알루미늄 및 알루미늄 합금 용접 절차에 대한 포괄적이고 자세한 설명

1. 용접 재료:

1) 용접용 아르곤 가스의 순도는 99.99% 이상, 이슬점은 -55도 이하이며 GB/T4842 또는 GB10624의 요구 사항을 충족해야 합니다. 병입된 아르곤의 압력이 0.5Mpa 이하일 때는 사용해서는 안 됩니다. (아르곤 가스의 질소 함량이 {{10}}.04% 이상이어야 하며, 그렇지 않으면 용접 표면에 밝은 노란색 또는 잔디색 질화마그네슘과 기공이 생성됩니다. 산소 함량이 0.03% 이상이어야 하며, 그렇지 않으면 용융 풀 표면에 짙은 검은색 반점과 아크가 발견될 수 있습니다. 불안정하고 큰 튀김; 수분 함량이 0.07% 이상이어야 하며 용융 풀이 끓고 용접에 기공이 생성됩니다.)

2) 수동 텅스텐 아르곤 아크 용접 전극은 세륨 텅스텐 전극을 채택합니다. 전극의 직경은 용접 전류의 크기에 따라 선택해야 하며(일반적으로 용접 전류에서 요구하는 사양보다 한 사이즈 큰 텅스텐 전극), 전극의 끝은 반구형이어야 합니다(반구를 만드는 방법: 용접 전류에서 요구하는 사양보다 큰 사이즈를 사용). 1번 텅스텐 전극의 경우 끝을 테이퍼 모양으로 갈아서 전극을 수직으로 잡고 텅스텐 전극에서 요구하는 전류보다 20~30A 큰 전류를 사용하여 테스트 플레이트에서 아크를 시작하고 몇 초 동안 유지합니다. 텅스텐 전극 팁은 반구형입니다. 텅스텐 전극이 알루미늄으로 오염된 경우 다시 연마하거나 교체해야 합니다. 약간 오염된 경우 전류를 늘려 아크가 테스트 플레이트에서 잠시 타도록 할 수 있으며, 이는 오염 물질을 태울 수 있습니다.

3) MIG를 사용하여 알루미늄 합금을 용접할 때 알루미늄 용접 와이어는 비교적 부드럽기 때문에 용접 와이어를 물지 않기 위해 기어가 있는 와이어 공급 휠은 허용되지 않으며 푸시 와이어 유형은 사용해서는 안 됩니다. 와이어 공급 호스는 대신 스프링 튜브를 사용할 수 없습니다. 폴리테트라플루오로에틸렌이나 나일론을 사용하십시오. 그렇지 않으면 호스가 연삭으로 인해 오염되거나 막힙니다. MIG는 일반적으로 DC 역극성을 사용합니다.

4) 플럭스의 주요 기능은 산화막 및 기타 불순물을 제거하는 것입니다. 사용 시 무수 알코올로 페이스트로 만들거나 플럭스 분말을 홈과 양쪽에 직접 바를 수 있습니다. 필렛 용접을 용접할 때는 용접 후 슬래그를 쉽게 제거할 수 있는 플럭스를 선택해야 합니다. 알루미늄-마그네슘 합금용 플럭스는 나트륨 성분이 포함되어서는 안 됩니다.

5). 다양한 등급의 알루미늄 재료를 용접할 때 도면과 공정이 지정되지 않은 경우, 용접 와이어 재료는 내식성이 더 좋고 강도 수준이 낮은 기본 금속에 따라 선택해야 합니다. 알루미늄-마그네슘 합금 또는 알루미늄-망간 합금과 같은 내식성 알루미늄 합금을 용접할 때는 기본 금속과 유사하거나 약간 높은 마그네슘 함량 또는 망간 함량을 가진 용접 와이어를 사용하는 것이 좋습니다. 용접 와이어는 GB/T10585 "알루미늄 및 알루미늄 합금 용접 와이어"에서 선택할 수 있으며 GB/T3190 "변형된 알루미늄 및 알루미늄 합금의 화학 성분" 및 GB/T3197 "용접봉용 알루미늄 및 알루미늄 합금 와이어"에서도 선택할 수 있습니다.

