本发明涉及焊接技术领域，具体地说，涉及一种铝管焊接方法。
背景技术：
航空铝管焊接通常是开坡口留间隙，无论间隙大小，焊接打底层时都易出现焊接缺陷。例如，焊缝成型不良、未焊透、气孔、烧穿、焊瘤、收弧处裂纹。焊接缺陷严重超标时是不合格产品，x射线探测检验焊接缺陷超过二级视为报废产品，焊接质量得不到保证。
技术实现要素：
为解决铝管在开坡口留间隙焊接过程中造成的焊接缺陷，本发明提供一种铝管焊接方法，用于对具有坡口的铝管之间无间隙组对焊接，焊接过程包括以下步骤：打底层焊接，采用高频引弧法和衰减息弧法，焊枪在坡口两侧之间以“之”字形横向摆动的同时在坡口内沿铝管的圆周方向移动，从而形成打底层；然后盖面层焊接，采用高频引弧法和衰减息弧法，焊枪在坡口两侧之间以反月牙形横向摆动的同时在坡口内沿铝管的圆周方向移动，从而在打底层上方形成盖面层，其中，在进行打底层焊接和盖面层焊接时，焊枪的摆动速度均增加然后保持恒定，同时，焊枪沿圆周方向移动的距离均变短然后保持恒定。
优选地，焊丝、焊枪以及焊缝在同一横截面内，焊枪沿铝管的径向垂直于焊缝，而焊丝与焊枪之间夹角不小于105°。
优选地，铝管坡口的角度在59～61°之间，打底焊电流为125～135a，引弧和熄弧的电流变化时间都在3～5秒之间，焊接频率在30～50hz之间。
优选地，引弧后焊枪摆动前进的距离由1～2㎜减小到0.5～1mm，并保持恒定。
优选地，在打底层的焊接过程中，在引弧时提前输送氩气5～10秒，而熄弧时则滞后停止氩气8～15秒。
优选地，在打底层焊接中，再次焊接时，焊枪在弧坑沿焊接方向的前方不小于5mm的位置上引弧，然后沿与焊接方向相反的方向倒退至弧坑后面2～3mm的焊缝处开始焊接，在盖面层焊接中，收弧时焊枪摆动速度加快，使得每一段焊缝末端形成沿焊接方向逐渐降低的斜坡，并且，焊接接头时，焊枪在弧坑沿焊接方向的前方不小于5mm的位置上引弧，并移至斜坡最高处坡口一侧熔化坡口棱角0.5～1mm，再横向摆动至坡口另一侧熔化坡口棱角0.5～1mm，焊枪在横向摆动的同时沿圆周方向移动，使得接头处平滑过渡。
优选地，在打底层和盖面层焊接中，焊枪的横向摆动是两侧慢中间快的运弧方式。
优选地，盖面层焊接时，每一次横向摆动形成的熔池都与前一次横向摆动形成的熔池重叠熔合四分之三。
优选地，坡口具有钝边，铝管相互靠近的钝边贴合。
为减少焊接缺陷，提高焊接质量，本发明采用无间隙组对的航空铝管进行对焊，采用高频引弧法，可以防止钨极直接接触母材和熔池，以免形成钨夹渣。采用衰减熄弧法，焊缝背面成型呈现宽窄均匀一致。采用氩弧焊进行焊接作业，对打底层采用之字形运条手法，对盖面层采用反月牙形运条手法。在引弧时提前送氩气5～10秒，而熄弧时则滞后关氩气8～15秒，防止空气侵入熔池形成气孔和钨极氧化。盖面层每段焊接结束时，焊缝末端形成沿焊接方向的斜坡，使得焊枪沿焊接方向移动焊接的接头处平滑过渡。焊枪的摆动速度由慢至快并保持恒定，同时，其沿焊接方向移动的距离由长至短并保持恒定，使得母材熔化均匀一致，提高焊缝质量。经过x射线探伤检测，合格率达到99％，焊接质量得到大幅度提高。
附图说明
通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示本发明实施例的铝管的坡口示意图；
