對于濃硝酸（濃度＞99.8%）冷卻器的純鋁管道，由于其材料本身的特點及其焊接工藝的特殊性，需要采用*的設(shè)備和合理的焊接工藝以滿足生產(chǎn)要求。
鋁及鋁合金材料在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛。在化工行業(yè)，它是一種較常見的工藝管材。鋁具有許多優(yōu)良的特性，不僅密度小，抗氧化腐蝕性能好，而且還有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，在空氣中，鋁的表面極易形成一層致密的al2o3氧化膜,這層氧化膜能阻止母材進(jìn)一步被氧化，由于這一特點，使鋁金屬在濃硝酸儲存和濃硝酸輸送管線中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以我公司年產(chǎn)三萬噸濃硝酸（濃度＞99.8%）裝置中的濃硝酸冷卻器的制作為例，簡要闡述工業(yè)純鋁管道的兩種不同的焊接工藝方法，并進(jìn)行比較，選擇出更加合理的焊接工藝以應(yīng)用于生產(chǎn)中。
由于鋁及其合金材料本身的特點及其焊接工藝的特殊性，決定了工業(yè)純鋁管道的焊接工藝要求與一般碳鋼材料不同，某些方面較碳鋼的焊接工藝差別比較大。
濃硝酸冷卻器是φ108mm×6mm（或φ89mm×5mm）的鋁管和鋁彎頭組對焊接而成的多組s形排管，其單組排管形狀如圖1所示。冷卻器所用材質(zhì)為工業(yè)純鋁lf2，焊接工藝的焊絲采用er1100，排管由不銹鋼架支撐，不銹鋼架與排管接觸部位使用橡膠墊隔開。
圖1單組排管形狀示意
焊前準(zhǔn)備
冷卻器的預(yù)制是在室內(nèi)和現(xiàn)場安裝焊接的。由于工業(yè)純鋁材質(zhì)較軟，標(biāo)準(zhǔn)電位值大（約-1.67v）,單組排管預(yù)制完成后，擺放場地上應(yīng)鋪設(shè)4mm厚的橡膠墊，以防長時間放置產(chǎn)生電位腐蝕；而且，其制作必須與碳鋼、不銹鋼等設(shè)備制作分開進(jìn)行。所需要的工具為：手工交流氬弧焊機、不銹鋼絲刷、鋁質(zhì)水平尺、木榔頭、尼龍繩和大彎牙銼刀等。設(shè)備在制作安裝過程中吊裝時要采取保護(hù)措施，以防損傷管道表面，索具外面要套上橡皮管。
焊接工藝及操作技術(shù)
冷卻器的焊接設(shè)備是北京東升電焊機廠生產(chǎn)的wse-315手工交直流兩用氬弧焊機。焊接前工作人員應(yīng)對焊接設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和調(diào)試，保證水、氣無泄漏，測試高頻引弧正常及電流穩(wěn)定，氬氣純度不低于99.99%。焊絲使用前應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗，其處理過程為：酸洗—堿洗中和—清水沖洗。管材接頭部位丙酮除油后，使用大彎牙銼刀清理掉焊縫兩側(cè)大約30mm的氧化膜，并開坡口，具體焊接規(guī)范如下表所示。
焊接規(guī)范表
*種焊接工藝為加襯環(huán)的焊接工藝方法，其焊接接頭形式如圖2所示。該焊接工藝因為增加了襯環(huán)，焊接過程中操作起來相對較容易一些。
圖2加襯環(huán)
圖3不加襯環(huán)
第二種焊接工藝為不加襯環(huán)不留間隙的方法，其焊接接頭形式如圖3所示。該焊接位置為水平固定，部分操作要領(lǐng)同樣適用于*種焊接工藝。具體內(nèi)容為：
1.引弧時必須采用高頻引弧，不允許工件與鎢棒直接接觸引弧，因為冷的鎢棒極易引起爆破噴鎢，造成熔池夾渣，影響焊縫質(zhì)量。
2.熄弧操作正確與否也將嚴(yán)重影響焊縫質(zhì)量和成形美觀，因此要求熄弧時應(yīng)將弧坑填滿，并逐漸縮小熔池，避免產(chǎn)生縮孔，終點的結(jié)合處應(yīng)焊過約20～30mm。
3.引弧后首先預(yù)熱起焊點坡口部位，然后壓低電弧，使坡口內(nèi)的金屬*熔化，當(dāng)熔化金屬開始向里面塌陷的時候，迅速送入焊絲，并要注意焊絲每一次的送入時機。隨著焊接操作由六點鐘位置進(jìn)入到三點鐘（或九點鐘）位置，焊接速度應(yīng)越來越快，尤其是二點鐘位置到十二點鐘位置（或十點鐘位置到十二點鐘位置），要連續(xù)推絲，焊槍移動更快，否則易產(chǎn)生焊瘤，遇到定位焊時，可適當(dāng)拉大電弧，放慢速度以保證焊透。整個焊接過程中都應(yīng)該使焊絲、焊槍都處于正確的空間位置。
4.焊接完畢后進(jìn)行外觀檢查和20%rt射線檢查，確保焊縫達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)，然后對整臺冷卻器進(jìn)行水壓試驗，保證相關(guān)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。
焊接工藝對比
從圖2和圖3可以看出，*種焊接接頭坡口間隙比較大，這就大大增加了焊工的工作量，也消耗了更多的焊材，同時由于采用了襯環(huán)，使得襯環(huán)處的內(nèi)徑變小，影響了流量，為了達(dá)到工藝要求，而不得不采用直徑更大的管材，增加了制造成本。對于第二種焊接工藝，由于取消了襯環(huán)，采用了不留間隙的焊接接頭形式，使得焊接工作量大大降低，同時采用更細(xì)的管材而降低了制造成本。雖然第二種焊接工藝操作起來相對要困難一些，但是通過專門訓(xùn)練的工作人員*可以達(dá)到焊接技術(shù)要求。因此，第二種焊接工藝值得推廣使用。
硝酸車間自1998年建廠投產(chǎn)以來，冷卻器幾經(jīng)更換，zui初采用*種焊接工藝，之后采用第二種焊接工藝，兩種焊接工藝制作的冷卻器使用年限均為3年左右。生產(chǎn)實踐證明，即使采用可靠的焊接方法（如氬弧焊）配以純度較高的焊絲，嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程焊接，焊接接頭的耐腐蝕性能仍然低于母材。因此，研制更*的焊接設(shè)備和更優(yōu)良的焊材，制定更加合理的焊接工藝規(guī)程，將是擺在焊接工程技術(shù)人員面前的一項艱巨的任務(wù)。