10铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用.doc

《10铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用.doc（34页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、中建安装科学技术奖资料铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用 中建安装工程有限公司一公司2013年 10 月中建安装科学技术奖推荐书（2013年度）一、项目基本情况奖励类别：新技术应用成果项目名称中文铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用英文主要完成人李庆同 吴国章 主要完成单位中建安装工程有限公司一公司申报单位（盖章）中建安装一公司项目名称可否公布可否申报日期2013年 10月10 日密级及保密期限主题词铝制管道焊接；双人双面面焊；单面焊接；铝合金垫板所属行业化工所属专业建筑设备安装技术任务来源A.国家计划 B.部、委 C.省、市、自治区 D.基金资助 E.其它单位委托 F.中外合作 G.自

2、选 H.其它 I.非职务计划名称和编号项目起止时间起始：2013年3月15日完成： 2013年10月10日二、项目简介（项目所属科学技术领域、主要科技内容、特点及应用推广情况）本技术属新技术应用成果类，我单位承建的新疆巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目位于新疆巴州拉伊苏化工园区，占地600余亩，是由中建安装工程有限公司投资兴建的BT(building、transfer)总承包项目。煤化工项目在西部开发的大背景下，逐渐的由内陆地区转移到西部地区，本项目位于新疆巴州地区拉伊苏化工园区，空分装置采用河南开封空分集团35000m3/h空分技术。空分设备中用于输送低温液体的管路系统通常采用铝及其合金制造，

3、本套空分装置所用到的铝合金管道长度约为3000米。管道直径从14mm到912mm。它们所用的材质大部分都是铝镁合金防锈铝，如5052、5083等，还有部分铝锰合金防锈铝如3003。通常来说，直径小于200mm可以购买成品无缝铝管，而直径在200mm以上的铝管道就要采用铝板卷制的焊接铝管。铝制管道焊接技术主要阐述了在煤制甲醇等化工项目中，空分装置铝制管道的制造、安装常用的几种焊接工艺技术，分别就手工钨极氩弧焊双人双面立焊、双人双面横焊、常规双面焊工艺、单面焊双面成形工艺、单面垫板焊工艺的方法和特点，适用范围与可能产生的缺陷及其防止途径进行分析比较。在实际的施工过程中可根据管径、位置、厚度、焊缝类

4、型选择合适的焊接工艺进行焊接，以保证优质的焊缝质量。此焊接技术在巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目，35000m3/h空分装置铝制空分管道焊接技术得到广泛应用，并取得良好的效果铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用对以后空分装置安装工程有一定的借鉴意义。 （不超过800字）三、主要技术创新点1、核心技术创新点铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用主要阐述了在煤制甲醇等化工项目中，空分装置铝制管道的制造、安装常用的几种焊接工艺技术，分别就手工钨极氩弧焊双人双面立焊、双人双面横焊、常规双面焊工艺、单面焊双面成形工艺、单面电板焊工艺的方法和特点，适用范围与可能产生的缺陷及其防止途径进行分析比较。在实际

5、的施工过程中可根据管径、位置、厚度、焊缝类型选择合适的焊接工艺进行焊接，以保证优质的焊缝质量。此焊接技术在巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目，35000m3/h空分装置铝制空分管道焊接技术得到广泛应用，并取得良好的效果。铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用着重介绍铝制空分管道焊接技术，双面立焊、双面横焊、常规双面焊、单面焊双面成形、单面电板焊等焊接技术工艺在新疆巴州东辰甲醇项目空分装置实际施工中的技术探索、分析及应用。2、其他重要技术创新点（不超过800字）四、项目详细内容1. 立项背景（相关科学技术状况及其存在的问题）新疆巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目位于新疆巴州拉伊苏化工园区，占地600

6、余亩，是由中建安装工程有限公司投资兴建的BT(building、transfer)总承包项目。主要包括煤制气装置（造气恩德炉）、锅炉房、空分装置、气体净化装置、甲醇装置、氢回收、甲醇中间罐区、成品罐区等装置。空分设备中用于输送低温液体的管路系统通常采用铝及其合金制造，本套空分装置所用到的铝合金管道长度约为3000米。管道直径从14mm到912mm。它们所用的材质大部分都是铝镁合金防锈铝，如5052、5083等，还有部分铝锰合金防锈铝如3003。通常来说，直径小于200mm可以购买成品无缝铝管，而直径在200mm以上的铝管道就要采用铝板卷制的焊接铝管。根据JB/T4734-2002铝制焊接容器、