표 1 동일 등급 알루미늄 용접용 용접 와이어

표 2 이종 알루미늄 용접 와이어용 용접 와이어

표 3 다양한 재료 및 성능 요구 사항에 대한 용접 와이어 선택

참고사항: ER 알루미늄 용접 와이어는 미국 표준 ANSI/AWS A5.10입니다.

2. 용접 용접공:

그들은 "알루미늄 용기 용접공 시험 규칙" 부록 A의 규정에 따라 시험에 합격해야 합니다.

3. 용접 전 준비:

1) 알루미늄 홈 가공에는 기계적 방법(전단 포함)을 사용해야 합니다. 플라즈마 화염 방법을 사용하는 경우 기계적 가공으로 변색된 부분에서 최소 3mm를 제거해야 합니다. 가공 후 홈의 표면은 평평하고 매끄러워야 하며 균열, 균열 층, 내포물, 버, 플래시 및 산화 색상이 없어야 합니다. 홈의 표면은 은백색 금속 광택이 있어야 하며 필요한 경우 홈에 100% PT를 수행해야 하며 양쪽 모두 50mm 이상 범위 내에 있어야 합니다.

2) 용접 와이어의 표면, 홈 및 측면은 50mm 이상 범위 내에서 청소해야 합니다(표면 산화막, 스케일, 오염 및 부적격 산화색 제거 포함).연삭은 φ0.15~0.2 스테인리스 스틸 와이어 브러시, 금속 연삭 헤드(예: 전기 밀링 커터), 수동 디스크 밀링 머신, 파일(알루미늄의 경우 특수 아크형 파일이어야 함), 스크레이퍼 및 아세톤(아세톤에 담근 흰색 천은 깨끗해야 함, 닦을 때 보푸라기가 생기지 않도록 면직물이나 면사를 사용하지 마십시오)을 사용하여 수행할 수 있지만 이러한 도구는 사용 전에 청소해야 하며 청소 중에 산화막이 모재에 눌러지지 않도록 주의해야 하므로 청소할 때 너무 많은 힘을 가하지 마십시오. 하지만 알루미늄 소재는 매우 부드러워서 모래 입자가 알루미늄 소재에 남게 되고, 용접 후 기공, 슬래그 혼입물 등의 결함이 발생할 가능성이 높기 때문에 연삭 휠이나 일반 사포를 사용하여 연삭하는 것은 허용되지 않습니다.

3) 헤드 등 외주 열가공품의 경우 원칙적으로 공장 입고 후 알루미늄 소재 표면에 100% PT를 실시하고, 필요 시 미정품은 RT를 실시한다.

4) 용접 와이어의 표면은 스테인리스 스틸 와이어 브러시 또는 깨끗한 오일 사포로 문질러도 됩니다. 표면에 산화 피막이 두꺼운 용접 와이어는 용접 전 연삭 후 화학적 세척이 필요합니다. 화학적 세척: 70도, 5%~10% NaOH 용액에 약 0.5~3분간 담가둔 다음 깨끗한 물로 헹군 다음 실온에서 약 15% HNO3 용액에 약 1~2분간 담가둔 다음 따뜻한 물로 헹군 다음 핸드헬드 헤어드라이어(공기 압축기는 사용할 수 없음, 공기 중에 물과 오일이 있음)를 사용하여 말린 다음 사용하기 전에 100도에서 오븐에 넣어 건조합니다. 이 방법은 알루미늄에도 사용할 수 있습니다.

5) 세척한 용접 와이어와 용접 부분은 깨끗하고 건조하게 유지해야 하며, 용접 부분은 손으로 만지거나 불어서는 안 됩니다. 용접공은 일반적으로 흰색 용접 장갑을 착용하고, 문제가 두려워 더러운 장갑을 착용하지 않습니다. 청소하고, 국부 오염은 다시 청소할 수 있습니다. 홈의 양쪽을 흰색 종이로 덮는 것이 가장 좋습니다. 일반적으로 기계적 세척 후 바로 용접해야 합니다. 세척 후 4시간 이내에 용접되지 않으면 용접 전에 다시 세척해야 합니다.

