺
钢与铜的焊接工艺、铜与铝的焊接工艺 默认分类2009-03-13 13:36:18 阅读17 评论0 字号：大中小订阅 钢与铜的焊接工艺。 钢与铜及铜合金焊接时的主要困难是在焊缝及熔合区易产生裂纹。实践证实，为了保证焊缝具有足够高的抗裂性能，焊缝中铁的质量分数以控制在10%～43%为宜。 ⑴焊接方法及焊接材料低碳钢与铜及铜合金焊接时，可以分别采用手弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊。低碳钢与纯铜焊接时采用纯铜作为填充金属材料，如焊条TCu（T107）；钨极氩弧焊时，采用硅锰青铜QSi3-1焊丝。低碳钢与硅青铜、铝青铜焊接时，可采用铝青铜作填充金属材料。不锈钢与铜焊接时，采用镍或镍基合金作填充金属材料。 铜和铝的熔点相差达423℃，很难同时熔化，在熔池中会产生脆性化合物AlCu2、Al2Cu3、AlCu、Al2Cu等。当铜铝合金中含铜量在12%～13%以下时，综合性能最好，所以常采用铝焊丝。 铜-铝接头的埋弧焊见图7-19。为加速铜的熔化，焊丝应偏离铜板坡口上缘0.5～0.6δ(δ为焊件厚度)。铜侧开半∪形坡口，铝侧为直边，坡口中预置ф3mm的焊丝。当焊件厚度为10mm 时，焊丝直径2.5mm，焊接电流400～420A，电弧电压38～39V，送丝速度332m/h，焊接速度21m/h。焊后，焊缝金属中铜的质量分数8%～10%为符合要求 黄铜焊接的方法有：气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊。 1．黄铜的气焊 由于气焊火焰的温度低，焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少，所以在黄铜焊接中，气焊是最常用的方法。 黄铜气焊采用的焊丝有：丝221、丝222和丝224等，这些焊丝中含有硅、锡、铁等元素，能够防止和减少熔池中锌的蒸发和烧损，有利于保证焊缝的性能和防止气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类，气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇组成；熔剂如气剂301。 2．黄铜的手工电弧焊 焊接黄铜除了用铜227及铜237外，也可以采用自制的焊条。 黄铜电弧焊时，应采用直流电源正接法，焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应小于60~70o，为改善焊缝成形，焊件要预热150~250℃。操作时应当用短弧焊接，不作横向和前后摆动，只作直线移动，焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件，焊后必须退火，以消除焊接应力。 2．黄铜的手工氩弧焊 黄铜手工氩弧焊可以采用标准黄铜焊丝：丝221、丝222和丝224，也可以采用与母材相同成分的材料作填充材料。 焊接紫铜（即一般所称的工业纯铜）的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法，大型结构也可采用自动焊。 1．紫铜的气焊 焊接紫铜最常用的是对接接头，搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝，一种是含有脱氧元素的焊丝，如丝201、202；另一种是一般的紫铜丝和母材的切条，采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。 2．紫铜的手工电弧焊 在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107，焊芯为紫铜（T2、T3）。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于4毫米时，焊前必须预热，预热温度一般在400~500℃左右。用铜107焊条焊
铝厂爆炸焊块预告招投标书范本
千里马招标网https://www.wendangku.net/doc/3010139281.html, 包头市新恒丰能源有限公司固阳万吨/年轻金属 材料加工项目 NEUI（Ⅵ）预焙阳极铝电解槽 安装用铝钢复合板技术条件 包头市新恒丰能源有限公司 二○一八年八月