7、JB/T2549-94铝制空气分离设备制造技术规范、JB/T5092-2001空气分离设备用氧气管道技术条件以及JB/T6895-93铝制空气分离设备安装焊接技术规范相关行业标准的要求，空分设备中的低温铝合金管道必须经过射线检测，达到JB/T4730-2005承压设备无损检测标准的级要求，所以对于焊接铝制管道的焊缝质量必须严格控制。铝板卷制铝合金管道的纵焊缝及环焊接质量要求高、焊接难度大，必须采用特殊的焊接工艺及技术要求，才能保证其焊接质量符合设计及相关标准的要求。 （不超过800字）2. 详细科学技术内容（总体思路、技术方案、关键技术、实施效果）总体思路：通过铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中

8、的应用，使铝制管道的焊接质量更可靠，使铝合金管道的焊接更容易掌握。技术方案：铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用着重介绍铝制空分管道焊接技术，双面立焊、双面横焊、常规双面焊、单面焊双面成形、单面电板焊等焊接技术的施焊方法，操作空间，及容易产生的缺陷等方面进行阐述。关键技术：（1）常规双面焊接技术；（2）双人双面横焊技术；（3）双人双面立焊技术；（4）单面焊双面成形技术；（5）垫铝合金垫板焊接技术；（6）垫不锈钢垫板焊接技术。 （纸面不敷，可另加页）3. 与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较（不超过800字） 该项技术与当前国内同类技术比较，叙述更加深入和条例，做到了国内领先。4. 应用情

9、况中建安装工程有限公司在新疆巴州东辰工贸有限公司30万吨/年甲醇工程中，铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用在巴州东辰甲醇项目空分装置施工过程进行应用，效果良好！该技术可以为同类工程所借鉴，应用推广前景广泛。5. 经济效益 单位： 万元人民币项目总投资额经济效益总额 栏目年份新增产值新增利税创收外汇（美元）增收（节支）总额10年年年年累计各栏目的计算依据：该项技术对焊接铝合金管道的焊接具有指导作用，从技术层面上减少了铝合金的焊接缺陷，使铝合金管道的焊接有了一个跨越式的提高，提高了管道焊接的质量，焊缝无损检测合格率不断提高。减少人工费及减少无损检测的返修率，从整个空分装置看，约节省人民币30万

10、元；社会效益： 在施工场地受限的情况下，保质保量的完成了工作，并保证了工期，获得了业主新疆巴州东辰工贸有限公司的肯定，取得了良好的社会效益 。 新疆巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目作为中建安装工程有限公司投资兴建的BT(building、transfer)总承包项目，是我公司第一个BT总承包项目，铝制空分管道焊接技术在煤制甲醇项目空分装置的探索分析及应用积累了宝贵的施工经验，为我单位以后承接此类化工项目奠定了良好的基础。（不超过400字）五、本项目曾获科技奖励情况获奖时间奖励名称奖励等级授奖部门（单位）本表所填科技奖励是指：1. 局、院级设立的科技奖励2. 常设的民间科技奖励六、申请、获得专利

11、情况表国别申请号专利号授权（申请）项目名称七、主要完成人情况表第一完成人姓名李庆同党派名称共产党性别男民族汉出生地山东省 临沂市出生日期1983.11工作单位中建安装一公司联系电话18653175269通讯地址济南市燕东新路7号邮政编码250014毕业院校山东建筑大学毕业时间2009年7月职务、职称助工文化程度大学本科专业、专长外语语种英语熟练程度精通 熟练 良好 一般曾获奖励及荣誉称号 情 况2012年中建安装工程有限公司科技成果二等奖；2012年中建安装工程有限公司科技成果三等奖；参加本项目的起止时间2013年 3月 至 今对成果创造性贡献 参加现场方案论证与现场指导实施，技术成果总结的执