6) 용접물의 조립은 정확해야 합니다. 조립이 좋지 않으면 과도한 스트레스를 피하기 위해 강제로 조립하는 대신 부품을 교체하는 것을 고려해야 합니다. 정식 용접 전에 홈 크기를 확인해야 하며, 테스트를 통과한 후에만 용접을 수행할 수 있습니다.

7) 택용접에 선택된 용접 와이어와 취해진 기술적 조치는 용접 공정과 동일합니다.

8) 태크용접은 균열, 기공, 슬래그 포함물과 같은 결함이 없어야 하며, 그렇지 않은 경우 제거하여 재용접해야 합니다. 재용접은 원래 위치에서 점용접하는 대신 인근 지역에서 수행해야 합니다. 공정에서 맞대기 용접 간격이 지정되지 않은 경우 2~4mm가 될 수 있습니다.

9) 영구용접으로 녹을 태크용접의 경우, 침투를 보장하고 표면의 산화층을 제거해야 하며(은백색만 허용) 아크 발생을 용이하게 하기 위해 용접의 양쪽 끝의 전환을 매끄럽게 해야 하며, 그렇지 않으면 트리밍해야 합니다. 차가운 부품을 용접할 때는 용접 시작 시 아크를 잠시 멈추고 모재의 가장자리가 녹기 시작하면 와이어 용접을 제때 추가하여 시작 용접 지점의 침투를 보장해야 합니다.

10) 세로 솔기를 용접할 때 아크 점화판과 아크 이스케이프 판은 용접물의 양쪽 끝에 배치해야 합니다. 아크 점화판과 아크 이스케이프 판은 용접 부분과 동일한 등급과 두께의 알루미늄으로 만들어집니다. 원주 솔기를 용접할 때는 아크 크레이터를 피하십시오.

11) 용접 공정 중 위치 용접 지점에 균열이 생겨 판 가장자리가 탈구되거나 틈새가 변경될 경우 즉시 용접을 중단하고 수리 후 용접을 계속해야 합니다.

12) 용접 공정 중 상부 용접 표면의 검은 재와 산화물은 먼저 와이어 브러시로 청소해야 합니다. 용접 시 크레이터, 즉 아크 엔드에 주의하세요. 아크는 용접 시작 끝에서 10~20mm 떨어진 곳에서 시작한 다음 빠르게 시작 끝으로 돌아와 용접할 수 있습니다. 첫 번째 층은 직선으로 용접합니다. 좋은 모양을 얻기 위해 다른 층은 용접 중에 측면으로 스윙하고 양쪽에서 약간 멈춰 융합을 용이하게 할 수 있습니다.

13) 알루미늄은 용접 중 용접 변형 및 붕괴가 발생하기 쉽기 때문에 고정구 및 백킹 플레이트는 용접 전에 타깃 방식으로 만들어야 합니다. 고정구를 사용할 때는 일반적으로 부품의 앞면과 뒷면을 클램핑해야 하며 고정구의 강성과 클램핑 힘은 적당해야 합니다. 고정구가 너무 작으면 변형 제어 효과를 얻을 수 없기 때문입니다. 조임력은 350Kg/100mm여야 합니다. 연질 알루미늄 고정구는 탄소강 또는 스테인리스강으로 만들 수 있으며, 이는 열 발산을 늦출 수 있습니다. 강화 알루미늄 소재는 알루미늄 고정구로 만들 수 있으며, 이는 열 발산을 향상시킬 수 있습니다. 세로 솔기 클램프는 피아노 키와 함께 사용할 수 있으며, 원형 솔기는 유압식 팽창 클램프와 함께 사용할 수 있습니다. 세로 솔기를 조립할 때 틈새를 적절히 늘려 용접 후 수축을 위한 여유가 있도록 할 수 있습니다. 환형 이음매(원형 플랜지, 플랜지 등 포함)는 플랜지가 용접 후 붕괴되고 변형되기 때문에 일부 역방향 엇갈림 또는 당김 모서리를 남겨야 합니다. 백킹 플레이트의 재료는 일반적으로 스테인리스 스틸 또는 탄소강이며, 백킹 플레이트는 요구 사항이 낮은 알루미늄 재료의 용접을 위해 흑연으로 만들 수 있습니다. 백킹 플레이트 재료의 선택은 용접의 냉각 속도에 미치는 영향도 고려해야 합니다. 알루미늄 판이 두껍거나 백킹 플레이트 조립 갭이 큰 경우 갭을 점토 진흙으로 밀봉하고 용접 후 제거할 수 있습니다. 백킹 플레이트의 크기는 다음과 같습니다.