电解槽安装用铝钢复合板材料技术条件 一、总则 .本技术条件适用于包头市新恒丰能源有限公司固阳万吨/年轻金属材料加项目NEUI （Ⅵ）预焙阳极铝电解槽安装用铝钢复合板材料的招标，它提出电解槽铝钢复合板材料现场验收、相关服关等方面的技术要求。 .投标厂家对铝钢复合材料的作业环境、特性、功能应是熟知的，能确保设备的使用性能、配置满足本次招标要求。 .以后发生的一切协议，若与本技术标书冲突，以时间最新书面文件为准。 二、使用描述和基本要求 爆炸焊片是由铝板与钢板经过爆炸复合而成，作为阴极钢棒过渡组件，爆炸 焊片用于阴极钢棒端头与槽周围母线铝软带之间的连接，以实现按需载流等作 用。电解槽阳极组用铝钢复合板由铝板与钢板经过爆炸复合而成，此处作为阳极 组过渡焊片，用于铸钢材质阳极钢爪与纯铝材质的阳极导杆之间的焊接连接，以 实现按需载流和承重作用 三、基本参数： 电解系列电流强度 kA 单槽阳极组数组 单槽阴极组数组 外形规格（长）×（宽）×（高） mm 外形规格(阴极）（长）×（宽）×（高） mm 外形规格 (阴极）（长）×（宽）×（高） mm 外形允许偏差±（长、宽、高方向） 铝板层厚度 mm 钢板层厚度公差 mm 铝板层厚度公差± mm 铝板层铝面平面度允差± mm 铝板层牌号不低于 Al.（GB/T -） 钢板层牌号QA（GB/T -） 复合板允许工作温度不应低于℃
钢轨铝热焊接使用的工具
第一节钢轨切断机具 铝热焊接待焊钢轨轨端出现不符合工艺要求或相关技术条件要求的缺陷时，应当采用机械切断方法将钢轨切断。施工现场一般采用内燃或电动的砂轮切轨机，条件许可时，也可采用其它机械。一般不推荐采用火焰切割方法。 图8-1为HC355型内燃切轨机。 HC355型内燃锯轨机为 主机和夹轨支架分体式结 构，作业时可快速组装及分 解。该机以二冲程汽油机为 动力，功率在转速9750转/ 分时为。使用两面加强型锯 片。锯片中心孔径为25.4mm， 直径355mm，厚度4mm，线速 度为100m/s。锯轨时，锯片 图8-1 HC355型内燃切轨机 的转速为5400转/分。 主机重18.9Kg，支撑架重9.5Kg。 该机锯轨速度快，60Kg钢轨在1分半钟以内可以完成锯轨；并能保证锯轨断面垂直度在1毫米以内的精度要求。 第二节轨缝调整装 置 现场铝热焊接时，预留轨 缝与工艺要求不一致时，或者 气温变化剧烈时，焊接操作过 程中轨缝大小会随轨温而变 化。为了使轨缝大小符合工艺图8-2 TR57型液压钢轨拉伸器
要求，并且在焊接操作时，轨缝大小相对固定，此时应当使用钢轨接伸器。 钢轨拉伸器具有双向拉伸功能，即既可使轨缝尺寸增加，也可使轨缝尺寸减小。 图8-2为TR57型液压钢轨拉伸器。 TR75型液压钢轨拉伸器是用于无缝线路铺设、应力放散及钢轨铝热焊接时拉伸及固定钢轨的专用机械。由手动泵站、夹具体、一对传动油缸及加长杆等部件组成。加长杆有1.8M及1.2M两种。该拉伸器有拉、推双向功能。在压力为600Bar时，拉伸力为75吨；在压力为150Bar时，不用连杆，最大止推力为20吨。油缸行程350㎜。拉伸作业时可以快速的组装及分解。 整机装配重量326 Kg。 第三节钢轨调校工具 焊接两长轨节时，为了保证焊缝质量。在外观上不产生左右错牙、前后高低不平、歪扭等缺陷；以及缩短作业时间，需要备有用于钢轨调校的工具。 目前使用的调校工具主要有对正架，起道机，铁楔等。 对正架有整体式（如图8-3）与分体式（如图8-4）两种。
200KA电解槽大修清槽施工方案
200KA电解槽清槽施工方案 编制：年月日设备动力部：年月日安监部：年月日生产技术部：年月日生产副经理：年月日 泰山铝业分公司 二○○八年十月二十二日
200KA电解槽清槽施工方案 目前，公司已进入停产检修阶段，电解车间东区停产的36台（电一车间16台、电二车间20台）电解槽已运行五年以上，槽内破损严重，已进入大修阶段。公司准备利用11、12月两个月时间对以上36台电解槽进行清槽，现制定以下清槽施工方案： 一、公司成立清槽专业组 组长：贾师合 副组长：朱振国、许细云 成员：朱青山、王延勇、董振军 下设两个车间组： 电一车间：组长：朱青山 副组长：刘峰、张安亮、姚军 电二车间：组长：王延勇 副组长：刘会昌、付兴、薛纪勇、冯立鹤 二、清槽前准备工作及达到的标准 1、清槽前的准备工作：需用的材料、用具
2、清槽后达到的标准：
