浅谈渗铝管道焊接施工技术

高险峰

（福建福船一帆新能源装备制造有限公司，福建 漳州 363211）

在含有各种微量金属元素的溶液中，掺入所需要的金属构件，再对其溶液进行均匀加热，当这些溶液到达固定温度并保持一段时间后，溶液中所含有的金属元素被分解，分解出的原子被慢慢吸到所放入的金属构件的表面上，并将其最终嵌入到金属构件的表层。通过这种方法，可以间接地将金属构件表面的金属物质通过化学反应进行物质转化，从而达到提高金属构件性能等目的[1]。

同时，在低合金钢，高铬镍合金钢等多种多样的钢基材料都可以使用这种工艺。而这些金属材料使用过渗铝工艺之后，在他们的表层形成一种具有特殊性能的金属合金层，这些金属合金层有效提高这些材料的抗低温，抗高温抗氧化，抗腐蚀等基础属性。

1 渗铝施工技艺的特征

普通的钢材料，碳材料等市场价格不高，而这些材料在进行表层渗铝工艺之后，可以提高自身的抗腐蚀性，抗氧化性等材料性能，从而提高了这些材料的实用性，有着十分重要的经济意义。

渗铝钢材料的原材料大多为型号为10#或者20#等碳含量较低的钢材料，将这些材料进行渗铝工艺之后，在其表面形成厚度大概为0.1mm到0.3mm之间的渗铝层，这层渗铝层的铝含量大概为20%～50%之间，而硬度几乎接近马氏体钢材料，其抗腐蚀性以及抗氧化性也能达到同种材料中的上等水平[2-3]，具有很大的价值。这些材料在经过剩余工艺处理后，必须有严格的长度限制，每节管道的长度不得高于1200mm，最低在900mm以上[1]。

这些管道的安装和施工需要用到许多特殊的焊接技术。因此，一般来说，大多数使用这种方法制造金属部件的制造商已经开发出一种非常实用且经济高效的施工方法。在不影响工期和施工质量的前提下，降低整个工程的施工成本，提高施工的经济效益。

2 渗铝施工技艺应用广泛

渗铝施工技艺在生活中有着很广泛的应用途径，包括但不限于在工业吸尘排烟设备，工业锅炉，工业玻璃炉，工业燃烧器具和工业耐热构件等设备上。各级工程的管道焊接过程中均采用镀铝管，进行无氧加热工艺制造[2]。

3 渗铝材料焊接施工技艺的原理

这项施工技艺详细地介绍了渗铝管道在焊接时的实际操作过程。初期需要确定渗铝管道的坡口的位置，并对这个位置的渗铝管道基层，中层以及外层即铁铝共合层，铝层，以及氧化铝层的材料，进行打磨剐剃，直到其中的碳钢材料露出。在渗铝管道施工技艺中[4]，需要采用相对应的、专门的渗铝焊条进行施工，但这些材料严重稀缺，收集难度较大，市场价格较高，所以在本文中，详细介绍了使用a102不锈钢材料代替专业渗铝焊条进行施工的焊接方法，并经过一系列现场实验，以及实际操作先例等各方面探究，分析了这些材料是否可以代替渗铝不锈钢焊条，并发挥出其接近80%的效能。除此之外，使用a102碳钢材料代替原本的渗铝焊条，满足施工需要，是除渗铝焊条之外非常合适的代替材料。

4 渗铝施工专业工艺

在渗铝施工工艺中，渗铝构件分割以及渗铝的坡口加工工序都需要采用传统的机械方法或者借助等离子切割机等机械进行加热、切割、加工。在进行施工焊接前，应确定渗铝构件的坡口，并将坡口的粗糙之处进行平滑处理，应借助角磨机等施工器械，将由于发热而受到影响的渗铝表面剔除，直至其中的碳钢表面暴露在外。

