CN110666307A

CN110666307A - 一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法

Info

Publication number: CN110666307A
Application number: CN201910976015.4A
Authority: CN
Inventors: 兰玲; 阎璐; 蒋荣勤; 王高飞; 宋金英; 朱国斌; 周鸿翔
Original assignee: Shanghai Institute Of Shipbuilding Technology (11th Institute Of China Shipbuilding Industry Group Corporation)
Current assignee: Shanghai Institute Of Shipbuilding Technology (11th Institute Of China Shipbuilding Industry Group Corporation)
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2020-01-10

Abstract

本发明提供了一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于，采用平位置将2块铝合金板进行MIG焊接，坡口采用对称单面V型坡口，所述坡口的单侧角度为30°～35°，所述坡口的底部间隙宽度为5～7mm，背面加不锈钢或铝合金衬垫。本方法尤其适用于6mm的5083‑H116铝合金单面焊双面成型，解决了船舶狭小空间焊接难题；焊缝外观符合质量要求，无显著表面缺陷；焊接气孔少，焊缝内部质量X射线探伤评级不低于Ⅰ级。

Description

一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法

技术领域

本发明为铝合金材料焊接技术领域，具体涉及一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法。

背景技术

铝合金由于比重小、耐蚀性好、易于加工等特点，在船舶上应用广泛，目前我国船舶用铝合金材料主要为5083板材和6082型材。随着船舶对航速、装载能力、结构重量要求的提高，对高强耐蚀铝合金的需求越发迫切。

我国多艘服役中的船舶空舱肋骨、舷侧纵骨等部位出现不同程度的开裂，出现开裂和裂纹的位置主要集中在纵骨、肘板，少部分出现在肋板。损伤焊缝主要形式有纵骨与底板焊接部位开裂或断裂、肘板与两侧加强结构开裂或断裂、纵骨、肘板等脱焊。维修过程中涉及到替换结构与原结构的焊接，由于空间位置狭小，仅能采用单面焊双面成型工艺，目前尚无一种适用于铝合金狭小空间的单面焊双面成型工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法，以克服现有技术中对于铝合金狭小空间拼板尚无合适的焊接方法的不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于，采用平位置将2块铝合金板进行MIG焊接，坡口采用对称单面V型坡口，所述坡口的单侧角度为30°～35°，所述坡口的底部间隙宽度为5～7mm，背面加不锈钢或铝合金衬垫。

所述铝合金板为5083-H116铝镁合金板，厚度为5～7mm，优选6mm。

所述焊接采用的焊丝含有下列质量分数的组分：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.1％、Mn：0.5％～1.0％、Mg：4.3％～5.2％、Cr：0.05％～0.25％、Zn：≤0.25％、Be：≤0.008％、Ti：≤0.15％，余量为Al及不可避免的杂质，焊丝直径为1.0mm或1.2mm。

所述焊接采用的保护气体为氩气，氩气纯度≥99.995％。

进一步地，所述焊接采用单面多层多道焊方式，分为打底焊和盖面焊。

进一步地，所述打底焊的焊接电压为18.8～22.8V、焊接电流为115～135A、焊接速度为25～35cm/min、保护气流量为22～30L/min；所述盖面焊的焊接电压为18.9～23.0V、焊接电流为120～145A、焊接速度为20～30cm/min、保护气流量为22～30L/min。

进一步地，所述焊接的热输入控制在3.9～5.8KJ/cm；道间温度为40～55℃，优选道间温度为50℃。

进一步地，本发明的一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法，在环境温度不小于0℃、相对湿度不高于85％的情况下施焊，焊接时不需要预热。

本发明的一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法，尤其适用于6mm的5083-H116铝合金单面焊双面成型，解决了船舶狭小空间焊接难题；采用该焊接方法可保证焊接接头抗拉强度高于270Mpa，6倍弯芯直径、面弯或背弯180°后焊接接头表面出现的裂纹或其他缺陷长度不大于3mm，焊接接头焊缝的外观检查符合质量要求，无显著表面缺陷；与传统焊接方法相比，焊接气孔少，焊缝内部质量X射线探伤评级不低于Ⅰ级。

