[发明专利]一种等径焊接对接的铝合金管道

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体为一种等径焊接对接的铝合金管道。

背景技术

随着人们对节能、环保、安全提出更高的要求，铝合金等轻质高强材料的应用获得广泛关注。铝是一种可再生资源，地壳中铝元素含量十分丰富，废弃的铝及铝材可回收重熔，既节能又减少污染。铝似乎成了一种“永不枯竭”的材料，至少可供人类使用相当长的时间。同时铝及铝材又是一种节能和储能材料，在安全和环保的条件下，铝的节能、储能功能远大于钢材和其它许多材料，所以铝材成为航空航天和现代交通运输轻量化、高速化的关键材料。轻量化可使飞机和宇航器飞得更高、更快、更远，可使导弹打得更快、更远、更准，可使电动汽车零污染高速行驶，可减少牵引力和节省大量资源，使运输工具既安全又准点。

铝及铝合金具有较高的比强度和导热性、良好的耐腐蚀性以及在低温下能保持良好的力学性能等特点，适应现代科技及高新工程发展的需要，成为宇航、化工、交通运输等工业重要的结构材料之一。随着焊接技术的进步，人们已经研制成多种能够满足各种特殊使用要求的铝合金焊接结构，如航天飞机、宇宙飞船、轻型汽车以及能导电、散热、耐腐蚀、耐超低温的各种铝合金焊接产品。

随着铝及铝合金的广泛应用，针对铝及铝合金的焊接技术也取得了长足的进步。除传统的熔化焊、气焊、电阻焊方法外，其他一些焊接方法(如等离子弧焊、真空电子束焊、真空钎焊、激光焊、搅拌摩擦焊、激光—电弧复合焊等)也可用于铝及其合金的焊接。钨极氩弧焊电弧燃烧稳定，焊缝质量好，焊接接头的强度和塑性高，在工业中获得了广泛的应用。

然而，铝及铝合金焊接时有如下困难和特点：

1、由于铝及铝合金的化学活泼性很强，采用传统焊接方法焊接时，在铝合金表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性(如三氧化二铝的熔点约为2050℃)，加之铝及铝合金导热性强，焊接时容易形成不熔合现象。由于氧化膜的密度同铝的密度极其相近，所以也易形成焊缝金属的夹杂物。同时，氧化膜可以吸收较多水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一。

2、此外，铝及其合金的线膨胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形，传统熔化焊焊缝使铝合金焊缝产生对性能有害的铸造组织，同时，接头热影响区产生的大范围软化将会大大降低其机械性能。

 

发明内容

本发明提供了一种等径焊接对接的铝合金管道，其第一目的是提高管道接头与铝合金管道的焊接强度，其第二目的是改善管道接头与铝合金管道焊接处的软化问题，其第三目的是对管道接头提供防腐涂层。

本发明的技术方案如下：一种等径焊接对接的铝合金管道，所述铝合金管道由两相同直径的铝合金管和直径略大于管道的管道接头组成，两管道套接在所述管道接头内，所述管道接头两侧沿周向开设有若干槽型通孔，管道接头两端部与管道以及管道接头槽型通孔处与管道分别通过焊接连接；

并且，所述铝合金管道通过如下步骤制得：

（1）根据所述铝合金管道的直径，选取或者加工出直径略大于待连接管道直径的一段铝合金管作为管道接头，在所述管道接头的两侧分别沿周向开若干槽型通孔，槽型通孔的槽孔中心线与管道接头的轴线垂直，相邻两槽型通孔之间的间距不小于所述每个槽型通孔的孔长度；再在所述管道接头的两端部内表面加工出50~60°的坡口；

（2）先用丙酮清除管道接头和铝合金管道端部表面、槽型通孔孔壁，槽型通孔与下板接合面等所有待焊区域的油污，然后再用砂纸机械打磨上述待焊区域，打磨露出金属光泽为止，最后用干净的棉纱擦拭干净；

（3）将管道接头的两端部分别与待焊接的铝合金管道端部搭接，确定适当的搭接距离，至少使得铝合金管道端部表面完全覆盖槽型通孔内侧；

（4）制备铝合金MIG焊焊缝熔深的活性剂，其活性剂由MnCl₂、V₂O₅、SiO₂、和Al₂O₃组成，按重量百分比计，其组分为：MnCl₂ 25-40%，V₂O₅ 10-15%，SiO₂ 30-40%，其余为Al₂O₃ ；