图2是表示本发明实施例的焊枪的位置示意图；
图3是表示本发明实施例的焊缝的轴向剖视图；
图4是表示本发明实施例的打底层的俯视图；
图5是表示本发明实施例的盖面层的俯视图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的铝管焊接方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
本发明的铝管焊接方法，是将加工有倒角的铝管端面对接，形成焊接用坡口，但铝管对接的端面之间没有间隙，即采用无间隙组对焊接。焊接方法为氩弧焊。焊枪沿铝管的圆周方向移动(即图2的箭头方向)，随着焊枪沿铝管的圆周方向的移动在坡口内形成焊缝，下文中以随着焊枪的移动沿铝管的圆周方向形成焊缝的方向称为焊接方向。焊接过程包括以下步骤：
打底层焊接，采用高频引弧法和衰减息弧法，如图4所示，焊枪在坡口两侧之间以“之”字形横向摆动的同时沿焊接方向移动，从而完成打底层的焊接。如图3所示，其中b为形成的打底层。
盖面层焊接，采用高频引弧法和衰减息弧法，焊枪在坡口两侧之间以反月牙形横向摆动的同时沿焊接方向移动，从而完成盖面层的焊接。如图3所示，其中a为形成的盖面层。
并且，在打底层和盖面层焊接中，焊枪的摆动速度均增加然后保持恒定，同时，其沿焊接方向移动的距离均变短然后保持恒定。如图5所示，反月牙形运条方法是指焊枪在坡口两侧之间以月牙状弧形来回摆动，形成月牙凸面朝向焊接方向的一种运条方法。
高频引弧法是利用高频振荡器产生的高频高压击穿钨极与工件之间的气体间隙而引燃电弧，钨极不直接接触母材和熔池，以免形成钨夹渣。
衰减熄弧法是指在距离熄弧点沿焊接方向的前方一段距离内，例如20～30mm，通过衰减电流，或抬高电弧，或加速运行，直至最终熄弧。
下面结合图1至图2来举例说明其焊接过程。
如图1所示，铝管10和铝管20的端面对接后形成坡口30。可以看出，其端面之间没有间隙。本实施例的铝管的倒角为30°，对接形成的坡口30的角度α为60°。氩气采用纯度不低于99.99％的纯氩气。采用逆变焊机，焊丝直径可以选用φ3mm。焊丝40、焊枪50以及焊缝是在同一横截面内。焊枪50是沿铝管的径向垂直于焊缝设置，而焊丝40则向焊接方向一侧与焊枪50呈一定角度倾斜。钨极60直径可以为φ3mm，且钨极60从焊枪50中伸出的长度为5mm。打底焊电流为110～160a，优选125～135a。其引弧和熄弧的电流变化时间都在3～5秒之间，优选为4秒。焊接频率30～50hz，优选40hz。以上仅是一些示例性的焊接参数，并不用于限制本发明的焊接方法。
打底层焊接时，钨极60尖端距离母材2mm，高频引弧可以防止钨极直接接触母材和熔池，以免形成钨夹渣。焊枪的摆动速度由慢至快并保持恒定，同时，其沿焊接方向移动的距离由长至短并保持恒定。也就是说，由于刚形成熔池母材的温度相对较低，焊枪的横向摆动速度会慢一些，而焊枪沿焊接方向的移动距离稍大一些。使得母材熔化均匀一致，提高焊缝质量。例如，引弧后前四次摆动，焊枪摆动前进距离为1～2mm。待母材温度逐渐上升到正常焊接温度，则焊枪沿焊接方向的移动距离减小到0.5～1mm，焊枪的横向摆动速度也趋于恒定。收弧时采用衰减熄弧，焊缝背面成型呈现宽窄均匀一致。优选地，焊缝背面的余高均匀且不超过0.5mm。