12、笔人。八、主要完成单位情况表第一完成单位单位名称中建工业设备有限公司一公司联系人刘长沙联系电话18653175578传真电子信箱通讯地址济南市燕东新路7号邮政编码250014主要贡献 方案论证，组织施工，成果总结。（单位盖章） 2011年 11 月 20 日九、申报单位意见完成单位意见： 同意申报（完成单位盖章）2011年 11 月 20 日申报单位意见： 同意申报（申报单位盖章）2011年 11 月20 日十、评审意见中建安装科学技术奖励评审委员会意见 （盖章）年 月 日中建安装科学技术委员会主任委员意见 （盖章）年 月 日十一、附件目录1. 技术评价证明（鉴定证书或验收证书）2. 应用证明

13、3. 项目查新报告、专利证书4. 其它证明材料铝制管道焊接技术在煤制甲醇项目中的应用1 工程概况 1 概述新疆巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目，由中建安装工程有限公司投资兴建的BT(building、transfer)总承包项目。煤化工项目在西部开发大的背景下，逐渐的由内陆地区转移到西部地区，本项目位于新疆巴州地区拉伊苏化工园区。本项目中空分装置采用河南开封空分集团35000m3/h空分技术。空分设备中用于输送低温液体的管路系统通常采用铝及其合金制造，本套空分装置所用到的铝合金管道长度约为3000米。管道直径从14mm到912mm。它们所用的材质大部分都是铝镁合金防锈铝，如5052、5083等

14、，还有部分铝锰合金防锈铝如3003。通常来说，直径小于200mm可以购买成品无缝铝管，而直径在200mm以上的铝管道就要采用铝板卷制的焊接铝管。本文主要阐述了在煤制甲醇等化工项目中，空分装置铝制管道的制造、安装常用的几种焊接工艺技术，分别就手工钨极氩弧焊双人双面立焊、双人双面横焊、常规双面焊工艺、单面焊双面成形工艺、单面电板焊工艺的方法和特点，适用范围与可能产生的缺陷及其防止途径进行分析比较。在实际的施工过程中可根据管径、位置、厚度、焊缝类型选择合适的焊接工艺进行焊接，以保证优质的焊缝质量。此焊接技术在巴州东辰年产30万吨煤制甲醇项目，35000m3/h空分装置铝制空分管道焊接技术得到广泛应用

15、，并取得良好的效果。根据JB/T4734-2002铝制焊接容器、JB/T2549-94铝制空气分离设备制造技术规范、JB/T5092-2001空气分离设备用氧气管道技术条件以及JB/T6895-93铝制空气分离设备安装焊接技术规范相关行业标准的要求，空分设备中的低温铝合金管道必须经过射线检测，达到JB/T4730-2005承压设备无损检测标准的级要求，所以对于焊接铝制管道的焊缝质量必须严格控制。铝板卷制铝合金管道的纵焊缝及环焊接质量要求高、焊接难度大，必须采用特殊的焊接工艺及技术要求，才能保证其焊接质量符合设计及相关标准的要求。本文着重介绍铝制空分管道焊接技术，双面立焊、双面横焊、常规双面焊、

16、单面焊双面成形、单面电板焊等焊接技术工艺在新疆巴州东辰甲醇项目空分装置实际施工中的技术探索、分析及应用。2 铝合金管道常用焊接技术2.1 常用焊接技术 铝合金管道焊接技术主要由双面焊接工艺和单面焊接工艺。双面焊焊接工艺分为常规双面焊工艺、双人双面立焊工艺、双人双面横焊工艺；单面焊焊接工艺又分为铝合金管道焊接常用焊接技术及使用范围见表1；表1 铝合金管道焊接常用焊接技术及使用范围焊接技术双面焊单面焊常规双面焊双面立焊双面横焊不加垫板加铝合金垫板加不锈钢垫板使用范围直径大于700mm的纵环焊缝直径大于200mm的纵焊缝和直径大于700mm的纵环焊缝直径大于700mm的环焊缝，管轴线垂直位置任意直径

