電纜金屬鋁護(hù)套的焊接工藝研究

孫倩

（青島理工大學(xué)琴島學(xué)院，山東青島266106）

電纜金屬鋁護(hù)套的焊接工藝研究

孫倩

（青島理工大學(xué)琴島學(xué)院，山東青島266106）

采用400℃下經(jīng)過50 min快速退火的1060鋁板制成環(huán)形鋁板并對(duì)接，采用氬-氦（1∶3）混合氣體保護(hù)、TIG焊接，最終做成電纜金屬鋁護(hù)套。對(duì)1060鋁板的焊接接頭進(jìn)行目視檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，某些部位的接頭出現(xiàn)偏弧，焊后出現(xiàn)焊穿，焊縫發(fā)黑，隨即產(chǎn)生小黑點(diǎn)或針孔，進(jìn)而產(chǎn)生微孔、未焊透等缺陷。針對(duì)接頭處焊接缺陷采用手工TIG進(jìn)行補(bǔ)焊，通過目視檢測(cè)、渦流探傷、氣密性檢測(cè)，結(jié)果表明，焊縫成型良好，鋁護(hù)套氣密性良好，可進(jìn)入下一道工序進(jìn)行作業(yè)。

1060鋁；TIG焊；高壓電纜；鋁板

隨著科技的發(fā)展，有色金屬行業(yè)中鋁工業(yè)毫無疑問是第一能耗大戶，廣泛應(yīng)用到家電、建筑、輕工、儲(chǔ)罐等各領(lǐng)域，小到繡針，大到航天飛機(jī)，都有鋁的身影。

目前，在高壓電纜生產(chǎn)線中，焊接生產(chǎn)是高壓電纜生產(chǎn)工序中較為關(guān)鍵的一道工序，此工序中的主要任務(wù)是利用氬弧焊機(jī)把環(huán)形鋁帶進(jìn)行縱向焊接，形成密閉鋁圓筒，保護(hù)里面的導(dǎo)體不受外來物體破壞和信號(hào)干擾，該道工序直接關(guān)系到電纜產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣。因此，本文對(duì)高壓電纜1060鋁護(hù)套的焊接工藝進(jìn)行了分析和研究，以期為電纜產(chǎn)品的質(zhì)量提供保障。

1 1060鋁護(hù)套的焊接

1.1 焊接材料

電纜金屬護(hù)套的焊接母材是在400℃下經(jīng)過50 min退火狀態(tài)下1060鋁板，板厚2.6 mm，不填充焊絲，進(jìn)行環(huán)形自動(dòng)TIG焊接，形成縱向焊縫。當(dāng)焊接不良時(shí)，采用1060鋁焊絲作為填充材料，手工TIG補(bǔ)焊。

1.2 焊接設(shè)備

自動(dòng)TIG焊是DAG60/180型金屬氬弧焊管機(jī)，整機(jī)采用人機(jī)界面、PLC編程控制、變頻無級(jí)調(diào)速、焊區(qū)在線監(jiān)視，具有電流與速度、軋紋同步跟蹤，可實(shí)現(xiàn)任意長(zhǎng)度焊接的功能。補(bǔ)焊設(shè)備WSE250手工鎢極氬弧焊機(jī)。

1.3 焊接工藝參數(shù)

自動(dòng)TIG焊焊接參數(shù)如表1所示，手工交流TIG補(bǔ)焊焊接工藝參數(shù)如表2所示。

1.4 焊接工藝要點(diǎn)

1060鋁板經(jīng)精切形成I型坡口，焊前必須將所用模具和精切刀片的油污、水分、氧化皮等清除干凈；保護(hù)氣體采用氬-氦混合氣體，兼具兩者優(yōu)點(diǎn)，使電弧燃燒非常穩(wěn)定，具有較高的電弧溫度，焊件獲得較多的熱量，熔透深，保護(hù)效果好；電纜金屬護(hù)套1060鋁板自動(dòng)TIG時(shí)采用直流反接法，因?yàn)榉唇悠鸬搅饲謇黻帢O的作用，使得焊縫表面光亮美觀，成型良好；采用低電壓、大電流的工藝，焊接區(qū)加熱范圍小，同時(shí)，氬-氦不斷吹向焊接點(diǎn)，散熱迅速，冷卻速度快，使材料內(nèi)的溫度場(chǎng)快速降低。

表1 自動(dòng)TIG焊焊接參數(shù)

