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关键词:焊接工艺;探索;实践
前言
机械制造的发展与进步,与焊接工艺的改进与升级是分不开的。基于传统焊接工艺,根据机械制造的具体需要,以保证产品质量为前提,进行焊接新工艺的开发与升级。当前的机械制造生产当中,新型焊接工艺得以开发和利用,极大的提升了机械制造产品的质量。随着机械制造业的发展,焊接工艺正在深入的探索和实践当中。
1焊接工艺的应用
1.1主要的焊接工艺
焊接工艺在多个领域行业都有着广泛的应用,主要应用于机械制造领域当中。根据实际的应用需要,焊接工艺的类型也在不断的扩展,其功能也越发的完善。当前,气体保护焊、压力焊、手工电弧焊以及钎焊是应用是最为普遍的几种焊接工艺类型。气体保护焊接是利用二氧化碳、氩气等作为保护气体,由喷嘴喷出,以达到隔开空气的效果,进而将保护部位与焊接部位焊接在一起;压力焊接是在施加一定压力的基础上进行焊接操作,摩擦焊接以及电阻焊接都是压力焊接的主要形式,也是最常见的压力焊接形式,在机械制造当中得以有效的应用;作为日常生产生活当中普遍应用的焊接方式,手工电弧焊以链条焊接的方式来加固机械零部件,操作起来简单便捷;在钎焊过程中,需要事先进行高温加热处理。一般进行钎焊的机械部件,焊接的材料的熔点要高于钎料的熔点,这就需要对于钎焊过程中的温度予以有效把握,能够保持在钎料和焊接材料熔点的中间值。钎料熔化后能够有效润湿焊接材料,有效完成焊接流程[1]。
1.2保证高质量的焊接效果
焊接工艺的有效应用,除了保证先进的焊接技术之外,还需要保证焊接的质量,并予以有效的控制。在焊接的过程中,对于关键点予以有效把握,控制好焊接的“度”,以达到良好的焊接效果。在进行焊接操作的过程中,必须严格按照规范和标准进行操作。焊接是焊料经过加热、熔化、再结晶的过程,将相关材料紧密结合在一起。在焊接过程中,焊料熔化后的温度很高,如果操作不规范,很容易发生危险。进行焊接操作的过程中,要具有安全和质量意识,设备调试、工件和焊料准备等工作必须落实到位,做到精确细致,明确操作流程,进行规范化操作,以保证焊接的安全性,焊接的质量也自然得到保证。焊接材料的质量以及焊接设备的性能也是十分关键的,焊接的环境、工艺选择都要一一明确。根据焊接的具体要求和产品的特点,保证高质量的焊接效果[2]。
2焊接工艺的发展与探索
随着机械制造业的发展。对于机械制造产品的质量提出了更高的要求。焊接在传统焊接工艺技术的基础上,有效的改进和升级,充分满足当前机械制造的要求,焊接工艺的功能更加完善,焊接质量也显著得以提升。许多焊接新工艺得以开发和利用,比如反变形焊接工艺、低温焊接工艺以及振动时效。
2.1反变形
反变形工艺主要针对机械焊接当中经常面临的情况,也就是变形。钢铁结构的材料在进行焊接的过程中,受到高温的影响,会发生一定程度的变形,在很大程度上影响着焊接的质量。反变形工艺的应用,则妥善解决了焊接变形的问题。在焊接之前,通过对焊接结构施加反向的变形,然后在焊接过程中,变形力与反变形了力相互抵消,最终趋近与零,能够有效保证焊接的质量,有效解决了变形的影响。该过程中,需要对板厚、热源等条件进行综合考虑,寻找焊接结构的弹性变形规律,科学、合理的应用反变形焊接工艺,以达到良好的焊接效果。
2.2低温焊接
低温焊接是为了改善由于失效事故以及缺口效应而导致钢结构脆断的情况,保证在环境温度变化的情况下,对焊接的质量不会造成影响。做好预热和后热的准备工作,对焊缝金属的相关性能予以调整,提升其强韧性。对于焊接区的冷却速度予以控制,参考焊接结构的物理化学性质以及冷却条件,保证预热区域的受热均匀,采取紧急保温缓冷,做好焊后处理工作,避免焊接处出现裂缝。
2.3振动时效
振动时效焊接工艺通过外力振动,进而在工件当中产生一定的周期性作用力,并予以有效的叠加。当周期性作用力逐渐产生粘性力变化时,能够有效控制工件的变形,进而保证焊接的质量。降低共振频率、选择合适的振型和激振频率,都是提升振动时效焊接工艺质量的有效途径[3]。
3结论
在机械制造业当中,焊接工艺的技术水平起到关键性的作用。为了提升机械焊接的工艺技术水平,保证机械焊接的安全可靠,需要在实践当中不断进行探索,进而开发焊接工艺新技术,在很大程度上推动了机械制造业的发展进步,提升产品质量,以更好的服务于社会生产生活当中。
参考文献:
[1]谭鑫.机械焊接工艺探索与实践[J].科技资讯,2015,03:99.
