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焊接操作的注意事項

2019年01月25日

  一、電弧的長度
  電弧的長度與焊條涂料種類和藥皮厚度有關系。但都應盡可能采取短弧,特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬,形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。
  二、焊接速度
  適宜的焊接速度是以焊條直徑、涂料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化,不能作出標準的規定。保持適宜的焊接速度,熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間,避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快,焊接部位冷卻時,收縮應力會增大,使焊縫產生裂縫。
  焊絲選用的要點
  焊絲的選擇要根據被焊鋼材種類、焊接部件的質量要求、焊接施工條件(板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊后熱處理及焊接操作等待)、成本等綜合考慮。
  焊絲選用要考慮的順序如下:
  ①根據被焊結構的鋼種選擇焊絲 對于碳鋼及低合金高強鋼,主要是按“等強匹配”的原則,選擇滿足力學性能要求的焊絲。對于耐熱鋼和耐候鋼,主要是側重考慮焊縫金屬與母材化學成分的一致相似,以滿足耐熱性和耐腐蝕性等方面的要求。
  ②根據被焊部件的質量要求(特別是沖擊韌性)選擇焊絲 與焊接條件、坡口形狀、保護氣體混合比等工藝條件有關,要在確保焊接接頭性能的前提下,選擇達到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
  ③根據現場焊接位置對應于被焊工件的板厚選擇所使用的焊絲直徑,確定所使用的電流值,參考各生產廠的產品介紹資料及使用經驗,選擇適合于焊接位置及使用電流的焊絲牌號。
  焊接工藝性能包括電弧穩定性、飛濺顆粒大小及數量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等。對于碳鋼及低合金鋼的焊接(特別是半自動焊),主要是根據焊接工藝性能來選擇焊接方法及焊接材料。
  2、 實芯焊絲的選用
  ⑴埋弧焊焊絲
  焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料,從碳素鋼到高鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和焊劑配合進行埋弧焊接.。埋弧焊焊絲的選用既要考慮焊劑成分的影響,又要考慮母材的影響。為了得到不同的焊縫成分和力學性能,可以采用一種焊劑(主要是熔煉焊劑)與幾種焊絲配合,也可以采用一種焊絲與幾種焊劑(主要是燒結焊劑)配合。
  高鉻鑄鐵堆焊焊絲(HS101)
  A、 低碳鋼和低合金鋼用焊絲
  低碳鋼和低合金鋼埋弧焊常用焊絲有如下三類:
  ①低錳焊絲(如H08A)常配合高錳焊劑用于低碳鋼用強度較低的低合金鋼焊接。
  ②中錳焊絲(如H08MnA H10MnSi)主要用于低合金鋼焊接,也可配合低錳焊劑用于低碳鋼焊接。
  ③高錳焊絲(H10Mn2 H08Mn2Si)用于低合金鋼焊接。
  B、低合金高強鋼用焊絲
  低合金高強鋼用焊絲含Mn 1%以上,含Mo 0.3%-0.8%,如H08MnMoA、H08Mn2MoA,用于強度較高的低合金高強鋼焊接。此外,根據低合金高強鋼的成分用使用性能要求,還可在焊絲中加入Ni、Cr、V及RE等元素,提高焊縫性能。
  強度級別590Mpa級的焊縫金屬多采用Mn- Mo系焊絲,如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2Mo等。
  C、不銹鋼用焊絲
  不銹鋼焊接時,采用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼成分基本一致。焊接鉻不銹鋼時可采用H0Cr14 H1Cr13 H1Cr17等焊絲,焊接鉻鎳不銹鋼時,可采用H0Cr19Ni9 H0Cr19Ni9Ti等焊絲;焊接超低碳不銹鋼時,應采用相應的超低碳焊絲,如H00Cr19Ni9等。焊劑可采用熔煉型或燒結型,要求焊劑的氧化性要小,以減少合金元素的燒損。