17、的纵环焊缝直径大于100mm的环焊缝直径大于100mm的环焊缝备注需清根不需清根且速度快不需清根且速度快但有气孔背面成形不均匀易产生根部缺陷垫板易烧化2.2 双面焊焊接技术的特点及应用2.2.1常规双面焊技术特点及应用常规双面施焊工艺是最早使用的一种双面焊工艺。通常适用于焊接薄板的拼缝或直径大于700mm的管道筒节的纵环焊缝。一般根据板的厚度选择开坡口双面焊或不开坡口双面焊。板厚不大于5mm的焊缝通常不开坡口，而板厚大于5mm的焊缝通常需要开坡口，一般为“V”型坡口。 图1 常规双面焊焊缝外部成形 图2 常规双面焊焊缝内部成形因铝合金的导热性能比较好，采用常规双面焊方法施焊铝合金焊缝时，厚度不

18、大于14mm可不需预热，而厚度大于14mm时则需预热，预热温度一般不超过15，（100150为宜）。为了清除根部缺陷，采用常规双面焊方法施焊铝合金焊缝封底焊道时，一般需要采用风铲、铣刀进行清根。常见厚度铝合金焊缝双面焊的焊接规范参数见表2；表2 常见厚度铝合金焊缝双面焊的焊接规范参数板厚mm焊丝直径mm钨极直径mm喷嘴直径mm氩气流量L/min预热温度焊接电流A焊接层次正反焊缝形式443410128121001401/1544121410121401701/16445121410121802001/1或2/1855121412142202502/1或10566121412142603002/1

19、或3/11266141612142603002/2或3/1146671416141615028032023/12166671618161815028036023/12186671618161815028036034/12206671618161815032038034/122.2.2双人双面同时立焊（双面立焊）方法特点：这种方法采用手工钨极氩弧焊，两台焊机（性能相近、最好是同型号、必须同相位），两个焊工采用相近的焊接规范，在立焊位置，同时同步向上焊接（图3）。一般采用一个人加焊丝一个人不加焊丝的方法；有时也可以采用双面加焊丝的方法施焊。图3 双面立焊示意图 图4 环焊缝双面立焊为了保证同步，焊

20、工必须彼此看清对方的电弧的移动。另外为了加强电弧的清洁作用和加强气泡与氧化铝的上浮逸出，往往采用比较大的间隙，一般采用5mm。特殊情况下（如塔卧装时，为保证塔板水平），也采用无间隙的双面立焊，这就需要两个焊工配合更加默契。这种焊接方法通常用于施焊直径不小于700mm筒节纵环焊缝（保证内部施焊焊工有充分的操作焊把和观察电弧的空间），对于直径小于700mm且长度不大于1500mm的筒节，采取专用的工装和措施也可以采用双面立焊施焊。比如，采用增加焊接平台，加强内部焊把、中间起焊、颠倒焊接的方法等。 图5 双面立焊焊缝外部成形 图6 双人面立焊展示双面立焊的优点：1）、生产率高，壁厚12mm的可不开坡

21、口，一次焊成，并且不用清根；2）、由于对称焊接，工件变相小；3）、熔池表面积大，又处在立焊位置，有利于气泡逸出、氧化物夹杂等的上浮，因此对焊前的清理要求可适当降低；4）、双面电弧不仅使电弧清洁作用加强，而且相当于双面气体保护；5）、热利用率高，焊接热输入少，有利于保证焊缝金属的结晶组织；6）、焊缝内部质量好，成形较好，拍片合格率高。由于具备上述一系列优点，因此广泛用于铝制管道及容器的制作。适用范围：1）、平板对接或管径200mm，而长度不大于1500mm的管道焊缝（对于直径小于700mm且长度不大于1500mm筒节，必须采取专用的工装和工艺措施）。2）、大口径管道（700mm）或容器的纵焊缝。

22、3）、管道焊缝，其中一短节长度不大于400mm。直径不大于200mm（如果直径增加，则短节长也可允许再加长）。上述三点只是就一般情况而言，只要焊工可操作（指正反两面），可见性好，环焊缝就应优先采用双面立焊（图4）。双面立焊焊接规范参数。在一般情况下，两个焊工采用相同的焊接规范。有时为了某种需要或正面加焊丝的原因，也采用正面焊接电流略大于背面的操作方法。双面立焊的焊接规范参数见表3，常用接头形式见图7。表3 双面立焊的焊接规范参数板厚mm焊丝直径mm钨极直径mm喷嘴直径mm氩气流量L/min焊接电流A（正反）钝边mm间隙mm焊缝形式备注4445101210127585/6070434见图3-15

