铝母线焊接技术规程DL754-2001
J33
备案号：8390—2001
中华人民共和国电力行业标准
铝母线焊接技术规程DL/T754－2001
Code of the welding technique for aluminium bus
2001－02－12 发布2001－07－01实施
中华人民共和国国家经济贸易委员会发布
前言
根据原电力工业部科技司技综［1996］40号文的要求，原电力工业部电力建设研究所组织行业内有关单位组成标准编制组，编制了《铝母线焊接技术规程》，其格式遵从DL ／T600—1996《电力标准编写的基本规定》的规定。
本标准编制过程中，参照了有关国际标准、国家标准和国内有关标准及规定。本标准为相对独立的标准。为了便于焊工技术管理的统一协调，本标准要求铝母线焊工技术考核的组织和程序以及焊工基本知识考核的内容与DL／T679《焊工技术考核规程》一致。本标准力求具有科学性、实用性和可操作性，使行业内有关铝母线焊接及焊工考核工作有章可循。
本标准的附录A和附录B均为标准的附录。
本标准由电力行业电站焊接标准化技术委员会提出并归口。
本标准主要起草单位：国家电力公司电力建设研究所、国家电力公司电源建设部、天津市电力公司、天津电力建设公司、北京电力设备总厂。
本标准主要起草人：郭军、张信林、杨建平、周安本、武英利、尚承伟、严正、张佩良。
本标准由电力行业电站焊接标准化技术委员会负责解释。
目次
前言
1 范围
2 引用标准
3 总则
4 铝材和焊接材料
5 焊接机具
6 焊接工艺试验
7 焊前准备
8 焊接工艺
9 质量检验和质量标准
10 技术文件
附录A(标准的附录)铝母线焊工技术考核规定
附录B(标准的附录)铝母线焊接接头射线探伤规定
中华人民共和国电力行业标准
DL/T754－2001
铝母线焊接技术规程
Code of the welding technique for aluminium bus 1 范围
本规程规定了电力行业制作、安装和检修35kV及以下发电设备、500kV及以下送、配电设备各类(矩形、槽形、管形等)铝母线焊接工作的技术要求和标准。
本规程适用于纯铝、铝镁合金、铝锰合金等材料制成的母线的焊接工作。其他铝合金材料制成的母线可参照本规程规定进行施焊。
本规程仅推荐采用氩弧焊(TIG、MIG)方法进行铝母线焊接，其他方法不宜使用。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T985—1988 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB／T3190—1996 变形铝及铝合金化学成分
GB／T3323—1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB／T3880—1997 铝及铝合金轧制板材
GB4191—1984 惰性气体保护电弧焊和等离子焊接、切割用钨铈电极
GB 4842—1995 氩气
GB／T10858—1989 铝及铝合金焊丝
GBJ149—1990 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范
DL／T679—1999 焊工技术考核规程
DL／T5069—1996 电力建设施工及验收技术规范(钢制承压管道对接焊焊接接头射线检验篇)
3 总则
3.1 铝母线正式焊接前，应首先进行焊接工艺试验，确认焊接接头性能符合相应技术条件后，方可组织焊工培训和技术考核。
