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焊接操作的注意事项

2019年01月25日

  一、电弧的长度
  电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧,特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属,形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。
  二、焊接速度
  适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化,不能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度,熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间,避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快,焊接部位冷却时,收缩应力会增大,使焊缝产生裂缝。
  焊丝选用的要点
  焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件(板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等待)、成本等综合考虑。
  焊丝选用要考虑的顺序如下:
  ①根据被焊结构的钢种选择焊丝 对于碳钢及低合金高强钢,主要是按“等强匹配”的原则,选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢,主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致相似,以满足耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。
  ②根据被焊部件的质量要求(特别是冲击韧性)选择焊丝 与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关,要在确保焊接接头性能的前提下,选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
  ③根据现场焊接位置对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径,确定所使用的电流值,参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验,选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。
  焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。对于碳钢及低合金钢的焊接(特别是半自动焊),主要是根据焊接工艺性能来选择焊接方法及焊接材料。
  2、 实芯焊丝的选用
  ⑴埋弧焊焊丝
  焊丝和焊剂是埋弧焊的消耗材料,从碳素钢到高镍合金多种金属材料的焊接都可以选用焊丝和焊剂配合进行埋弧焊接.。埋弧焊焊丝的选用既要考虑焊剂成分的影响,又要考虑母材的影响。为了得到不同的焊缝成分和力学性能,可以采用一种焊剂(主要是熔炼焊剂)与几种焊丝配合,也可以采用一种焊丝与几种焊剂(主要是烧结焊剂)配合。
  高铬铸铁堆焊焊丝(HS101)
  A、 低碳钢和低合金钢用焊丝
  低碳钢和低合金钢埋弧焊常用焊丝有如下三类:
  ①低锰焊丝(如H08A)常配合高锰焊剂用于低碳钢用强度较低的低合金钢焊接。
  ②中锰焊丝(如H08MnA H10MnSi)主要用于低合金钢焊接,也可配合低锰焊剂用于低碳钢焊接。
  ③高锰焊丝(H10Mn2 H08Mn2Si)用于低合金钢焊接。
  B、低合金高强钢用焊丝
  低合金高强钢用焊丝含Mn 1%以上,含Mo 0.3%-0.8%,如H08MnMoA、H08Mn2MoA,用于强度较高的低合金高强钢焊接。此外,根据低合金高强钢的成分用使用性能要求,还可在焊丝中加入Ni、Cr、V及RE等元素,提高焊缝性能。
  强度级别590Mpa级的焊缝金属多采用Mn- Mo系焊丝,如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2Mo等。
  C、不锈钢用焊丝
  不锈钢焊接时,采用的焊丝成分要与被焊接的不锈钢成分基本一致。焊接铬不锈钢时可采用H0Cr14 H1Cr13 H1Cr17等焊丝,焊接铬镍不锈钢时,可采用H0Cr19Ni9 H0Cr19Ni9Ti等焊丝;焊接超低碳不锈钢时,应采用相应的超低碳焊丝,如H00Cr19Ni9等。焊剂可采用熔炼型或烧结型,要求焊剂的氧化性要小,以减少合金元素的烧损。
  D.焊条(电焊)
  1焊条型号J422
  J422是钛钙型药皮的碳钢焊条。交直流两用,可进行全位置焊接。具有优良的焊接工艺性能及良好的力学性能;电弧稳定,飞溅小,脱渣易,再引弧容易;焊缝成型美观,焊波可宽、可窄、可薄、可厚,焊接轻松,效率高。
  用途:用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低的低合金钢结构,如Q235、09MnV、09Mn2等。
  焊接质量标准
  1、焊接质量 GB6416-1986 影响钢熔化焊接头质量的技术因素
  2、焊接质量 GB6417-1986 金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明
  3、焊接质量 TJ12.1-1981 建筑机械焊接质量规定
  4、焊接质量 JB/ZQ3679 焊接部位的质量
  5、焊接质量 JB/ZQ3680 焊缝外观质量
  6、焊接质量 CB999-1982 船体焊缝表面质量检验方法
  7、焊接质量 JB3223-1983 焊条质量管理规程
  8、2005年废止的焊接标准 GB/T 12469-1990 焊接质量保证 钢熔化焊接头的要求和缺陷分级
  焊接种类
  1、焊条电弧焊:
  原理——用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧,使焊条和焊件熔化,从而获得牢固的焊接接头。属气-渣联合保护。
  主要特点——操作灵活;待焊接头装配要求低;可焊金属材料广;焊接生产率低;焊缝质量依赖性强(依赖于焊工的操作技能及现场发挥)。
  应用——广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。适用于(上述行业中)各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。
  2、埋弧焊(自动焊):
  原理——电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量,熔化焊丝、焊剂和母材(焊件)而形成焊缝。属渣保护。
  主要特点——焊接生产率高;焊缝质量好;焊接成本低;劳动条件好;难以在空间位置施焊;对焊件装配质量要求高;不适合焊接薄板(焊接电流小于100A时,电弧稳定性不好)和短焊缝。