[2]唐闯.论析机械焊接工艺探索与实践[J].化工管理,2015,18:166.
[关键词]传统焊接;水下焊接
中图分类号:T856 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)43-0266-01
随着现代工业的发展,对结构和材料的要求越来越高,如造船和海洋工程要求解决大面积拼板、大型立体框架结构自动焊及各种低合金高强钢的焊接问题;石油化学工业要求解决各种耐低温及耐各种腐蚀性介质压力容器的焊接问题;航空航天工业中要求解决铝、钛等轻合金结构的焊接问题;重型机械工业中要求解决大截面构件的拼接问题;电子及精密仪表制造工业要求解决微精密焊件的焊接问题。因此,优质、高效、节能的现代焊接技术正逐步取代能耗大、效率低和工作环境差的传统焊条电弧焊焊接工艺,焊接技术结构性的转变必将对装备制造业技术水平与生产能力的提升发挥更加重要的作用。
1.传统焊接工艺简介
传统上焊接更多地被认为是一种技艺而不是技术性很强的制造方法。很多传统焊接方法严重依赖于操作人员的熟练程度,还有很多传统焊接方法相对生产成本较高而且工艺重复性很差。但事实上,虽然焊接过程可能是一个多物理场耦合的复杂过程,国际上仍然开展了大量的高水平研究,人们对焊接过程中的很多基本物理现象有了更深入的了解,这些研究为焊接工艺技术的飞速发展提供了科学基础。金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
(1)熔焊熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如在钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
(2)压焊是在低于被焊金属熔点的温度下,不添加填充金属,施加一定的压力,使接头产生必要的塑性变形,实现焊接的方法。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
(3)钎焊钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
2.新型焊接工艺――水下焊接
水下焊接由于水的存在,使焊接过程变得更加复杂,并且会出现各种各样陆地焊接所未遇到的问题。由于水对光线的吸收、反射及折射作用,使光线在水中传播的距离显著缩短,水下电弧的能见度非常低,加上电弧周围产生的气泡影响,严重妨碍了潜水焊工技术的正常发挥。另外,水的热传导系数较高,约为空气的20倍左右。在湿法焊接时,往往易出现高硬度的淬硬组织。因此,水下焊缝含氢量一般都较高,容易引起氢脆或诸如白点及冷裂纹等缺陷。
水下焊接有干法、湿法和局部干法三种。
(1)干法焊接
干法焊接是指把包括焊接部位在内的一个较大范围内的水人为地排开,使潜水焊工能在一个干的气相环境中进行焊接的方法,即焊工在水下一个大型干式气室中焊接。这种方法多用于深水,需要预热或焊后热处理的材料,或质量要求很高的结构的焊接。与湿法和局部干法焊接相比,干法焊接安全性最好,但使用局限性很大,应用不普遍。
(2)湿法焊接
湿法焊接是焊工在水下直接施焊,而不是人为地将焊接区周围的水排开的水下焊接方法。电弧在水下燃烧与埋弧焊相似,是在气泡中燃烧的。焊条燃烧时焊条上的涂料形成套筒使气泡稳定存在,因而使电弧稳定,如图8-1所示。要使焊条在水下稳定燃烧,必须在焊条芯上涂一层一定厚度的涂药,并用石蜡或其他防水物质浸渍的方法,使焊条具有防水性。气泡由氢、氧、水蒸气和由焊条药皮燃烧产生的气泡;浑浊的烟雾生的其他氧化物。为克服水的冷却和压力作用造成的引弧及稳弧困难,其引弧电压要高于大气中的引弧电压,其电流较大气中焊接电流大15%~20%。水下湿法焊接与干法和局部干法焊接相比,应用最多,但安全性最差。由于水具有导电性,因此防触电成为湿法焊接的主要安全问题之一。
(3)局部干法焊接
局部干法焊接是用气体把正在焊接的局部区域的水人为地排开,形成一个较小的气相区,使电弧在其中稳定燃烧的焊接法。由于它降低了水的有害影响,使焊接接头质量比湿法焊接得到明显改善。与干法焊接相比,无需大型昂贵的排水气室,适应性明显增大。它综合了湿法和干法两者的优点,是一种较先进的水下焊接方法,也是当前水下焊接研究的重点与方向。