3.2 施焊前必须按本规程附录A的规定，对从事铝母线焊接的焊工进行考核，取得相应资质证书后，方可参加正式施焊工作。
3.3 如铝母线同引进国外发电机组一并供货时，其焊接工作除合同中另有具体规定外，应按本规程的规定进行。
3.4 铝母线施工过程包括：对口装配、施焊、检验和质量评定等工序。
3.5 焊接铝金属及其合金时，焊接气氛和强弧光对人体有一定的危害，必须对焊工加强安全教育和劳动保护。
3.6 从事铝母线焊接工作的人员必须遵守安全、环保、防火等规程和有关规定。
4 铝材和焊接材料
4.1 焊接前必须确认所焊铝材的牌号，了解其化学成分、物理和力学性能，以便正确地选定焊接材料和制定合理的焊接工艺。
4.2 铝材必须符合国家标准(或行业标准、技术条件)，引进国外的铝材应符合引进国国家标准或合同规定的技术条件。
常用铝材牌号、成分和性能见表1。
4.3 焊接材料(焊丝、氩气、钨棒)的质量应符合国家标准或合同规定的有关标准。常用铝焊丝牌号、成分和性能见表2。
表2 常用铝焊丝牌号、成分和性能
4.4 供货商应提供铝材和焊接材料的质量合格证，无质量合格证或对其质量有怀疑时，应按批号抽查试验，其质量应符合GBJ149和GB／T3880的规定。
4.5 焊丝的选用应根据铝材的化学成分、性能、焊接性和焊接接头的使用条件等因素综合考虑。
4.5.1 焊接纯铝、铝锰和铝镁等合金时，一般应选用与母材成分相当的焊丝。
4.5.2 焊丝选用可参照下列方法进行：
a)焊接纯铝时，一般选用纯铝焊丝(丝301)。如焊缝坡口大、深或铝母线结构的刚性大，焊后收缩量大时，可选用铝硅焊丝(丝311)；
b)焊接铝锰合金时，一般选用铝锰焊丝(丝321)或铝硅焊丝(丝311)；
c)焊接铝镁合金时，为补偿焊接过程中镁的烧损，一般选用比其母材含镁量高的铝镁焊丝或者选用与其相应的铝镁焊丝(丝331)；
d)异种铝金属焊接时，宜选用与材料强度级别低的一侧匹配的焊丝。
4.6 钨极氩弧焊的电极，应按GB4191—1984的规定选用耐烧损、放射剂量小的钨铈棒或钨镧棒。
4.7 氩弧焊用的氩气纯度应不低于99.99%，应严格控制其他杂质不得超过GB 4842—1995的规定［如氮≤70×10－6(质量分数)、氧≤10×10－6(质量分数)、水分≤20×10－6(质量分数)等］。
5 焊接机具
5.1 应选用电气性能良好、电流调节灵活、工作性能稳定、操作方便和绝缘性能可靠的氩弧焊机。
5.2 氩弧焊枪应根据采用的焊接设备选择。
5.2.1 钨极氩弧焊宜选用150A～500A水冷式焊枪。
5.2.2 熔化极氩弧焊宜选用500A自冷式或水冷式焊枪。
5.3 应选用指示准确、安全可靠、调节灵活的氩气减压流量计，一般宜采用指针式氩气减压流量计。
5.4 输送氩气和冷却水用的胶管，不得与输送其他气体的胶管混用。胶管质地应优良柔软，无裂缝、漏气和漏水现象。
5.5 与焊枪连接的导线应有足够的长度。导线应接触良好，质地柔软、绝缘层耐磨、无漏电现象。
5.6 焊接铝母线时，焊工必须随身携带下列工具：
5.6.1 钨极氩弧焊时，应备有钢丝刷、手锤、木槌、扳手、扁铲和钳子等工具。
5.6.2 熔化极氩弧焊时，除应备有5.6.1规定的工具外，还应增备电工用尖嘴钳子。
5.6.3 焊口检测器和焊工钢印代号。
6 焊接工艺试验
6.1 焊接工艺试验由企业工艺(或技术)管理部门组织，焊接专业技术负责人主持，选派有经验的焊工担任施焊试验。