23、445101210128090/607054645451012101290100/80906485512141214130150/1101308451056612141214150170/1301501056见图3-21256612141214170190/150170126145/6614161416190210/170190260320(盖面)81067TIG双立打底手工TIG或MIG盖面（见图3-3）165/66716181618210230/190210260320(盖面)101267185/66716181618220240/200220300340(盖面)101267205/667

24、16181618240260/220240320380(盖面)101267图7 双面立焊常用坡口形式双面立焊可能产生的缺陷，问题及防止途径。除TIG焊共性缺陷外，双面立焊的特有缺陷及防止途径见表4。表4 双面立焊的特有缺陷及防止途径问题、缺陷类型及位置产生原因防止途径单台焊接工作正常，两台焊接配合发现电弧不稳，其中一台引不起电弧或氩气保护不良。1、焊机相位不对可将其中一台焊接变压器的原极接线对调一下，使其相位一致间断气孔（原定位焊部位）1、 焊枪引弧时间不够长2、在定位焊缝位置操作不良1、引弧应在引弧板施焊一段时间；2、焊到高位焊缝10mm左右距离，焊枪向上移动，将定位焊缝金属熔下来，焊枪下移

25、、加丝、向上再熔下来、焊枪下移、再加丝；3、焊前作100150预热。未焊透（焊缝中间部位）1、焊接电流小；2、焊接速度快；3、焊枪角度不正确；4、接头清理不良5、梁焊工配合不佳，不同步，或不加焊丝，焊工向上移动过快1、采用合适的焊接规范及正确的操作方法。2、焊工培训练习，使配合默契。注：双面立焊焊缝，其定位固焊也采用双面立焊。定位点焊缝之间距离不大于200mm，否则焊缝收缩，间隙变小，会导致未焊透。2.2.3双人双面同时横焊技术（双面横焊）方法特点：此焊接方法基本与双人双面立焊情况一致，区别只是在焊接位置为横焊，所以它也具有双面立焊所具有的一系列优点。值得指出的是，在铝横焊的一般情况下很容易在

26、上部熔合线附近产生气孔，双人双面横焊在操作上尽量采用大电流、快焊速、细鳞纹的方法，就可以抑制气泡的凝聚、扩散、上浮云集，对于防止气孔有很大意义。双人双面横焊焊缝其定位点焊也应采用双人双面横焊。为克服点固焊缝头尾处缺陷，在焊前可磨去其头尾部位焊缝金属，点固焊缝之间距一般也应不大于200mm，以防止收缩造成间隙小，产生未焊透。对于壁厚14mm者，打底采用双面横焊后还需加覆盖层。适用范围：在制造厂主要适用于立装塔体环缝对接，而在安装中，主要适用于上塔和主冷的复合对接，因在这两种情况下限于塔体结构，尺寸太大，不可能使其处在立焊位置进行焊接，所以只能采用横焊。采用双人双面横焊的焊接规范同双人双面立焊相近

27、，坡口形式推荐图8形式。图8 双面横焊推荐坡口形式可能产生缺陷及防止途径：双面横焊与双面立焊情况相似，其焊缝缺陷亦相似，为此不再复述。现仅对横焊中气孔作一阐述，详表5。表5 双面横焊气孔缺陷及防止措施缺陷类型及部位产生原因防止措施气孔（焊缝上部）氢气泡上浮至上部，无法逸出，形成链状气孔。间断、周期性出现的气孔，一般是定位点焊缝时所形成。1、加强母材及焊丝的清理；2、焊前预热100150；3、采用大电流、细鳞纹、快速焊的操作方法；4、定位点焊缝头尾部位金属在焊前磨去。2.3 单面焊焊接技术的特点及应用2.3.1单面焊接双面成形技术方法特点：手工钨极氩弧焊（TIG）的单面焊双面成形工艺，是铝制管道