3.未来发展趋势
未来水下焊接技术主要朝着智能化和自动化方面发展。自动化体现在轨道焊接系统和水下焊接机器人系统,焊接过程自动监控,焊接质量好,节省工时,而且减轻潜水员的工作强度是目前的发展方向。自动化的应用时遥控焊接,可以突破潜水焊工所能达到的水深限制。目前较为成熟的是轨道焊接系统。它采用模块结构,维护简单。但轨道焊接受安装和维护的限制,水深不超过600 m。最近快速发展的水下焊接机器人系统具有更大的灵活性,在高压干法焊接下,可进行GTWA、GMAW 及FCAW 焊接,在水深1100 m 仍能得到满意的焊接质量。水下爬壁焊接机器人系统在激光装置的引导下可更加灵活地实现焊缝和缺陷的检测与控制,并有利于焊接质量的提高。由于水深的影响,送丝系统是水下焊接的一个难点,一种新型高可靠性的水下翻转和送丝反馈系统已经得到应用。
4.总结
未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
【关键词】焊接工艺 高强钢 压力钢管 母材
金属的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性,主要是指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度,包括两方面内容:结合性能(在一定的焊接工艺条件下,一定的金属形成焊接缺陷的敏感性)和使用性能(在一定的焊接工艺条件下,一定金属的焊接接头对使用要求的适应性)。影响材料焊接性的好坏主要决定于材料的化学成分,并与结构的复杂性、刚性、焊接法、采用的焊接材料、焊接工艺条件及结构的使用条件有密切的关系。具体说,焊接就是由材料、人员、焊接工艺、配套热处理工艺、质检及焊补等构成的一门系统科学。
1、高强钢自身因素分析
材料因素包括焊件本身和使用的焊接材料,在焊接时都参与熔池或半熔化区内的冶金过程,直接影响焊接质量。母材或焊接材料选用不当时,会造成焊接金属化学成分不合格,机械性能和其他使用性能降低,还会出现气孔,裂纹等缺陷,使结合性能变差。因而正确选用焊件和焊接材料是保证焊接性良好的重要基础,必须十分重视。
高强钢焊接性通常出现两方面的问题:一是焊接引起的各种焊接缺陷,主要是各类裂纹问题。高强钢焊接产生的裂纹一般是焊接热裂纹和焊接延迟性冷裂纹。二是焊接时材料性能的变化,主要是热、影响区及焊缝组织发生变化。
2、气孔
原因分析:
1.焊条或焊丝受潮,特别是低氢型焊条受潮极易产生气孔,低氢型焊条前端引弧剂脱落;
2.断弧时焊丝离开熔池过快,熔池缺少气体保护,出现弧坑气孔;
3.重新起弧时,未进行有效的打磨处理和在断弧前的焊道处起弧焊接;
4.现场风力较大,防风措施不到位;
5.焊口有污物、结露或有潮气;
6.焊条偏弧或电弧过长;
7.焊接手法不够熟练。
防治措施:
1.焊条或焊丝应保持干燥,低氢型焊条按要求烘干,限量领取和保温桶存放,当日用不完的焊条需重新烘干,低氢型焊条必须保证引弧剂完好,装卸时轻拿轻放避免引弧剂脱落和药皮受损;
2.断弧时,焊条应在断弧处作短暂停留或作回焊运条,以控制不良气体的进入;
3.重新起弧时,对弧坑有缺陷部位采用砂轮打磨处理,打磨到原断弧处,在断弧前的焊道处起弧焊接,且能够完全覆盖断弧时焊道部位;
4.防风措施要到位,低氢型焊条对风极其敏感,更要严格防风,采用超短弧焊接,无防风措施不能焊接作业,经验证明二级风以下同样可能出气孔;
5.管口必须保持清洁干燥,不得有铁锈、油污、杂质等;
6.焊条偏弧时,应断弧更换焊条和打磨处理;
7.焊工的焊接手法不熟练应加强针对性练习,尽快掌握控制缺陷的能力。
3、裂纹
原因分析:
1.施工方法不当,管子处于受力状态,或长距离悬空,在焊接收弧点(或应力集中处)容易出现应力裂纹;
2.焊接方法不当,局部反复焊接打磨导致母材晶体组织改变,硬度(脆性)增加,塑性下降;
3.在根焊过程中,过早撤离对口器,熔池中铁水未来得及完全凝固,在焊接收弧处易产生裂纹;
4.错边量大造成焊缝中心线偏移,形成中心裂纹;
5.焊道有杂质,内对口器震动焊渣掉在焊道上,焊接时进入熔池,夹渣降低了焊缝强度,容易出现根部裂纹;