表2 交流TIG焊焊接參數(shù)

2 焊后檢測(cè)與分析

2.1 目視檢測(cè)與分析

根據(jù)GB/T 32259—2015，對(duì)鋁護(hù)套焊接接頭進(jìn)行目視檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在焊接過程中某些部位出現(xiàn)偏弧，焊后出焊縫發(fā)黑，隨即產(chǎn)生小黑點(diǎn)或針孔，微孔和未焊透。如圖1所示。偏弧易導(dǎo)致焊接缺陷，造成焊弧明顯焊到一側(cè)。防止偏弧的工藝措施是時(shí)刻注意檢查鎢極的形狀，鎢極頭端有開裂時(shí)應(yīng)立即更換鎢極，并注意觀察鎢極與焊縫的位置，保持鎢極正對(duì)焊縫中間位置。

如果鎢極質(zhì)量較差，則容易形成鎢極前端堆積物，當(dāng)堆積物較多時(shí)，部分堆積物下落，造成瞬時(shí)短路燒灼，形成小黑點(diǎn)。所以，焊接之前應(yīng)采用良好的釷鎢電極并研磨拋光，鎢極前端有堆積物時(shí)立即更換鎢極。

對(duì)于微孔，用肉眼難以分辨，極微小的漏氣點(diǎn)用手一擦就會(huì)消失。微孔一般是精切刀片間極微量的油擠壓造成的，或采用質(zhì)量差的材料制作模具，焊縫中進(jìn)入微量塑料。所以，焊之前應(yīng)將工件坡口清理干凈。

2.2 渦流檢測(cè)與分析

補(bǔ)焊后，通過目視檢測(cè)焊縫發(fā)現(xiàn)，焊縫成性良好，表面沒有出現(xiàn)小黑點(diǎn)、微孔，焊縫比較美觀。采用渦流檢測(cè)對(duì)焊縫表面進(jìn)行探傷，如圖2所示。

圖1 焊接接頭

圖2 渦流探測(cè)儀圖

試件表面缺陷會(huì)產(chǎn)生渦流的變化，渦流變化會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)線圈阻抗變化，可通過測(cè)量線圈阻抗變化來檢測(cè)缺陷。經(jīng)過渦流檢測(cè)分析，將焊縫處引起阻抗的信號(hào)取出，經(jīng)儀器放大并予檢測(cè)，渦流探傷儀波形沒有變化，則焊接接頭質(zhì)量合格。

2.3 氣密性檢驗(yàn)與分析

電纜鋁護(hù)套兩端用皮套密封并通入氮?dú)?，主要檢驗(yàn)鋁護(hù)套氣密性，氣密性試驗(yàn)如圖3所示。在檢測(cè)的30 min內(nèi)，充入氮?dú)膺M(jìn)入鋁護(hù)套（務(wù)必保證氮?dú)獬錆M整個(gè)鋁護(hù)套），測(cè)試儀示數(shù)會(huì)不斷變化，但30 min后，如果測(cè)試儀示數(shù)不變，則證明鋁護(hù)套氣密性良好；如果壓力測(cè)試儀壓力變小，則證明氣密性差，存在漏氣，焊接質(zhì)量不合格。如圖4所示，在鋁護(hù)套與電纜之間充氮?dú)?.4 MPa保持30 min后發(fā)現(xiàn)，壓力表示數(shù)沒有變化，證明鋁護(hù)套氣密性良好。

圖3 氣密性試驗(yàn)

圖4 氣密性檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)束語

通過目視檢測(cè)，在焊接過程中，某些部位出現(xiàn)偏弧，焊后出焊縫發(fā)黑，出現(xiàn)小黑點(diǎn)針孔；補(bǔ)焊后經(jīng)渦流檢測(cè)，焊接接頭質(zhì)量合格；通過氣密性檢測(cè)，測(cè)試儀示數(shù)沒有變化，鋁護(hù)套氣密性良好。

［1］陳裕川.焊接工藝方法的當(dāng)代發(fā)展水平［J］.現(xiàn)代焊接，2008（05）.

［2］劉彥軍，王洋，劉艷華.軋紋鋁護(hù)套中壓電纜簡(jiǎn)述［J］.發(fā)輸變電，2015（12）.

〔編輯：張思楠〕

TG409

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.030

2095－6835（2017）19－0030－02

孫倩（1986—），女，山東菏澤人，助教，碩士，主要研究方向?yàn)楹附臃椒肮に嚒?/p>