6.2 焊接工艺试验可按铝材种类和结构型式分别进行试验。焊接工艺试验的主要内容为：
a)焊接材料的选择和与母材的匹配；
b)焊接规范(焊接电流、焊接电压、焊接速度、氩气流量、焊前预热等)的调整。
6.3 焊接工艺试验分板状对接和板状角接试件。试件规格见表3和图1，板状角接试件的焊缝长度l应不小于1／2L。
图1 焊接工艺试验试件图
6.4 焊接工艺试件厚度的适用焊件厚度范围为试件厚度(δ0)的0.5～2.5倍。
6.5 焊接工艺试验试件的试样切取及加工。
6.5.1 试样应采用机械方法或等离子切割方法截取，板状试样见图3。
图3 板状试样的切取
部位示意图
6.5.2 试样的加工规格见图4，试样加工尺寸见表4。
图4 板状对接接头电阻测定、拉伸试验试样加工图
6.6 焊接工艺试验的结果应进行检查和判定。在焊缝外形匀整、接头边缘平滑过渡和外形尺寸符合要求的基础上，对对接试件进行射线透照、电阻测定和拉伸试验；对角接试件进行折断面检查。
6.6.1 焊接接头整体状况应无明显异常和缺陷，其焊缝外形尺寸和焊缝表面质量应符合9.4的规定。
6.6.2 角接接头折断面试验的施力方向如图2所示，检查角接接头折断面，应符合表5的规定。
图2 角接接头折断面试
验的施力方向示意图
6.6.3 焊接接头试件的射线检验及结果的评定，应按照本规程附录B的要求进行。
6.6.4 焊接接头直流电阻值应不大于规格尺寸均相同的原材料直流电阻值的1.05倍。
6.6.5 焊接接头拉伸试验，其焊接接头抗拉强度一般不应低于原材料抗拉强度标准值的下限。经热处理强化的铝合金，其焊接接头的抗拉强度不得低于原材料标准值的60%。
7 焊前准备
7.1 一般规定
7.1.1 铝母线焊接接头所处的部位，应符合下列规定：
a)离支持绝缘子、母线夹板的边缘不应小于100mm；
b)母线宜减少对接接头；
c)同相母线不同片上的对接焊缝，其位置应错开，距离不应小于50mm。
7.1.2 母线表面应光洁平整，不应有裂纹、折皱、夹杂物、变形和扭曲，且无内部损伤。
7.1.3 母线对口的接触面不得有氧化膜，加工必须平整，其截面减少不得超过原截面的5%。
7.1.4 母线应在各段全部就位并调整后，且误差值能够符合规定时，方可进行焊接。
7.2 坡口形式与加工
7.2.1 矩形、槽形、管形母线焊接的坡口形式和尺寸应按设计图纸规定加工。如无规定时，坡口型式和尺寸应按能保证焊接质量，便于操作、减少焊接应力和变形、适应无损探伤要求等原则选用。铝母线焊缝坡口可参照GB／T985规定确定，常用的焊接接头基本形式及尺寸参见表6。
7.2.2 铝母线对接焊缝，为保证焊接质量、降低焊接技术难度，一般在对口根部可放置垫板或垫圈，其形式可根据需要选用。
7.3 焊件下料及加工
7.3.1 焊件下料应采取机械法或等离子法切割，切割时应留有1mm～2mm的精加工余量。
7.3.2 焊件切口应平整和垂直，坡口制备应光滑、均匀、无毛刺。
7.4 焊前清理
7.4.1 焊接前必须将母材焊缝坡口区和焊丝表面的油污、氧化膜和其他杂质清除干净。7.4.2 焊件清理范围应包括：坡口部位和其两侧。对接和角接接头清理范围为焊缝两侧各30mm～50mm；搭接接头除搭接面外还应向外延伸30mm～50mm。清理方法和要求如下：
a)除油污：用汽油或丙酮等有机溶剂清除表面的油污；
b)除氧化膜：可用机械方法处理，即用钢丝刷或刮刀去除氧化膜或用化学处理方法，即先用火焰法加热焊件待焊区域，待其表面温度达到100℃左右后，用常温下浓度为5%～8%的氢氧化钠溶液清洗(15～20)min，并随即用30%稀硝酸溶液进行中和光化处理，除去残碱，最后用清水冲洗(2～3)min。冲洗干净后，用干净无油的抹布擦干，或用无油的压缩空气吹干；