28、安装中最常用的焊接方法之一。这种焊接方法主要用于管道的预制，因为这时管道环缝一般均可以采用转动位置焊接。这种方法只要掌握好，均可达到单面焊、背面均匀焊透的目的，这对于管道安装焊接来说是很有价值的。但是由于单面焊焊接电弧的清洁作用（即“阴极”雾化作用），很难达到接头的纵深部位及背面，这些部位的氧化铝往往会导致焊缝的未融合，其形式可呈连续或断续线状，也可呈点状气孔分布于焊缝中心位置。如果熔透越多则这种未融合缺陷也就越接近于母材内表面。横焊及全部位置焊中仰焊部位的单面焊双面成形，很容易在焊缝中产生气孔。在横焊位置，形成的气泡在熔池中上浮，至近熔合线部位，被上部固态金属阻挡，于是在焊缝上部产生气孔，全

29、位置焊在焊缝的仰焊部位，熔池的根部液体金属因冷却最快而最先凝固，气泡在熔池中上浮，被凝固的根部金属阻挡而无法逸出熔池以致产生气孔。在横焊及仰焊位置，通过延长熔池存在时间而保证有足够时间使气泡逸出来，减少气孔的途径（适用于平焊）已属不可能。适用范围：单面焊双面成形的适用范围见表6。表中所列系一般情况，由于单面焊双面成形方法与焊工技能关系密切，所以表中所列的适用范围有时还得根据安装焊工的实际技能水平作一定的变动。 图9 单面焊双面成形施焊 图10 单面焊双面成形施焊半成品表6 单面焊双面成形的适用范围管壁厚/mm焊缝焊接位置坡口形式层数及道数3纵环缝任意位置 型单层焊道5纵环缝平焊、横焊 型单层焊

30、道6纵缝平焊 型或Y型二层焊道6纵缝平焊Y 型大于二层焊道型较Y型更易产生未融合，故不常用；当管壁厚6时，应优先考虑采用双面焊。可能产生缺陷及防止途径：单面焊双面成形时焊缝可能产生缺陷的原因及防止途径见表7。表7 单面焊双面成形焊缝可能产生缺陷缺陷类型及位置产生原因防止途径未焊透（焊缝根部）1、 焊接电流太小；2、 焊接速度太快；用增大间隙来增加熔深的办法是不可行的。因为这样只能导致焊缝内部的未熔合，因此只能通过增加电流、减慢焊速的途径来避免未焊透。未熔合（焊缝根部或近根部）产生原因（1）1、 定位点焊时，间隙应尽可能减小；2、 焊前要对工件焊缝区进行严格清理，特别是接合面，清理后及时进行焊接

31、；3、 在定位点焊前对接合面用锉刀倒角12x450，这样做有利于背部金属间相互熔合；4、 如位置许可，焊后用角向砂轮打磨焊缝背部金属，可磨去一部分根部缺陷。气孔主要是氢气孔。横焊及全位置仰焊部位，仰焊气孔形成原因见上文。1、 保证氩气的纯度；2、 焊枪保证不漏水、漏气、气路不宜太长；3、 环境湿度应小于80%；4、 加强对母材及工件的清理，洗后及时焊接；5、 横焊及仰焊时应尽量减少熔池存在时间，采用细鳞纹、快加丝、快移动的操作，以抑制氢气泡的形成、上浮及凝集；6、 焊前预热工件100150（视管壁厚度而定）。内凹（焊缝内表面，主要产生于仰焊位置）仰焊时，焊接电流过大，焊接速度过慢，熔化金属受自

32、重影响下坠而形成内凹。选择合适的焊接电流计焊接速度，采用快加丝、快移动、细鳞纹的操作方法。加丝时，焊丝要插向熔池并尽量减少熔池存在时间。焊溜间隙太大，焊接电流太大，或焊速太慢、不匀，接缝处清洗不良。定位点固焊时应保证间隙尽可能小，焊接电流合适，焊接速度正确而均匀。尤其是打底焊接时，焊枪移动节距要小，保证均匀向前移动。加强工件清洗。缩孔（焊缝根部）焊缝停弧接头处一下子息弧，熔池金属凝固收缩形成缩孔。熄弧时焊枪向前移动慢慢收弧，熄弧重新焊接时应倒退一段距离。综上所述，手工钨极氩弧焊单面焊接双面成形的要点是：对焊工操作技能要求高，焊件焊丝要严格清理，间隙要小，焊接电流及焊接速度合适。 图11 单面焊