三、电解槽清槽步骤 1、将电解槽槽罩板摘下。烟气管道的绝缘管部分螺丝拆开、绝缘管摘 下，摘下时注意将最下边的螺丝孔做好标记，方便安装。空气配管拆开、氧化铝粉输料管拆开、小盒卡具摘下放入指定地点。 2、将夹头母线处的24条Φ36的螺丝拆下，螺丝、螺杆、垫铁放入指 定地点并用油浸泡备用。 3、将四个门型立柱的护板拆下，拆下时做好标记，方便安装，护板、 螺丝放入指定地点。 4、槽上部大梁吊出前，将软连端的夹头母线抬起，下面垫上绝缘板和 垫木，防止槽上部吊出时将夹头母线处的导电部分划伤。 5、在天车的配合下，用3分钢丝绳将软连支架固定在电解槽母线软连 上，固定时要按照软连的弧度适当上提，但不能将软连拉坏。 6、将门型立柱下的销轴抽出，将槽上部吊出，吊时准备好1寸或6分 5.8米长的钢丝绳套4根、麻绳四根。并对天车、钢丝绳等进行全面检 查，必须符合安全标准，吊出后将槽上部放到指定地点。（后附槽上部吊运具体步骤、措施）。 7、槽上部吊出后，开始刨槽。 8、刨槽采用干式刨槽法。刨槽前先把爆炸焊块从连接焊片与爆炸焊块连接处割断。要求割面平整，不能损伤爆炸块，切割完后需用磨光机打磨平整。 9、槽内氧化铝粉、电解质、面壳料块、炭块、其余内衬材料和清出的漏铝必须分类装袋。放入指定地点。
常用金属(镀锌板、铝合金等)的焊接
常用金属（镀锌板、铝合金等）的焊接 Tags: 铝合金, 镀锌板, 金属, 焊接 一、电阻焊前的工件清理 无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。 清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。 不同的金属和合金，需采用不同的清理方法。简介如下： 铝及其合金对表面清理的要求十分严格，由于铝对氧的化学亲合力极强，刚清理过的表面上会很快被氧化，形成氧化铝薄膜。因此清理后的表面在焊前允许保持的时间是严格限制的。 铝合金的氧化膜主要用以化学方法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将工件放进正磷酸溶液中腐蚀。为了减慢新膜的成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀的同时进行纯化处理。最常用的纯化剂是重铬酸钾和重铬酸纳（见表1）。纯化处理后便不会在除氧化膜的同时，造成工件表面的过分腐蚀。 腐蚀后进行冲洗，然后在硝酸溶液中进行亮化处理，以后再次进行冲洗。冲洗后在温度达75℃的干燥室中干燥，活用热空气吹干。这样清理后的工件，可以在焊前保持72h。 铝合金也可用机械方法清理。如用0-00号纱布，或用电动或风动的钢丝刷等。但为防止损伤工件表面、钢丝直径不得超过0.2mm，钢丝长度不得短于40mm，刷子压紧于工件的力不得超过15-20N，而且清理后须在不晚于2-3h内进行焊接。 为了确保焊接质量的稳定性，目前国内各工厂多在化学清理后，在焊前再用钢丝刷清理工件搭接的内表面。 铝合金清理后必须测量放有两铝合金工件的两电极间总阻值R。方法是使用类似于点焊机的专用装置，上面的一各电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出的R值可以最客观地反映出表面清理的质量。对于LY12、LC4、LF6铝合金R不得超过120微欧姆，刚清理后的R一般为40-50微欧，对于导电性更好的LF21、LF2铝合金以及烧结铝类的材料，R不得超过28-40微欧。 镁合金一般使用化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。这样处理后会在表面形成薄而致密的氧化膜，它具有稳定的电气性能，可以保持10昼夜或更长时间，性能仍几乎不变。镁合金也可以用钢丝刷清理。 铜合金可以通过在硝酸及盐酸中处理，然后进行中和并清除焊接处残留物。 不锈钢、高温合金电阻焊时，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷。清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。对于特别重要的工件，有时用电解抛光，但这种方法复杂而且生产率低。 钛合金的氧化皮，可在盐酸、硝酸及磷酸钠的混合溶液中进行深度腐蚀加以去除。也可以用钢丝刷或喷丸处理。 低碳钢和低合金钢在大气中的抗腐蚀能力较低。因之，这些金属在运输、存放和加工过程中常常用抗蚀油保护。