c)清理后的焊件应立即进行焊接工作，其间隔时间不应超过24h。
7.4.3 密封完好的焊丝一般不需要清洗，可直接使用。对于受污染的焊丝焊前要进行清洗。清洗的步骤和要求如下：
步骤一：除油污。若焊丝表面有油污时，应先用汽油或丙酮清除油污；
步骤二：碱洗。将焊丝放在温度为50℃～60℃、浓度为5%～8%的氢氧化钠溶液中进行碱洗。一般纯铝焊丝清洗时间为15min；铝硅焊丝清洗时间不超过5min；
步骤三：中和。将碱洗处理后的焊丝，放在30%硝酸溶液中进行中和光化处理，除去残碱。最后用冷水冲洗(2～3)min；
步骤四：烘干及存放。清洗完毕的焊丝应置于100℃～150℃的烘烤装置中，烘焙0.5h，随即放进干燥的焊条箱中存放。一般存放时间不得超过24h，否则应重新清洗。
7.5 其他要求
7.5.1 铝母线焊接组对的，应将焊件垫置牢固，以防止在焊接过程中，焊件产生变形和开
裂。
7.5.2 焊接场所应采取可靠的防风、防雨、防雪、防冻等措施。
7.5.3 持有铝母线施焊资质的焊工，正式施焊前，应进行与实际条件相当的模拟练习，经外观检查符合要求，方可参与铝母线的焊接。
8 焊接工艺
8.1 铝母线焊接场所允许的环境温度应在0℃以上，如环境温度过低时，应采取有效方法提高环境温度。
8.2 铝母线施焊前是否需要焊前预热，应根据焊件种类、规格和采用的焊接方法确定。8.2.1 预热与否及预热温度应根据实际情况考虑，一般预热温度为100℃左右，在施焊过程中应保持预热温度。采用MIG焊接方法时，可不预热。
8.2.2 采用火焰方法预热时，其加热点应选定在距离对口中心每侧80mm以外区域进行。
8.3 严禁在焊件非焊接区域引燃电弧、试验电流。
8.4 铝母线材料厚度不小于8mm时，应采取分层方法焊接。
8.5 焊件的点固焊做如下规定：
8.5.1 选用的焊接材料、焊接工艺、预热温度和焊工资格条件等应与正式施焊时要求相同。
8.5.2 点固焊的设置和尺寸如下：
a)点固焊的点数设置：
板件：焊件长度不大于500mm时，可点固2～3点；焊件长度大于500mm时，每间隔300mm设置一个点固焊点；
管件：直径不大于300mm时，可每隔120°点固一处，一般最少不得少于3点；直径为300mm～500mm时可点固3～5点；直径大于500mm时，应沿圆周每隔60°点固一处。
b)点固焊点的长度一般为30mm～50mm，特殊件可达80mm；厚度为焊件厚度的２／３，且不小于4mm。
c)点固焊是正式焊缝的一部分，施焊时不必铲除。
8.5.3 点固焊处在正式施焊前可进行修理，经检查确认无缺陷后，再行施焊。
8.5.4 角接或搭接型式焊件点焊时，为使其接缝处严密，可采取木槌敲击方法密合后点固。
8.6 焊接规范应根据焊接工艺试验确定，参考规范如下：
8.6.1 钨极氩弧焊焊接规范见表7。
8.6.2 熔化极氩弧焊焊接规范见表8。
1.6
1.6
1.6
8.7 为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于300mm的管件对接接头宜采取对称焊。
8.8 应尽量避免在拘束条件下进行焊接，以减少焊接应力，防止开裂。
8.9 TIG焊接时，应采用非接触法引弧。
8.10 焊接完毕的接头，经自检合格后，在焊缝附近按规定打上焊工钢印代号或永久性标记。