4. 용접 요구 사항:

1. 면허를 소지한 용접공은 용접절차서 및 기타 문서에 따라 용접을 실시하여야 합니다.

2. 용접 환경에서 다음 상황 중 하나가 발생하는 경우 효과적인 보호 조치를 취해야 하며, 그렇지 않은 경우 용접이 허용되지 않습니다.

1) 용접 환경이 깨끗하지 않고 먼지와 연기가 많습니다.

2) 용접 환경의 풍속은 1.5m/s 이상입니다.

3) 용접 환경의 상대 습도는 80% 이상입니다.

4) 비나 눈이 내리는 야외 작업

5) 납땜 온도는 5도 이하입니다.

3. 알루미늄 제품의 용접은 특수한 장소에 위치해야 하며, 그 장소는 고무나 플란넬로 깔아야 하며, 용접 시 통풍구와 출입문, 창문에서 멀리 떨어져 가스 보호 효과에 영향을 미치지 않도록 해야 합니다.

4. 수동 텅스텐 아르곤 아크 용접으로 알루미늄을 용접하는 것은 일반적으로 AC를 사용하여 음극 분무 효과를 생성합니다. 용융 전극 아르곤 아크 용접은 DC 역방향 연결을 사용합니다. 장비 제한으로 인해 DC 용접을 사용하는 경우 일반적으로 용접 표면에 산화막 또는 검은 재 층이 있으며 와이어 브러시나 걸레로 닦아낼 수 있습니다. 플럭스 잔여물이나 산화로 인해 용접 표면에 형성된 흰색 필름은 와이어 브러시나 뜨거운 물이 있는 걸레로 닦아낼 수 있습니다.

5. 용접 전 예열: 알루미늄의 강한 열전도성으로 인해 수동 텅스텐 아르곤 아크 용접의 두께가 10mm를 초과하는 경우 용접 전에 예열해야 하지만 100도를 초과해서는 안 되며 용접 중 층간 온도는 100도를 초과해서는 안 됩니다. 구체적인 상황에 따라 화염 또는 원적외선 보드로 가열할 수 있습니다.

6. 용접 공정 중 용접 와이어의 충전 지점은 아크 바로 아래에 위치해서는 안 되지만 용융 풀의 가장자리에 위치해야 하며 아크 중심선에서 약 0.5~1.0mm 떨어져 있어야 하며 용접 와이어의 충전 지점은 용융 풀 표면이나 아크보다 높아서는 안 됩니다. 모재의 용융에 영향을 미치고 가스 실드를 파괴하고 금속을 산화시키지 않도록 아래로 수평으로 스윙하십시오. 용접 와이어를 빼낼 때 용접 와이어 끝을 가스 보호 구역에 노출시키지 마십시오. 용접 와이어 끝이 산화되어 용융 금속 풀에 공급되는 것을 방지하십시오. 용접 중 텅스텐 전극이 용접 금속에 닿으면 즉시 용접을 중단하고 금속 연삭 헤드로 오염을 제거하고 텅스텐 전극을 다시 연삭해야 합니다. 용접 전이나 용접 과정 중에 용접 와이어 끝의 산화된 부분을 용접 전에 절단해야 합니다.