盖面层焊接时，采用反月牙形手法焊接，钨极60的尖端距离母材5mm。焊枪任意停在两侧坡口内一侧，从任意坡口棱角熔化母材0.5～1mm后，横向画弧摆动至另一侧坡口棱角，熔化母材0.5～1mm。由于刚形成熔池母材的温度相对较低，焊枪的横向摆动速度要由慢至快再保持不变，同时，其沿焊接方向移动的距离由长至短并保持恒定。例如，前三次横向摆动沿焊接方向前进的距离为3mm，待母材温度逐渐上升到正常焊接温度后，每一次横向摆动沿焊接方向前进的距离变为2mm，如此重复焊接。
在一个可选实施例中，坡口具有钝边，铝管相互靠近的钝边贴合。其中，钝边是指沿铝管壁厚方向未开坡口的端面部分。
在一个可选实施例中，如图1所示，铝管坡口的角度α的范围为59～61°。
在一个可选实施例中，如图2所示，焊丝、焊枪以及焊缝在同一横截面内，焊枪沿铝管的径向垂直于焊缝，而焊丝与焊枪之间夹角β不小于105°。其中沿圆周方向的箭头表示焊接方向可以是顺时针，也可以是逆时针。
在一个可选实施例中，在打底层的焊接过程中，在引弧时提前送氩气5～10秒，而熄弧时则滞后关氩气8～15秒。例如，可以等到钨极呈暗红色后才关闭氩气，约滞后关闭8～15秒，使引弧位置氩气将空气隔离开，焊接时熔池得到氩气充分保护，防止空气侵入熔池形成气孔和钨极氧化。
在一个可选实施例中，在打底层焊接中，再次焊接时，焊枪在沿焊接方向从弧坑向前3～6mm的位置上引弧，然后沿与焊接方向相反的方向倒退至弧坑后面焊缝2～3mm处开始焊接，使焊缝和弧坑得到充分的再熔化。其中，弧坑是指在一道焊缝的终端形成的低于焊缝高度的凹陷坑。
在一个可选实施例中，在盖面层焊接中，焊丝熔化到末端收弧时，焊枪摆动速度变快，使得熔化铁水量少，横向画弧摆动幅度减小，使得每段焊接结束时，焊缝形成沿焊接方向的斜坡。焊接接头时，焊枪在焊接方向上从弧坑前3～6mm的位置上引弧，并后移至斜坡最高处坡口一侧熔化坡口棱角0.5～1mm，再横向移至坡口另一侧熔化坡口棱角0.5～1mm，使得焊枪沿焊接方向移动焊接的接头处平滑过渡。
在一个可选实施例中，在打底层和盖面层焊接中，焊接熔化速度要均匀，保持电弧长度不变，形成两侧慢中间快的运弧方式，使两侧坡口棱角得到充分熔合，而降低焊缝熔池中心温度，获得高质量焊缝。
在一个可选实施例中，盖面层焊接时，每一次摆动形成的熔池都应与前一次摆动形成的熔池重叠熔合四分之三。本发明的铝管焊接方法应用于铝管之间的焊接，采用无间隙组对焊接的方式。采用高频引弧法，可以防止钨极直接接触母材和熔池，以免形成钨夹渣。采用衰减熄弧法，焊缝背面成型呈现宽窄均匀一致。采用氩弧焊进行焊接作业，对打底层采用之字形运条手法，对盖面层采用反月牙形运条手法。在引弧时提前送氩气5～10秒，而熄弧时则滞后关氩气8～15秒，防止空气侵入熔池形成气孔和钨极氧化。盖面层每段焊接结束时，焊缝末端形成沿焊接方向的斜坡，使得焊枪沿焊接方向移动焊接的接头处平滑过渡。焊枪的摆动速度由慢至快并保持恒定，同时，其沿焊接方向移动的距离由长至短并保持恒定，使得母材熔化均匀一致，提高焊缝质量。经过x射线探伤检测，合格率达到99％，焊接质量得到大幅度提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。