如果涂油表面未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染，在电极的压力下，油膜很容易被挤开，不会影响接头质量。 钢的供货状态有：热轧，不酸洗；热轧，酸洗并涂油；冷轧。未酸洗的热轧钢焊接时，必须用喷砂、喷丸，或者用化学腐蚀的方法清除氧化皮，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但含有硫脲的溶液中进行腐蚀，后一种成份可有效地同时进行涂油和腐蚀。 有镀层的钢板，除了少数例外，一般不用特殊清理就可以进行焊接，镀铝钢板则需要用钢丝刷或化学腐蚀清理。带有磷酸盐涂层的钢板，其表面电阻会高到在地电极压力下，焊接电流无法通过的程度。只有采用较高的压力才能进行焊接。 二、镀锌钢板的点焊
铝热焊接钢轨
目录 1、钢轨铝热焊特点及国内应用现状 (1) 2、国外钢轨铝热焊技术的发展 (2) 3、国内铝热焊研究的进展 (3) 3. 1钢轨铝热焊接工艺及焊接工具 (3) 3. 2铝热焊剂 (4) 3. 3铝热焊工艺装备的研制 (4) 3. 4焊后热处理 (4) 4我国铝热焊生产技术的进展 (4) 4. 1铝热焊剂的生产 (4) 4. 2砂型生产 (5) 4. 3焊接材料包装的改进 (5) 5、铝热焊施工工艺 (5) 5.1 工艺流程 (5) 5.2 工艺操作 (5) 6、无缝线路钢轨铝热焊接质量的控制与提高 (8) 6.1 概述 (8) 6.2 常见焊接质量缺陷的原因分析 (8) 6.3 焊接质量控制的措施 (9) 6.4 焊接质量改进建议 (9)
铝热焊接钢轨 1、钢轨铝热焊特点及国内应用现状 钢轨铝热焊接其焊接原理是通过配置的铝热剂在坩埚内点燃反应后形成高温铝热钢水注入由焊接沙模和待焊钢轨组成的型腔内，高温钢水通过特别设计的沙模浇注系统，熔化部分待焊钢轨端面，经冷却凝固后将待焊钢轨联结成一个整体。 钢轨铝热焊具有以下几个特点： 1）钢轨铝热焊自带热源，因此，设备简单，操作方便，快速，少量人员就可进行焊接操作； 2）钢轨在焊接过程中几何位置几乎不变，因此其平顺性取决于工装卡具，故焊接接头的平顺性优于气压焊。由于焊接过程中钢轨无纵向移动，因此特别适用于跨区间无缝线路的焊接； 3）钢轨铝热焊是铸造过程，其焊缝金属是铸态组织，因此其接头的性能具有铸造的特点。力学性能相对闪光焊、气压焊要差。 基于上述特点，铝热焊成为铁路无缝线路铺设的主要现场焊接方法。特别对于提速及高速线路，铝热焊接头以其优良的平顺性而得到世界各国的广泛采用。20实际80年代推出的小型移动式气压焊在铁路高速化的趋势下因其平顺性较差已被逐步淘汰。近年，原来作为厂焊的闪光焊也开始应用于现场焊接，出现了移动式焊轨作业车。但因我国铁路运量巨大，移动式焊轨车必需占用线路、以及道岔空间小等原因，移动式焊轨车无法焊接所有的现场焊接接头，铝热焊仍将是提速及高速线路重要的焊接手段，如下表为钢轨焊接的各种焊接方法的比较与应用范围。 [1]
铝及铝合金的焊接方法
铝及铝合金的焊接方法 1．铝及铝合金的焊接特点 （1）铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝（Al2O3）熔点高、非常稳定，不易去除。阻碍母材的熔化和熔合，氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。焊接前应采用化学或机械方法进行严格表面清理，清除其表面氧化膜。在焊接过程加强保护，防止其氧化。钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理”作用，去除氧化膜。气焊时，采用去除氧化膜的焊剂。在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规范的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理”。 （2）铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属内部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。 （3）铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5%时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。