除此之外，渗铝工艺的焊接件两侧表面都存在着厚度大于10mm的油漆等杂物表层，因此，在进行安装组合之前，必须将这些杂物合成层清理干净，而在清理过程中，如果发现管道中存在开裂或者夹层等不符合设计要求的现象，应使用冷拉伸或者压缩等方法对其处理。在焊接件对接时，需要注意的是此时焊接件内壁必须平整整齐，且不得强行焊接管道组件。以内壁为线焊接时的错边量不能超过焊接管壁厚度的1/10，并且不得大于两毫米。在只能进行单面焊接的管道焊接过程中，其内边的最大错边量也不应超过两毫米，在厚度不同的焊接件进行焊接组队时，相对较薄的焊接件应位于另一个焊接件的端面里面[3]。

在焊接工艺中，焊条的选择也有很大的讲究，一般情况下，焊条选择型号为a102且呈碱性的焊条。在使用之前必须先行将焊条进行烘干处理，因为空气湿度以及生产实践中的各种环境因素都会影响到焊条的干湿度，从而可能降低焊条的应用性能，即氢成分容易使焊缝出现开裂，孔洞以及白点等不利于焊条施工以及后续使用的情况。

在烘干过程中，A102焊条的一般加热温度为250℃，加热时采用温度逐渐升高的缓慢加热，并且加热时间不得低于一小时。焊条不宜过厚，一般1～3层足矣，避免焊条过厚而导致的焊条内部受热不均匀，从而无法将里面的水汽全部排出。

在进行现场焊接时也对渗铝管有很多要求，需要根据焊接管的管皮厚度，采用不同的电流进行焊接，一般为70安到120安的电流。例如4mm到6mm厚的焊接管管道的坡口应采用V字形进行焊接。

在渗铝过程中，焊接铝材料会产生不同程度的变形。因此，在实际施工过程中，应根据渗铝材料的形状变量，选择变形程度较接近、接口处管径较大的构件管道，进行合理的分布和组装，然后进行焊管组装，在合理的范围内，可采用一定的力学方法来降低管道的变形程度。

需要注意的是：在构件焊接的过程中，如果不把坡口的铁铝合金层，纯铝层，三氧化二铝氧化膜层等全部处理掉，管道容易出现开裂以及孔洞等严重影响构件性能的情况。在进行焊条选择时，倘若难以选择合适的焊条，也可以用型号为j422的焊条替补，但这种型号的焊条达不到渗铝材料所要求的抗腐蚀性，抗高温性，抗低温性和抗氧性，远远达不到a102等型号的不锈钢焊条，因此，需要具体情况具体分析。

5 实际施工组织分配

在实际施工过程中，每个施工成员在施工之前必须经过专业的施工培训，每个成员也应具有施工资格证和上岗证等专业证书。

需要特别加强电焊工气焊工等特殊施工工种人员的施工前培训，最大程度上地减少施工过程中可能出现的专业问题，以及增强施工人员的综合素质[4]。

6 施工质量的要求

国家标准具体可参考以下国家规范，包括但不限于《机械设备安装工程施工及验收通用规范》《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》《工业金属管道工程施工及验收规范》《管道工程安装手册》《焊工手册》等。

7 施工安全隐患排除措施

焊接施工中存在着许多不容易被注意到的安全隐患，这些安全隐患极大地影响着施工进度和施工人员安全。因此相关专业人员需要根据国家和公司标准，制定相对完善的安全规范。例如，在焊接人员进行焊接作业时，应在旁边临时搭设简单的作业平台或者脚手架等临时措施，还需要合理佩戴焊工工具以及安全帽等设施，在对电焊机进行使用前，应该确保其正常性和完整性，务必保证用电正确，防止因漏电而造成危害，严格执行企业内部的安全管理制度以及安全文明施工操作规程，保证安全施工的能够合理高效地操作运用设备，另外，还要保证其他工作人员与装置，具有一定的安全距离，机械防护要符合相关规定和要求。

8 结语

渗铝管道焊接技术作为工业生产不可或缺的一项重要施工技术，还处于发展中期，但其广泛存在于社会生活与生产中，以目前形势来看，这些施工工艺已经达到了一个相对成熟的水平，但一些方面还需完善，仍然有着很大的发展和进步空间。因此，需要不断地对其进行研究和探索，争取以一个更加优良的渗铝管道焊接技术，推动工业生产和发展。