  D.焊條(電焊)
  1焊條型號J422
  J422是鈦鈣型藥皮的碳鋼焊條。交直流兩用,可進行全位置焊接。具有優良的焊接工藝性能及良好的力學性能;電弧穩定,飛濺小,脫渣易,再引弧容易;焊縫成型美觀,焊波可寬、可窄、可薄、可厚,焊接輕松,效率高。
  用途:用于焊接較重要的低碳鋼結構和強度等級低的低合金鋼結構,如Q235、09MnV、09Mn2等。
  焊接質量標準
  1、焊接質量 GB6416-1986 影響鋼熔化焊接頭質量的技術因素
  2、焊接質量 GB6417-1986 金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說明
  3、焊接質量 TJ12.1-1981 建筑機械焊接質量規定
  4、焊接質量 JB/ZQ3679 焊接部位的質量
  5、焊接質量 JB/ZQ3680 焊縫外觀質量
  6、焊接質量 CB999-1982 船體焊縫表面質量檢驗方法
  7、焊接質量 JB3223-1983 焊條質量管理規程
  8、2005年廢止的焊接標準 GB/T 12469-1990 焊接質量保證 鋼熔化焊接頭的要求和缺陷分級
  焊接種類
  1、焊條電弧焊:
  原理——用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。利用焊條與焊件之間建立起來的穩定燃燒的電弧,使焊條和焊件熔化,從而獲得牢固的焊接接頭。屬氣-渣聯合保護。
  主要特點——操作靈活;待焊接頭裝配要求低;可焊金屬材料廣;焊接生產率低;焊縫質量依賴性強(依賴于焊工的操作技能及現場發揮)。
  應用——廣泛用于造船、鍋爐及壓力容器、機械制造、建筑結構、化工設備等制造維修行業中。適用于(上述行業中)各種金屬材料、各種厚度、各種結構形狀的焊接。
  2、埋弧焊(自動焊):
  原理——電弧在焊劑層下燃燒。利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產生的熱量,熔化焊絲、焊劑和母材(焊件)而形成焊縫。屬渣保護。
  主要特點——焊接生產率高;焊縫質量好;焊接成本低;勞動條件好;難以在空間位置施焊;對焊件裝配質量要求高;不適合焊接薄板(焊接電流小于100A時,電弧穩定性不好)和短焊縫。
  應用——廣泛用于造船、鍋爐、橋梁、起重機械及冶金機械制造業中。凡是焊縫可以保持在水平位置或傾斜角不大的焊件,均可用埋弧焊。板厚需大于5毫米(防燒穿)。焊接碳素結構鋼、低合金結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、復合鋼材等。
  3、二氧化碳氣體保護焊(自動或半自動焊):
  原理:利用二氧化碳作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。屬氣保護。
  主要特點——焊接生產率高;焊接成本低;焊接變形小(電弧加熱集中);焊接質量高;操作簡單;飛濺率大;很難用交流電源焊接;抗風能力差;不能焊接易氧化的有色金屬。
  應用——主要焊接低碳鋼及低合金鋼。適于各種厚度。廣泛用于汽車制造、機車和車輛制造、化工機械、農業機械、礦山機械等部門。
  4、MIG/MAG焊(熔化極惰性氣體/活性氣體保護焊):
  MIG焊原理——采用惰性氣體作為保護氣,使用焊絲作為熔化電極的一種電弧焊方法。
  保護氣通常是氬氣或氦氣或它們的混合氣。MIG用惰性氣體,MAG在惰性氣體中加入少量活性氣體,如氧氣、二氧化碳氣等。
  主要特點——焊接質量好;焊接生產率高;無脫氧去氫反應(易形成焊接缺陷,對焊接材料表面清理要求特別嚴格);抗風能力差;焊接設備復雜。
  應用——幾乎能焊所有的金屬材料,主要用于有色金屬及其合金,不銹鋼及某些合金鋼(太貴)的焊接。最薄厚度約為1毫米,大厚度基本不受限制。
  5、TIG焊(鎢極惰性氣體保護焊)
  原理——在惰性氣體保護下,利用鎢極與焊件間產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(也可不加填充焊絲),形成焊縫的焊接方法。焊接過程中電極不熔化。
  主要特點——適應能力強(電弧穩定,不會產生飛濺);焊接生產率低(鎢極承載電流能力較差(防鎢極熔化和蒸發,防焊縫夾鎢));生產成本較高。