根据生产经验，当含硅5%~6%时可不产生热裂，因而采用SAlSi條（硅含量4.5%~6%)焊丝会有更好的抗裂性。 （4）铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。 （5）铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源。因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成。 （6）合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。 （7）母材基体金属如为变形强化或固溶时效强化时，焊接热会使热影响区的强度下降。 （8）铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒。 2．焊接方法 几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性
浅谈钢铝转换接头焊接工艺
浅谈钢铝转换接头焊接工艺 曹先俊 （中国化学工程第三建设有限公司，安徽淮南232000） 摘要：钢铝转换接头在空分工艺中被广泛运用，因其异种接头本身的焊接特点，必须采取特殊的工艺措施和选择合适的焊接方法，才能获得满意的焊接质量。本文从钢与铝的焊接特点，逐步论述钢铝转换接头的焊接工艺。 关键词：钢铝转换接头焊接工艺 0前言 随着空分装置在工业上的不断发展，钢与铝在其工艺上被广泛地运用。因而，在空分工艺施工当中难免会遇到钢铝异种金属焊接问题。而钢铝异种金属焊接因它们之间的物理性能，化学成分的差别，在焊接过程中会产生许多焊接难题。特别在施工现场，很难有效地解决这些焊接难题，也不能保证钢铝异种金属的焊接质量。 多年的施工实践，发现如果在钢与铝接头部位使用钢铝转换接头代替钢铝异种金属焊接，能快捷、方便、有效地保证了焊接质量。如何掌握钢铝转换接头的焊接工艺，是选择正确的工艺措施和焊接方法的关键。本论文将阐述在空分装置中，钢铝转换接头的焊接工艺。 1钢与铝焊接特点及主要问题 由于铁与铝在焊接过程中处于化合物状态，使焊缝的强度和硬度提高，塑性降低，因此钢与铝的焊接性较差，故焊接时存在以下问题：1）被焊接头容易被氧化；2）焊缝成分不均匀；3）焊接变形较大；4）焊接接头容易产生裂纹。 钢与铝焊接时，存在以上困难，必须采取特殊的工艺措施和选择合适的焊接方法，才能获得满意的焊接接头，如采用摩擦焊、楔焊法、真空扩散法等焊接方法又不符合现场实际情况。因此，使用钢铝转换接头可有效避免焊接难度，提高焊接质量。 2钢铝转换接头焊接特点及主要问题 钢铝转换接头一般是通过机械压紧方法使钢与铝形成接头。在使用过程中，接头铝部分与铝材质焊接，钢部分与钢材质焊接。但由于钢与铝的热导率、线性膨胀系数相差较大（见表1），焊接时易引起接头部分严重变形，甚至导致裂纹。因此，如何掌握焊接工艺是保证钢铝转换接头焊接质量的关键。 表1铝的热特性值（与铁、铜的比较） 3钢铝转换接头焊接工艺 利用机械加工方法车削坡口；坡口形式可根据焊接方法，焊接条件，使用目的来确定，主要依据ASME
铝合金焊接方法总结
铝合金的焊接技术 铝及其合金因具有良好的耐蚀性、导电性、导热性以及高的比强度而广泛应用于工业领域，铝合金的产量仅次于钢铁的。近年来，随着铝合金在汽车制造、造船、国防和航空、容器制造、体育器材业等制造领域的广泛应用，铝合金焊接技术也在突飞猛进地发展。 一、铝合金的焊接性 纯铝的熔点是660℃．焊接用的铝合金熔点大约在560℃。铝合金焊接有以下难点： （1）铝合金焊接接头软化严重，对于有热处理强化性能的铝合金，焊接接头经历了较大的热循环．热影响区强度退化较为明显．其抗拉强度大约只有母材的60％～70％，这是热处理强化铝合金焊接接头一个比较典型的焊接缺陷。 （2）合金表面易产生熔点很高的氧化膜Al2O3，其熔点为2060℃，焊接时难熔的氧化膜会妨碍填充金属和母材的熔合，导致氧化物的夹渣； （3）铝及铝合金焊接凝固时，熔池里的气体因来不及逸出而较易形成气孔； （4）熔化状态的铝及铝合金在结晶凝固后，体积大约要缩减6％。由此所产生的收缩应力可能会导致工件变形和焊接裂纹产生； （5）线膨胀系数大，易产生焊接变形； （6）铝及铝合金焊接过程中，熔池金属没有颜色的变化，容易造成焊穿或塌陷； （7）铝合金热导率大(约为钢的4倍)，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大的2倍～4倍。 