8.11 焊接接头经检查有超出标准限制的缺陷时，应查明原因，制定措施，进行返修。8.11.1 对外观缺陷，一般可采取打磨方式修整。对出现缩小导电面积情况时应予以补焊。
8.11.2 对于裂纹或内部缺陷，应采取挖补方式返修。
8.11.3 应彻底清除缺陷，并向缺陷两端各延伸30mm～50mm，确认缺陷消除后再进行补焊。返修中同一位置上的挖补次数一般不超过3次。
8.12 焊接接头不得以任何形式进行矫正，如必须矫正时，应制定措施向质量部门申报，待批准后，方可实施。
9 质量检验和质量标准
9.1 铝母线焊接质量的检查和检验工作，实行三级检查验收制度，贯彻自检和专检相结合的方法，做好质量验收和等级评定工作。
9.2 铝母线焊接质量检查和检验工作，强调焊接全过程的监督，在焊接前、焊接过程中和焊接结束后等三个阶段都有检查，并严格按检验项目和程序进行。
9.3 铝母线焊接接头的检查方法、范围及数量，按表9规定进行。
9.4 焊缝外形尺寸和焊缝表面质量应分别符合表10、表11的规定。
9.5 焊接后，焊件变形弯折偏移不应大于0.2%，错口值(中心偏移)不应大于0.5mm，见图5。
焊后变形示意错口示意
图5 焊后变形及错口
9.6 对接焊接头应按照本规程附录B的要求进行无损探伤检验，并按照Ⅰ级——优良、Ⅱ级——合格、Ⅲ级——判废评定。
9.7 焊接接头的无损探伤如出现不合格时，除对不合格焊接接头进行返修外，应从该焊工
当日的同一批接头中按不合格数的加倍数进行检验，加倍检验中仍有不合格时，则判定该批焊接接头不合格。
9.8 对返修后的焊接接头应重新进行检验。
10 技术文件
10.1 铝母线焊接技术文件的编制，可单独或与发电设备整体焊接工作技术文件共同编制，施工后，移交有关部门。
10.2 铝母线的技术文件应包括下列内容：
10.2.1 按照工程验收评定标准规定的内容有：
a)铝母线焊接工程一览表(焊接量、无损探伤量等)；
b)铝母线材质证明书；
c)焊接材料(焊丝)质量证明书；
d)焊工技术考核登记表；
e)各项检验报告和射线探伤底片等；
f)铝母线总体或分部的系统图(标示出焊接接头、无损探伤等位置标记)。
10.2.2 铝母线焊接过程中有关事宜记录(如设计变更、返修记录等)的整理资料。
10.3 铝母线施工完毕应编写单项技术总结。
10.4 资料汇总整理完毕后，应按合同规定办理资料移交及保存手续。
附录A(标准的附录)
铝母线焊工技术考核规定
A1 铝母线焊工技术考核的组织与程序应符合DL/T679的规定。
A2 铝母线焊工技术考核应以焊接工艺试验确定的各项工艺参数为依据，以焊接方法、焊接位置和结构特点为内容组织实施，考核材料按本规程表1任选。
A3 参加技术考核的焊工资质应符合DL/T679Ⅱ类焊工的条件。
A4 焊工的基本知识考核内容应包括材料、焊接设备、接头工况条件和焊接工艺等方面的内容，并应符合DL/T679的有关规定。
A5 焊工的操作技能考核应符合下列规定：
A5.1 焊接方法为手工钨极氩弧焊(W s)和半自动熔化极氩弧焊(R b)，两种方法应单独进行考核，不得互相替代。
A5.2 各种焊接位置应单独进行考核，不得互相替代。
A5.3 角接接头2F、3F、4F考核合格者可免去搭接接头的考核。对接接头不带垫板试件考核合格者可免去带垫板试件的考核。
A5.4 板状试件平、横、立、仰(1G、2G、3G、4G)四个位置考核合格者可以从事管状焊件对接焊的焊接工作。
A5.5 完成工艺试验试件焊接的焊工，其试件通过规定的各项试验者，可以认为通过了相应的操作技能考核。
