鋁制油冷卻器的修補工藝

泰州中航船舶重工有限公司 （江蘇 225327） 王海東 居金文 王劍春

1.概述

我公司現場使用的復盛PES720移動式空壓機，不慎將后置鋁制油冷卻器刮破約3cm，壁厚0.5mm，工作油壓0.8MPa（見圖1），為了不影響生產，降低成本，決定采用氬弧焊修補。

圖1 復盛PES720移動式空壓機

2.焊接修補工藝

（1）焊接性分析 鋁與氧的親合力很強，常溫下表面容易氧化，生成一層牢固、致密的氧化膜（Al2O3），熔點2050℃，而純鋁的熔點只有660℃，在焊接過程中，這層難熔的氧化膜容易在焊縫中造成夾渣；氧化膜不導電，影響焊接電弧的穩定性；同時氧化膜還吸附一定量的結晶水，使焊縫產生氣孔，因此必須采取措施破壞和清除氧化膜。由于交流鎢極氬弧焊具有陰極破碎作用，離子撞擊工件表面，將氧化膜撞碎，故采用氬弧焊焊接。

鋁的熱膨脹系數比鋼大一倍，而凝固收縮率比鋼大兩倍，焊接時會產生較大的焊接應力，焊縫容易產生熱裂紋。為了防止熱裂紋，焊前有時應進行預熱。鋁和鋁合金的密度小，氣泡在熔池中的上升速度較慢，加上鋁的導熱性強，熔池冷凝快，因此，上升的氣泡往往來不及逸出，留在焊縫內形成氣孔。弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是氫的主要來源，因此焊前必須嚴格做好焊件的表面清理工作。

（2）焊前準備 將后置鋁制油冷卻器拆下，用四氯乙烯進行置換反應清洗，把冷卻器內油脂清除干凈，確認無誤后，用等離子切割機將損壞的一檔上下端部沿切割線切除，切割線如圖2所示，切割線打開平面如圖3所示，打磨見原始板縫，預防夾層，產生未焊透，導致滲漏。用丙酮將損壞檔端部油脂清理干凈，用刮刀在焊縫5～8mm位置去除氧化膜。由于該冷卻器損壞處是壓制工藝，不能直接修補，故只能在損壞檔兩端閉口截流。

圖2 切割線

圖3 切割線打開平面

（3）焊接 坡口清理干凈后，用氧乙炔焰對焊接處加溫100～120℃，避免焊接時產生裂紋。利用交流氬弧電源陰極破碎原理清除氧化膜，采用型號為WSME—315交直流氬弧焊機，選用HS321氬弧焊絲，氬氣純度≥99.9%。打底時因板薄，采用斷弧焊接，預防焊穿，蓋面層連續焊。焊接效果如圖4所示。具體參數如附表所示。

圖4 焊接效果

交流氬弧焊鋁合金焊接參數

（4）焊后檢測 焊接完畢冷卻后，對冷卻器進行1MPa水壓強度試驗，未發現滲漏現象，48h后，對焊縫表面進行著色檢測，未發現裂紋現象。

3.結語

鋁制油冷卻器損壞后，采用交流氬弧焊，將損壞檔兩端閉口截流是比較理想的修補方案。復盛PES720移動式空壓機冷卻器經修補后，運行一年多未發現滲漏現象。