二、铝合金的传统焊接技术 铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的焊接方法。目前，生产中常用TIG焊、MIG焊来焊接铝合金材料。 1、钨极惰性气体保护电弧焊（TIG） TIG始于本世纪30年代，是最早的气体保护电弧焊方法，它是为了适应活泼金属(铝、锰、钛等)的焊接而产生的。TIG是以高熔点的钨和焊件分别作为两个电极，在两电极之间用惰性气体(氩、氦或氩氮混合气体)隔绝空气作为保护的一种电弧焊方法。 其优点是：焊接过程稳定，焊后无需清渣，焊接接头保护效果好，易于实现全方位和自动焊接。其缺点是：焊前清理要求高．主要是清除焊接接头表面的污物及氧化膜；钨极承载电流能力较低，焊接熔深有限，生产效率低，适宜薄板焊接；惰性气体较贵，生产成本高。 2、熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）。 为了克服TIG焊的熔深有限缺点，人们开始采用MIG焊。MIG是以连续送进的焊丝和焊件分别作为两个极性不同的电极。在电极间高温电弧热作用和惰性气体的保护下，将焊丝熔化、过渡并填充焊缝的一种电弧焊方法。 其优点是：焊接过程以焊丝作为电极。采用高密度电流，焊接熔深大，熔敷速度快，生产效率高，可焊大厚度板材。 三、铝合金先进焊接技术 MIG、TIG能够得到良好的焊接接头，但是，这两种方法却有熔透能力差、焊接变形大、生产效率低等缺点。近年来，很多科技工作者开始探讨铝合金焊接的新方法，如激光焊、双光束激光焊、激光-电弧复合焊以及搅拌焊摩擦等，下面主要介绍这四种焊接方法的主要特点。1、铝合金的激光焊 随着大功率、高性能激光加工设备的不断开发，铝合金激光焊接技术发展很快，与传统的TIG、MIG焊相比，激光焊接铝合金具有以下优点；
铝和铁怎样焊接最简便
铝和铁怎样焊接最简便 常用焊接方法及特点: 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。（1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。（2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？（1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。（2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。1）熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。2）过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。3）正火区加热温度约为850～1 100°C，属于正常的正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。4）部分相变区加热温度约为727～850°C。只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。四、什么是电阻焊？电阻焊分为哪几种类型、分别用于何种场合？电阻焊是利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头的焊接方法。电阻焊分为点焊、缝焊和对焊3种形式。（1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。点焊适用于焊接4 mm以下的薄板(搭接)和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品的生产。（2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不同的是用旋转的盘状电极代替柱状电极。叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动而送进，形成连续焊缝。缝焊适宜于焊接厚度在3 mm以下的薄板搭接，主要应用于生产密封性容器和管道等。（3）对焊：根据焊接工艺过程不同，对焊可分为电阻对焊和闪光对焊。1）电阻对焊焊接过程是先施加顶锻压力(10～15 MPa)，使工件接头紧密接触，通电加热至塑