A6 操作技能考核板状试件的焊接位置应符合DL/T679—1999中6.3.5a)的规定。
A7 考核用试件尺寸、数量见表A1。
表A1 试件尺寸及数量
A8 操作技能考核项目参照DL/T679以项目代号形式表示，见表A2。
A9 考核用试件及焊丝的焊前清理应符合本规程第7章的规定。
A10 焊工考核时应符合DL/T679—1999中6.3.9的有关规定。
A11 考核试件的检验项目和数量见表A3。
A12 操作技能考核试样的取样规格、尺寸及质量标准应符合本规程第6、9章的规定。A13 焊工技术考核的成绩评定、合格证的发放与吊销应符合DL/T679的有关规定。
A14 合格焊工如连续6个月无相应的工作，应由原考核单位组织进行工艺技能测定，无测定记录的视为中断相应焊接工作。
A15 焊工合格证的填写方式为：焊接方法+铝材牌号+项目代号(例：W s-1060-01)。
附录B(标准的附录)
铝母线焊接接头射线探伤规定
B1 检测范围和一般要求
本规定适用于厚度小于或等于40mm的铝母线(包括纯铝、铝镁合金、铝锰合金等)焊接接头X射线透照检测和质量等级评定。除本规定要求外，其他射线探伤要求，均按有关标准规定进行。
B2 象质计和测深计
B2.1 采用线型象质计，象质计的选用按表B1规定。
B2.2 测深计采用沟槽对比块，沟槽对比块的结构和规格应符合DL/T5069的规定。
B2.3 象质计和测深计应用铝或铝金属材料制成。如用钢铁材料代用时，应按表B2进行换算。
B3 透照厚度
透照厚度T A应根据透照条件的实测值确定，如实测有困难时，可按表B3确定。
+2
+4
B4 底片质量
B4.1 底片的象质指数须满足表B1的要求，黑度范围为：
D=1.2～3.5
式中 D——底片黑度。
B4.2 底片上象质计影像位置应正确，定位标记和识别标记齐全，且不得掩盖被检测焊缝的影像。
B4.3 底片上不得有妨碍底片评定的划痕、指纹、脏物、污斑、静电痕迹等伪缺陷。
B5 射线探伤质量等级评定
B5.1 根据缺陷的性质和数量，将焊接接头质量分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。
B5.1.1 Ⅰ级焊接接头内应无裂纹、未熔合、未焊透和条状缺陷。
B5.1.2 Ⅱ级焊接接头内应无裂纹、未熔合；未焊透长度不得超过焊缝总长度的10%且在500mm长度上连续未焊透不得超过50mm，且未焊透深度不大于母材厚度的5%。条状缺陷的评定同未焊透。
B5.1.3 单个缺陷尺寸(指单个气孔、夹渣在任何方向的最大尺寸)；
Ⅰ级：缺陷尺寸小于或等于1/5焊件厚度，且不大于4mm的缺陷，在1000mm2区域内不超过1个。
Ⅱ级：缺陷尺寸小于或等于1/4焊件厚度，且不大于6mm的缺陷，在1000mm2区域内不超过1个。
B5.1.4 缺陷尺寸超过Ⅱ级的，评为Ⅲ级焊缝。
B5.2 各级焊接接头内允许存在的点状缺陷规定如下：
B5.2.1 长宽比小于或等于3的缺陷定义为点状缺陷，可以是圆形、椭圆形、锥形等不规则形状的气孔或夹渣。
B5.2.2 点状缺陷在10mm×20mm评定区内评定，评定区应在底片上缺陷显示最严重的部位。
B5.2.3 评定点状缺陷时应按表B4换算成点数在评定区域内累计计算(焊件厚度不小于25mm时，如点状缺陷小于0.7mm，则该缺陷不参加评级)。
B5.2.4 各级焊接接头允许存在的缺陷点数，见表B5。
表B5 各级焊接接头允许存在的缺陷点数