7. 용접 이음매는 가능한 한 한 번에 용접해야 합니다. 용접을 반쯤 멈춘 후 재용접이 필요한 경우 10~20mm 겹쳐야 합니다. 다층 용접의 경우 다음 용접으로 진행하기 전에 이전 용접의 표면 색상을 확인하고 은백색만 허용하며 표면 오염 및 슬래그 포함과 같은 결함을 철저히 제거합니다. 아크 크레이터를 채우고 아크 연결을 융합하고 관통해야 합니다. 일반적으로 아크 소화 방법은 스택 높이 아크 소화 방법을 채택합니다. 아크가 닫히면 아크가 일정한 속도로 상승하고 아크가 소화될 때까지 충전 와이어가 동시에 가속되어 아크 소화 지점의 용접 이음매가 부분적으로 돌출되고 필요한 경우 초과 높이가 연마됩니다. 이 아크 소화 방법은 용접기에 감쇠 장치가 있는 경우 더 잘 작동합니다.

9. 노즐과 쉘 사이의 D형 용접 이음매 두께가 12mm 이하일 경우 쉘은 일반적으로 맞대기 용접해야 하며, 모서리 높이는 25~30mm여야 합니다.

10. 클래스 C 및 D 조인트의 용접 두께 t는 필렛 용접의 양쪽에 있는 부재의 두께 δ1 및 δ2 중 작은 값의 0.7배보다 작을 수 없으며, 도면에 달리 지정되지 않는 한 3mm보다 작을 수 없습니다. 바닥은 10mm를 초과하지 않습니다(아래 그림 참조). 라이닝 또는 합성 플레이트가 커버 플레이트 랩 필렛 용접으로 합성되는 경우, 커버 플레이트의 두께는 필렛 용접의 측면 길이 L2를 구성합니다. L2가 4mm 이하인 측면 길이의 한계는 t가 0.7 L2 이상이어야 합니다.

11. C급 및 D급 조인트의 용접 이음매와 모재는 매끄러운 전환을 가져야 합니다.

12. 용접부 표면 및 열영향부는 100% 검사하여 균열, 미융착, 기공, 아크 크레이터, 슬래그 혼입물 및 스패터 등의 결함이 없고 용접부 외부에 아크 발생 지점이 없어야 한다.

13. 알루미늄 압력 용기의 용접 이음매 표면에는 언더컷이 없어야 합니다. 대기압 용기의 용접 표면의 언더컷 깊이는 0.5mm보다 크지 않아야 하며, 언더컷의 연속 길이는 100mm보다 크지 않아야 하며, 용접 양쪽의 언더컷 총 길이는 용접 길이의 10%를 초과하지 않아야 합니다.

14. 열교환기 열교환관 용접 순서: 튜브 시트 조립(열교환관의 예약 길이는 이후 가공을 위해 4mm 이상이어야 함); 튜브 끝과 튜브 시트 세척; 한쪽 끝에서 튜브 확장; 튜브 시트 하나 용접; 열교환관의 용접되지 않은 끝 가공; 튜브 확장; 튜브 끝과 튜브 시트 세척; 열교환관의 용접되지 않은 면 용접. 용접 시, 첫 번째 층은 일반적으로 와이어 용접하지 않지만(첫 번째 층이 규정에 따라 PT 또는 기밀성 테스트를 받는지 여부), 다른 층은 와이어 용접해야 합니다.

15. 알루미늄 용접은 홈의 더 큰 뭉툭한 모서리, 일반적으로 2~6mm에 주의해야 합니다. 백킹 플레이트가 있는 조인트의 경우 뭉툭한 모서리를 적절히 줄일 수 있습니다. 알루미늄 판이 얇을 경우 모서리 뭉툭한 용접을 고려해야 하며, 3mm 이하일 때는 모서리와 와이어 없이 용접합니다. 알루미늄 용접은 특정 상황에 따라 뒷면에 와이어가 있거나 없는 양면 용접에 동시에 사용할 수 있습니다.

5, 용접수리:

1. 수리가 필요한 결함에 대해서는 원인을 분석하고 개선 대책을 제시하며, 용접수리 공정을 준비(용접 변형을 방지하기 위한 가공 장비 고려)한 후에야 수리를 시작할 수 있다(아래 표는 일반적인 용접 결함 및 원인 분석이다);

2. 동일 용접부위의 수리 횟수는 2회를 초과할 수 없습니다.