33、双面技术 图12 单面焊双面技术由于铝的横焊及仰焊对气孔敏感性特别大，因此除在工艺及操作上采取措施外，在配管是应把管道的水平及垂直固定焊口减少到最小限度。另外安装焊接大都在露天进行，为减少气孔，应尽量避免在雨天和潮湿天气（相对湿度大于70%）进行焊接。气路越长带入熔池的湿气可能性也随之增加，而且要连续焊接相当长时间后，才能把这些湿气排净，安装又往往需要较长的焊枪把线。从防止气孔出发，应尽量缩短气管长度，必要时可将气瓶运上空分设备平台。2.3.2铝合金永久垫板单面焊技术 图13 铝合金垫板单面焊 图14 铝合金垫板定位焊 图15 铝合金垫板单面焊 图16 铝合金垫板方法特点：接头采用型无钝边或小

34、钝边坡口，留有较大间隙（5mm），接头内表面有紧贴的母材相同材质的铝垫板（环）。在焊接过程中使管道、垫板（环）充分熔化，由管道、垫板（环）、焊丝共同组成焊缝。为了减少根部缺陷，保证根部母材和垫板（环）有良好的熔合，常采用如图17所示焊接方法。先将垫板（环）配置好与管道1进行点固焊完成焊道1的焊接将管道2套入垫板（环）完成焊道2的焊接依次完成中间层及覆盖层的焊接。图17 铝永久垫板单面焊的焊接顺序这种方法可以克服单面焊双面成形中仰焊部位的未焊透及内凹。但是其缺点在于焊缝根部容易产生内咬边、未焊透等缺陷，且因间隙拉大，焊接工作量增加。为保证焊缝质量，垫环本身接缝也应焊合并保证不存在有超标的的焊接缺

35、陷。另外垫板（环）装配时，应保证其与管道内表面尽量贴紧，过盈的时间间隙会导致焊接缺陷。表8 铝合金垫板焊适用范围管壁厚mm焊缝焊接位置坡口形式层道及道数5环缝横焊、全位置焊Y型3层、34单道6环缝平焊、横焊及全位置焊Y型视壁厚而定铝永久垫板（环）焊可能产生的缺陷及防止途径。铝永久垫板（环）焊除可能产生铝TIG焊中普遍存在的缺陷外，还可能产生独特的缺陷，详见表9。表9 铝永久垫板（环）焊可能产生的缺陷及防止途径缺陷类型及位置产生原因防止途径未焊透（焊缝根部）1、 组对间隙太小；2、 焊接电流太小而焊接速度快；3、 组对时垫板（环）与管内壁没贴齐；4、 焊枪角度不正确；1、 组对时必须保证垫板（环

36、）与管内壁紧贴。2、 保证有足够大的间隙68mm；3、 焊接电流、焊速、焊枪角度合适；内咬边（焊缝根部）1、 焊接电流过大，熔池过热，凝固收缩在根部形成内咬边；2、 垫板（环）不紧缝；3、 横焊时焊速过慢；1、 组对时保证垫条服帖；2、 采取正确的焊接工艺及正确的操作方法。气孔（焊缝根部）焊缝两侧冷却速度快，气泡形成而来不及逸出；1、 焊前对焊缝两侧适当预热，一般为100150；2、 加强母材焊丝的清理；焊溜、缩孔（焊缝根部）1、 电流过大，焊速慢；2、 垫板（环）装偏；3、 垫板（环）材料太薄；1、 采用合适厚度的垫板（环）；2、 采用合适电流焊速；3、 中间熄弧时不要一下熄弧，应缓慢向前拉