  應用——幾乎可焊所有金屬材料,常用于不銹鋼,高溫合金,鋁、鎂、鈦及其合金,難熔活潑金屬(鋯、鉭、鉬、鈮等)和異鐘金屬的焊接。焊接厚度一般在6毫米以下的焊件,或厚件的打底焊。利用小角度坡口(窄坡口技術)可以實現90mm以上厚度的窄間隙TIG自動焊。
  6、等離子弧焊
  原理——借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用,獲得高能量密度的 等離子弧進行焊接的方法。
  主要特點(與氬弧焊比)——⑴能量集中、溫度高,對大多數金屬在一定厚度范圍內都能獲得小孔效應,可以得到充分熔透、反面成形均勻的焊縫。⑵電弧挺度好,等離子弧基本是圓柱形,弧長變化對焊件上的加熱面積和電流密度影響比較小。所以,等離子弧焊的弧長變化對焊縫成形的影響不明顯。⑶焊接速度比氬弧焊快。⑷能夠焊接更細、更薄加工件。⑷設備復雜,費用較高。
  應用
  ⑴穿透型(小孔型)等離子弧焊:利用等離子弧直徑小、溫度高、能量密度大、穿透力強的特點,在適當的工藝參數條件下(較大的焊接電流100A~500A),將焊件完全熔透,并在等離子流力作用下,形成一個穿透焊件的小孔,并從焊件的背面噴出部分等離子弧的等離子弧焊接方法。可單面焊雙面成形,最適于焊接3~8毫米不銹鋼,12毫米以下鈦合金,2~6毫米低碳鋼或低合金結構鋼以及銅、黃銅、鎳及鎳合金的對接焊。(板太厚,受等離子弧能量密度的限制,形成小孔困難;板太薄,小孔不能被液態金屬完全封閉,固不能實現小孔焊接法。)
  ⑵熔透型(溶入型)等離子弧焊:采用較小的焊接電流(30A~100A)和較低的等離子氣體流量,采用混合型等離子弧焊接的方法。不形成小孔效應。主要用于薄板(0.5~2.5毫米以下)的焊接、多層焊封底焊道以后各層的焊接及角焊縫的焊接。
  ⑶微束等離子弧:焊接電流在30A以下的等離子弧焊。噴嘴直徑很小(Φ0.5~Φ1.5毫米),得到針狀細小的等離子弧。主要用于焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。
  焊接溫度控制
  熔池溫度,直接影響焊接質量,熔池溫度高、熔池較大、鐵水流動性好,易于熔合,但過高時,鐵水易下淌,單面焊雙面成形的背面易燒穿,形成焊瘤,成形也難控制,且接頭塑性下降,彎曲易開裂。熔池溫度低時,熔池較小,鐵水較暗,流動性差,易產生未焊透,未熔合,夾渣等缺陷。
  熔池溫度與焊接電流、焊條直徑、焊條角度、電弧燃燒時間等有著密切關系,針對有關因素采取以下措施來控制熔池溫度。
  直徑
  1、焊接電流與焊條直徑:根據焊縫空間位置、焊接層次來選用焊接電流和焊條直徑,開焊時,選用的焊接電流和焊條直徑較大,立、橫仰位較小。如12mm平板對接平焊的封底層選用φ3.2mm的焊條,焊接電流:80-85A,填充,蓋面層選用φ4.0mm的焊條,焊接電流:165-175A,合理選擇焊接電流與焊條直徑,易于控制熔池溫度,是焊縫成形的基礎。
  方法
  2、運條方法,圓圈形運條熔池溫度高于月牙形運條溫度,月牙形運條溫度又高于鋸齒形運條的熔池溫度,在12mm平焊封底層,采用鋸齒形運條,并且用擺動的幅度和在坡口兩側的停頓,有效的控制了熔池溫度,使熔孔大小基本一致,坡口根部未形成焊瘤和燒穿的機率有所下降,未焊透有所改善,使乎板對接平焊的單面焊接雙面成形不再是難點。
  角度
  3、焊條角度,焊條與焊接方向的夾角在90度時,電弧集中,熔池溫度高,夾角小,電弧分散,熔池溫度較低,如12mm平焊封底層,焊條角度:50-70度,使熔池溫度有所下降,避免了背面產生焊瘤或起高。又如,在12mm板立焊封底層換焊條后,接頭時采用90-95度的焊條角度,使熔池溫度迅速提高,熔孔能夠順利打開,背面成形較平整,有效地控制了接頭點內凹的現象。
  時間
  4、電弧燃燒時間,φ57×3.5管子的水平固定和垂直固定焊的實習教學中,采用斷弧法施焊,封底層焊接時,斷弧的頻率和電弧燃燒時間直接影響著熔池溫度,由于管壁較薄,電弧熱量的承受能力有限,如果放慢斷弧頻率來降低熔池溫度,易產生縮孔,所以,只能用電弧燃燒時間來控制熔池溫度,如果熔池溫度過高,熔孔較大時,可減少電弧燃燒時間,使熔池溫度降低,這時,熔孔變小,管子內部成形高度適中,避免管子內部焊縫超高或產生焊瘤。

       德州樂瀚焊材有限公司主要生產經營高強碳鋼焊絲、二氧化碳氣體保護焊絲、埋弧焊絲、氬弧焊絲、不銹鋼焊絲等焊材產品,樂瀚”焊材是國內第一家引入豐田管理的焊材企業,“持續改善、以質取勝”的經營方式,在焊材行業立于領航地位。

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