3. 일반적으로 금속 연삭 헤드를 사용하여 결함과 베벨을 제거합니다. 결함이 깊으면 지정된 수동 밀링을 먼저 사용한 다음 금속 연삭 헤드로 홈 표면을 연마할 수 있습니다. 홈은 균일한 폭, 매끄러운 표면 및 용접에 편리한 홈을 가져야 하며 홈의 두 끝은 일정한 경사(일반적으로 1:4 이하)를 가져야 합니다.

4. 결함은 수리 전에 제거해야 하며, 일반적으로 100% PT 확인을 수행해야 합니다(결함이 균열인 경우 100% PT를 수행해야 함). 용접을 수리할 때는 모든 결함만 제거하면 되고 너무 깊이 파지 말고 필요한 경우 RT를 수행하여 결함이 완전히 제거되었는지 확인합니다. 수리 용접 중에는 먼저 와이어를 채우지 말고 아크를 사용하여 수리 용접 구역의 금속을 녹입니다. 와이어를 채운 후 아크를 용접 와이어 쪽으로 약간 치우쳐 수리 용접 구역의 금속이 과열되는 것을 방지해야 합니다. 용융 풀에서 수소 기포가 빠져나갈 수 있도록 시간을 두십시오.

5. 수리된 용접부의 성능 및 품질 요구 사항은 원래 용접부와 동일해야 합니다.

6. 알루미늄 용접의 주요 용접 결함은 기공과 균열입니다.

6.1 기공의 원인: 알루미늄 용접 기공은 주로 용접 풀에 수소가 유입되어 형성됩니다. 수소의 공급원은 다음과 같습니다. 재료, 용접 와이어, 차폐 가스, 와이어 공급 메커니즘, 용접 장갑 및 높은 주변 습도, 예를 들어 용접 와이어의 오염, 재료 및 용접 와이어 자체의 산화막, 와이어 공급 메커니즘의 오일 또는 땀 등. 예방 조치:

6.1.1 재료 및 용접 와이어의 수소 함량은 0.4mL/100g 이하입니다.

6.1.2 용접부 표면의 오일 얼룩과 산화막을 제거해야 하며, 보관 시간은 4시간을 초과해서는 안 됩니다. 표면을 청소한 후 홈과 양쪽을 건조하고 깨끗하며 보푸라기가 없는 물건으로 덮습니다.

6.1.3 용접와이어는 가능한 한 많이 연마해야 하며, 그 외에는 위와 같은 처리방법을 따른다.

6.1.4 보호 가스의 불순물 함량: H2 0.0{{10}}1% 이하; O2 0.02% 이하; N2 0.1% 이하; H2O 0.02% 이하;

6.1.5 보호가스 파이프라인: 일반적으로 스테인리스강 또는 구리관을 사용하고, 고무 및 기타 쉽게 흡수되는 호스 대신 플라스틱관을 호스에 사용합니다. 보호가스가 가열되면 파이프라인을 퍼지해야 합니다.

6.1.6 와이어 공급 메커니즘: 오일 오염이 없어야 하며, 와이어 공급 튜브는 PTFE 또는 나일론으로 만들어야 하며, 용접 전에 튜브 내의 오염 및 응축수를 청소해야 합니다.

6.1.7 현장 환경: 온도는 25도를 초과해서는 안 되며, 상대 습도는 50%를 초과해서는 안 되며, 환경은 깨끗하게 유지되어야 합니다.

6.1.8 용접공: 작업복은 가능한 한 흰색이어야 오염을 감지하고 제때 청소할 수 있습니다. 용접할 때는 땀과 기름 얼룩에 주의하여 용접물을 다시 오염시키지 않도록 합니다.

6.1.9 보호가스와 배관이 적합한지 확인하기 위해 용접하기 전에 테스트 플레이트에 테스트 용접을 수행해야 합니다.

6.1.10 용접 절차에 대한 예방 조치: 이중 사용