37、过去熄弧；2.3.3嵌入式环不锈钢垫板单面焊技术方法特点：嵌入式不锈钢垫板焊见图20，其大致情况类似铝垫板焊，区别在于垫板（环）是由不锈钢带（25*1.5）和轧有槽的铝床复合组成。在焊接过程中不锈钢带不允许熔化，仅起到承托熔化金属之用。 图18 成盘不锈钢垫板条 图19 成盘不锈钢垫板条因为此种方法属不熔化性垫板（环），加上不锈钢导热慢，故可以避免和减少铝永久垫板（环）焊时容易产生的一些根部缺陷。另外在操作难度上说，在全位置焊情况下较单面焊双面成形及铝垫板（环）焊更容易通过X片检查。图20 嵌入环式不锈钢垫板焊值得注意的是，在焊接过程中如发生不锈钢垫条局部被电弧熔化，则相应部位焊缝的塑性及强度

38、大大降低。试验表明此时焊接接头呈脆性破坏，因此应避免上述情况的发生。如发生上述情况，严重的应锯开重焊，不严重者，应停止焊接，在焊接技术或检验人员在场的情况下，铲除相应部位的焊缝金属，在焊缝处作标记，才可以继续施焊，在以后的X光检查中，如没有发现其他缺陷（仅有不锈钢垫条局部熔化部位的影印），则应评定为合格。在组对时应注意：1）、间隙合适，一般为56mm，具体应视壁厚有所变动；2）、定位点固焊时为了不伤及不锈钢垫板（环），应采取附加嵌入块的办法。为了防止在焊接及中断时收缩引起间隙减小，定位点焊的间距不能太大，容器环缝焊接时，一般为200mm；管道环焊缝焊接时，一般以150mm为宜。适用范围：适用范

39、围同铝板垫（环）焊。但焊接层数及道数上和铝垫板焊有区别（见图21）。8mm时无需中间层。图21 嵌入环式不锈钢垫板焊的焊道与层数可能产生的缺陷及防止措施：嵌入式不锈钢垫板（环）焊同铝板焊一样，也可能产生未焊透，其原因也相似。主要是由于间隙小，电流小、焊速快。其特有的焊接缺陷如表10。表10 嵌入环式不锈钢垫板（环）焊接缺陷缺陷类型及位置原因防止途径不锈钢垫条熔化或熔穿1、 间隙过大；2、 焊接电流过大；3、 焊速太慢；4、 引弧时钨极直指垫板。1、 间隙合适（一般为6mm）左右；2、 焊接电流及焊速正确；3、 引弧时钨极应指向坡口面或将焊丝端部放入坡口内，钨极对准焊丝起弧。焊缝根部内凹（主要是

40、仰焊部位）1、 仰焊时焊速慢，造成熔化金属下淌。2、 电流偏大。1、 焊速、电流应合适；2、 焊丝直指熔池。、注：焊工在操作中如发现焊接电弧聚然变颜色，则该部位的不锈钢垫板（环）可能已熔化，此时应停止焊接，进行检查。综上所述，铝的单面垫板焊无论采用铝质还是不锈钢，两者都是可行的，但是要经得起X光检查。从这一点上来说，不锈钢垫板（环）焊比铝永久垫板（环）焊更容易掌握一些，然而这两种方法都可能导致焊接缺陷，特别是仰焊位置。国外近年来相继研制采用玻璃纤维布垫环、陶瓷垫环及梯形坡口来克服这些弊病。但是由于缺乏资料盒实践经验，很难推测其实用价值，有待于将来进一步研究、试验。3 结论综合以上几种焊接方式方

41、法，我们可以得出以下结论：1、在铝制空分低温管道焊接方法多种多样，在实际工作中可根据管径、位置、厚度、焊缝类型选择合适的焊接工艺进行焊接。2、双面焊施焊技术应用于具有双面焊施焊条件的焊接接头中，双面立焊技术由于焊接效率高、焊前清理简单、焊缝质量好等优点，被广泛应用于管道或容器纵焊缝和大直径的环焊缝施焊工作中；双面横焊技术在焊接铝合金塔器立装复合焊缝以及管轴线垂直固定的管道环焊缝中，充当着不可替代的角色。3、在无法使用双面焊时，可采用单面焊双面成形技术、加铝合金垫板单面焊技术或加不锈钢垫板单面焊技术。比较而言，采用加不锈钢垫板单面焊技术，对于施焊全位置焊缝，质量更容易保证。4、无论采用何种焊接技术和焊接方法，只要掌握了一定的操作手法，完全可以达到质量要求。4