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6.1 一般规定


6.1.1 铝合金焊接应符合下列规定:
    1 铝合金结构及构件的焊接,应选用合理的焊接方法及装配焊接顺序,并应采用防止过度变形、裂缝和气孔发生的措施。
    2 当铝合金结构受力构件采用焊接连接时,焊接位置宜靠近构件低应力区,并应采取减少热影响效应对结构和构件强度降低的措施。
6.1.2 焊接工艺评定应符合下列规定:
    1 焊接工艺评定应由制作、安装单位根据结构的设计节点形式、铝材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等,制定焊接工艺评定方案进行焊接工艺评定,拟订相应的焊接工艺评定指导书,指导书的内容应能满足编制焊接工艺规程的要求。应按规定施焊试件、切取试样,并应由具有国家技术质量监督部门认证资质的检测单位进行检测试验。
    2 焊接工艺评定试验完成后,应由评定单位根据检测结果提出焊接工艺评定报告。
6.1.3 铝合金结构焊接施工应符合下列规定:
    1 施工前应由焊接技术责任人员根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺文件,并应向有关操作人员进行技术交底,施工中应严格遵守工艺文件的规定。
    2 焊接场所应保持清洁,并应有防风、防火及防雨雪设施。氩弧焊焊接施工时的相对湿度不宜大于80%,环境温度不应低于5℃。
6.1.4 从事铝材焊接作业的焊工,必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
条文说明
6.1.1 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不同,各种焊接方法有其各自的应用场合。气焊和焊条电弧焊方法,设备简单、操作方便。气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊(TIG或MIG)方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。
    铝及铝合金焊接时具有以下特性:
    1 铝的强氧化能力:铝和氧的化学结合力很强,常温下表面就能被氧化而生成一层厚度为0.1μm~ 0.2μm的Al2O3薄膜,Al2O3的熔点高达2050℃,远远超过铝及铝合金的熔点(660℃),而且密度很大,约为铝的1.4倍。焊接过程中,Al2O3薄膜会阻碍熔化金属之间良好结合,并易造成夹渣,氧化膜还会吸附水分,焊接时会促使焊缝产生气孔。
    2 较大的热导率和比热容:铝及铝合金的热导率和比热容约比钢大1倍多,在焊接过程中大量热量被迅速传导到基体金属内部,为了获得高质量的焊接接头,必须采用能量集中、功率大的热源。有时需采用预热等工艺措施,才能实现熔焊过程。
    3 热裂倾向大:铝及铝合金的线胀系数约为钢的2倍,凝固时的体积收缩率达6.5%~6.6% ,因此焊接时具有一定的热裂倾向。
    4 容易形成气孔:氮不溶于液态铝,铝也不含碳。因此,焊接铝及铝合金时在焊缝中不会产生N2气孔和CO气孔,只可能产生氢气孔。氢在液态铝中的溶解度为0.7mL/100g,而在660℃凝固温度时,氢的溶解度突然降至0.04mL/100g,使原来溶于液态铝中的氢大量析出,形成气泡。同时,铝和铝合金的密度小,气泡在熔池中的上升速度较慢,加上铝的导热性强,熔池冷凝快,因此,上升的气泡往往来不及退出而留在焊缝中成为气孔。
    5 接头不等强度:铝及铝合金的热影响区由于受焊接热循环作用而发生软化,强度降低,使接头与母材金属无法达到等强度。工业纯铝及非热处理强化铝合金的接头强度约为母材金属的75%~100%;热处理强化铝合金的接头强度较小,只有母材金属的40%~50%。
    6 焊穿:铝及铝合金从固态转变为液态时,无明显的颜色变化,所以不易判断母材金属温度,施焊时常会因温度过高无法察觉而导致烧穿。
6.1.3 焊接工艺文件内容可参考国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81中相关条文的规定。
    对焊接环境的要求主要是为了防止焊缝中气孔的产生,在相对湿度大于85%或环境温度较低时,受坡口、焊丝表面及气体管道内壁所吸附的冷凝水影响,焊缝中的气孔倾向将会急剧增高。若超出规定则应采取相应的预防措施。焊接场所的相对湿度和环境温度,应在距焊件500mm~ 1000mm范围内测量。
    风速限制因氩气流量的大小而不同,氩气保护效果也随风速不同而不同,故在室外施工,一般均应设置挡风围屏以使氩弧焊的施工得以顺利进行。
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铝合金结构工程施工规程 JGJ/T216-2010
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