附图说明

图1为本发明的单面焊双面成型的焊接坡口示意图；

各附图的标号表示如下：1-铝合金板、2-背面衬垫；t-铝板厚度，α-坡口单侧角度，d-底部间隙。

具体实施方式

本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。

(1)焊接材料

所述铝合金板材：H116状态5083铝合金，板厚为6mm。

所述焊接采用的焊丝含有下列质量分数的组分：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.1％、Mn：0.5％～1.0％、Mg：4.3％～5.2％、Cr：0.05％～0.25％、Zn：≤0.25％、Be：≤0.008％、Ti：≤0.15％，余量为Al及不可避免的杂质，焊丝直径为1.2mm。

所述焊接采用的保护气体为氩气，氩气纯度≥99.995％。

(2)焊接方法

如图1所示。采用平位置将2块铝合金板进行MIG焊接，坡口采用对称单面V型坡口，所述坡口的单侧角度为30°～35°，所述坡口的底部间隙宽度为5～7mm，背面加不锈钢或铝合金衬垫。

实施例1～3

焊前采用机械方法清除焊缝两侧各30mm范围内表面的氧化膜，并用无水乙醇清洗干净。在环境温度不小于0℃、相对湿度不高于85％条件下施焊。焊接采用单面多层多道焊方式，分为打底焊和盖面焊；实施例1～3的焊接工艺参数如表1所示。

表1实施例1～3的焊接工艺参数

多层多道焊时，严格控制道间温度在50℃左右，焊接的热输入控制在3.9～5.8KJ/cm；为保证焊接气孔达到一级焊缝要求，焊接过程严格焊缝清理，每道焊接完成后，用铣刀清理焊缝后进行下一道焊接，多接头起弧时，用铣刀打磨收弧点，在收弧点前起弧，且调低电弧长度，降低焊接速度。

(4)试验结果

按照GB/T2651-2008、GB/T2653-2008对焊接接头进行焊接试件检验，完成拉伸、弯曲性能检测。检测结果如表2所示，满足标准要求。

表2实施例1～3的焊接接头性能

按照CB/T3747-2013《船用铝合金焊接接头质量要求》中的有关规定对焊接接头焊缝表面进行外观检验，焊缝表面成型均匀、致密、平滑向母材过渡，无裂纹、未熔合、过大余高、夹渣、焊瘤、弧坑、咬边等显著表面缺陷。焊缝咬边深度不大于0.5mm，咬边总长度不得超过该焊缝长度的10％，咬边连续长度应不大于100mm。焊缝表面着色检查应符合CB3958。

焊接接头的焊缝内部质量通过焊缝X射线探伤检测，X射线探伤按CB3929标准中有关规定进行，焊缝内部质量X射线探伤评级不低于Ⅰ级。

Claims

1.一种用于铝合金板的单面焊双面成型的焊接方法，其特征在于，采用平位置将2块铝合金板进行MIG焊接，坡口采用对称单面V型坡口，所述坡口的单侧角度为30°～35°，所述坡口的底部间隙宽度为5～7mm，背面加不锈钢或铝合金衬垫。

2. 根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述铝合金板为5083- H116铝镁合金板，厚度为5～7mm。

3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接采用的焊丝含有下列质量分数的组分：Si：≤0.4％、Fe：≤0.4％、Cu：≤0.1％、Mn：0.5%～1.0％、Mg：4.3%～5.2％、Cr：0.05%～0.25％、Zn：≤0.25％、Be：≤0.008％、Ti：≤0.15％，余量为Al及不可避免的杂质，焊丝直径为1.0mm或1.2mm。

4. 根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述铝合金板为5083- H116铝镁合金板，厚度为6mm。

5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接采用的保护气体为氩气，氩气纯度≥99.995%。

6.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接采用单面多层多道焊方式，分为打底焊和盖面焊。

7.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述打底焊的焊接电压为18.8～22.8V、焊接电流为115～135A、焊接速度为25～35cm/min、保护气流量为22～30L/min；所述盖面焊的焊接电压为18.9～23.0V、焊接电流为120～145A、焊接速度为20～30cm/min、保护气流量为22～30L/min。

8.根据权利要求1～7任一所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接的热输入控制在3.9～5.8KJ/cm；道间温度为40～55℃。

9.根据权利要求1～7任一所述的焊接方法，其特征在于，在环境温度不小于0℃、相对湿度不高于85％的情况下施焊，焊接时不需要预热。