  应用——广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件,均可用埋弧焊。板厚需大于5毫米(防烧穿)。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。
  3、二氧化碳气体保护焊(自动或半自动焊):
  原理:利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。属气保护。
  主要特点——焊接生产率高;焊接成本低;焊接变形小(电弧加热集中);焊接质量高;操作简单;飞溅率大;很难用交流电源焊接;抗风能力差;不能焊接易氧化的有色金属。
  应用——主要焊接低碳钢及低合金钢。适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。
  4、MIG/MAG焊(熔化极惰性气体/活性气体保护焊):
  MIG焊原理——采用惰性气体作为保护气,使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。
  保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。MIG用惰性气体,MAG在惰性气体中加入少量活性气体,如氧气、二氧化碳气等。
  主要特点——焊接质量好;焊接生产率高;无脱氧去氢反应(易形成焊接缺陷,对焊接材料表面清理要求特别严格);抗风能力差;焊接设备复杂。
  应用——几乎能焊所有的金属材料,主要用于有色金属及其合金,不锈钢及某些合金钢(太贵)的焊接。最薄厚度约为1毫米,大厚度基本不受限制。
  5、TIG焊(钨极惰性气体保护焊)
  原理——在惰性气体保护下,利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(也可不加填充焊丝),形成焊缝的焊接方法。焊接过程中电极不熔化。
  主要特点——适应能力强(电弧稳定,不会产生飞溅);焊接生产率低(钨极承载电流能力较差(防钨极熔化和蒸发,防焊缝夹钨));生产成本较高。
  应用——几乎可焊所有金属材料,常用于不锈钢,高温合金,铝、镁、钛及其合金,难熔活泼金属(锆、钽、钼、铌等)和异钟金属的焊接。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(窄坡口技术)可以实现90mm以上厚度的窄间隙TIG自动焊。
  6、等离子弧焊
  原理——借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法。
  主要特点(与氩弧焊比)——⑴能量集中、温度高,对大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应,可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。⑵电弧挺度好,等离子弧基本是圆柱形,弧长变化对焊件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以,等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显。⑶焊接速度比氩弧焊快。⑷能够焊接更细、更薄加工件。⑷设备复杂,费用较高。
  应用
  ⑴穿透型(小孔型)等离子弧焊:利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点,在适当的工艺参数条件下(较大的焊接电流100A~500A),将焊件完全熔透,并在等离子流力作用下,形成一个穿透焊件的小孔,并从焊件的背面喷出部分等离子弧的等离子弧焊接方法。可单面焊双面成形,最适于焊接3~8毫米不锈钢,12毫米以下钛合金,2~6毫米低碳钢或低合金结构钢以及铜、黄铜、镍及镍合金的对接焊。(板太厚,受等离子弧能量密度的限制,形成小孔困难;板太薄,小孔不能被液态金属完全封闭,固不能实现小孔焊接法。)
  ⑵熔透型(溶入型)等离子弧焊:采用较小的焊接电流(30A~100A)和较低的等离子气体流量,采用混合型等离子弧焊接的方法。不形成小孔效应。主要用于薄板(0.5~2.5毫米以下)的焊接、多层焊封底焊道以后各层的焊接及角焊缝的焊接。
  ⑶微束等离子弧:焊接电流在30A以下的等离子弧焊。喷嘴直径很小(Φ0.5~Φ1.5毫米),得到针状细小的等离子弧。主要用于焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。
  焊接温度控制
  熔池温度,直接影响焊接质量,熔池温度高、熔池较大、铁水流动性好,易于熔合,但过高时,铁水易下淌,单面焊双面成形的背面易烧穿,形成焊瘤,成形也难控制,且接头塑性下降,弯曲易开裂。熔池温度低时,熔池较小,铁水较暗,流动性差,易产生未焊透,未熔合,夹渣等缺陷。
  熔池温度与焊接电流、焊条直径、焊条角度、电弧燃烧时间等有着密切关系,针对有关因素采取以下措施来控制熔池温度。
  直径
  1、焊接电流与焊条直径:根据焊缝空间位置、焊接层次来选用焊接电流和焊条直径,开焊时,选用的焊接电流和焊条直径较大,立、横仰位较小。如12mm平板对接平焊的封底层选用φ3.2mm的焊条,焊接电流:80-85A,填充,盖面层选用φ4.0mm的焊条,焊接电流:165-175A,合理选择焊接电流与焊条直径,易于控制熔池温度,是焊缝成形的基础。
  方法
  2、运条方法,圆圈形运条熔池温度高于月牙形运条温度,月牙形运条温度又高于锯齿形运条的熔池温度,在12mm平焊封底层,采用锯齿形运条,并且用摆动的幅度和在坡口两侧的停顿,有效的控制了熔池温度,使熔孔大小基本一致,坡口根部未形成焊瘤和烧穿的机率有所下降,未焊透有所改善,使乎板对接平焊的单面焊接双面成形不再是难点。
  角度
  3、焊条角度,焊条与焊接方向的夹角在90度时,电弧集中,熔池温度高,夹角小,电弧分散,熔池温度较低,如12mm平焊封底层,焊条角度:50-70度,使熔池温度有所下降,避免了背面产生焊瘤或起高。又如,在12mm板立焊封底层换焊条后,接头时采用90-95度的焊条角度,使熔池温度迅速提高,熔孔能够顺利打开,背面成形较平整,有效地控制了接头点内凹的现象。
  时间
  4、电弧燃烧时间,φ57×3.5管子的水平固定和垂直固定焊的实习教学中,采用断弧法施焊,封底层焊接时,断弧的频率和电弧燃烧时间直接影响着熔池温度,由于管壁较薄,电弧热量的承受能力有限,如果放慢断弧频率来降低熔池温度,易产生缩孔,所以,只能用电弧燃烧时间来控制熔池温度,如果熔池温度过高,熔孔较大时,可减少电弧燃烧时间,使熔池温度降低,这时,熔孔变小,管子内部成形高度适中,避免管子内部焊缝超高或产生焊瘤。

       德州乐瀚焊材有限公司主要生产经营高强碳钢焊丝、二氧化碳气体保护焊丝、埋弧焊丝、氩弧焊丝、不锈钢焊丝等焊材产品,乐瀚”焊材是国内第一家引入丰田管理的焊材企业,“持续改善、以质取胜”的经营方式,在焊材行业立于领航地位。

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