6.管材结露或焊材受潮未烘干,焊缝中扩散氢含量偏高;
防治措施:
1.组对焊接时,杜绝管线产生强制扭力,采用降低焊接应力的各种措施,严格控制焊接过程中焊口受外力影响;
2. 收弧时将弧坑填,满根焊结束后才能起吊;
3.局部不得反复施焊和打磨,杜绝工艺要求以外的打磨和焊接;
4. 尽量减小错边量,防止焊缝中心线裂纹;
5. 管材结露需加热除湿,焊材受潮必须烘干,减少焊缝熔池中的扩散氢含量。低氢焊条应严格按规定要求进行烘干,装入保温筒,随用随取,超出规定时间不允许继续使用;
6.经常清理内对口器端部胀块,清除焊渣尘垢,防止掉进焊缝进入熔池而产生缺陷,(出现翻浆,铁水熔合不好)降低了焊道强度,可用焊条端部(无药皮处)砸扁煨弯,伸进仰脸处焊口内侧划掉焊渣杂质,可避免和减少仰脸处根焊道缺陷。
4、焊接工艺要点
首先以厂家提供的焊接工艺指导书结合现场的实际情况分析拟订工艺评定的焊接工艺,再通过实验验证各项机械性能无误后编制正式焊接的工艺。
高强钢的焊接要点:
高强钢板焊接采用预热措施,预热宽度以焊缝中心线两侧各3倍板厚,且不小于100mm。须预热的焊缝在背缝清根前也须预热。预热温度测定宽度为焊缝两侧各3倍板厚范围,且不小于100mm,距焊缝中心线各50mm处对称测量,每条焊缝测量点不应少于3对。
焊接层间温度<220℃,焊接线能量控制在20-35KJ/CM。
对参加高强钢焊接的施工人员和施工管理人员进行技术交底 ,以了解高强钢的焊接特点、控制项目及控制方法。焊工按水利部要求进行培训并考核合格,持操作证书和等级证书的合格焊工上岗。
焊接注意事项:
(1)焊工要严格按照高强钢的焊接工艺评定实验指导书进行施焊。
(2)焊接检查员在施焊过程中,必须严格监测和控制预热温度、层间温度和焊接线能量,并对每条焊缝的实际施焊规范技术参数进行监控。
(3)焊接时不能在母材上引弧,应在坡口内或引弧板上引弧。
(4)工卡具的去除严禁用锤击法,应用碳弧气刨或气割在离管壁2mm以上外切除,严禁损伤母材,然后用砂轮打磨平整,并进行渗漏探伤和磁粉探伤。由于特殊原因中途停焊时,应立即进行后热保温,再次焊接时应全部进行预热后方可按原焊缝的质量要求进行焊接。
5、焊后消氢处理与热处理
消氢处理:焊后应立即进行消氢处理,温度为250—300℃,保温1h,如果焊后能及时进行热处理,可省去后热工艺,同样能达到消氢的目的。
热处理:焊后热处理能消除焊接残余应力,改善焊缝组织和力学性能,并能降低接头的含氢量,是防止延迟裂纹的主要措施之一。热处理工艺为:自由升温到300℃后,以150~180℃/h的温升速度升到740±10℃,保温50min后,以150~200℃的速度降温,降至300℃后,自由降温。热处理方法为电加热法,加热宽度为坡口两侧100mm,保温层宽度为600mm,保温层厚度为100mm。
6、焊缝质量检验
焊缝焊后,首先进行外观检查。外观检查合格后方可进行内部质量检查,内部质量无损检查在焊缝焊完后48h后进行。
如果出现了问题就要进行修补,修补时注意以下几点:
在焊缝内部超标缺陷、表面裂纹修补前,应分析其产生原因,制定切实可行的修补方案。
局部焊缝修补时预热应在修补处四周150mm范围内进行,预热温度控制在80-100℃。
焊缝缺陷修补施焊与原焊缝相同,焊接修补后要后热,后热温度与原焊缝相同。
关键词:闪光焊接;加速;无缝钢轨;质量;工艺
中图分类号:P755.1文献标识码: A 文章编号:
一、前言
当今铁路的发展正在向着高速度和大载重量的方向发展,而钢轨的接头是影响铁路提速关键之一,钢轨接头对钢轨设备、车辆的使用寿命、旅客的舒适度、能源的消耗等有影响,更关系着列车与旅客安全。在各种原因的驱动下铁路正向无缝线路发展,无缝线路没有钢轨接头,减少了列车的冲击与振动,延长了轮轨部件的使用寿命,给列车运行和行车安全带来了好处。而钢轨接头的焊接质量有直接影响着无缝线路的寿命安全,所以钢轨焊接技术是实现无缝线路铺设的技术关键。
高速铁路钢轨主线焊接中以机械化程度高闪光焊接为主,其优点是焊缝材质与母材等同,且焊机有质量监控系统,保证每个焊接头质量稳定一致。
二、焊接工艺原理
闪光焊接开始时,两个金属工件端面接触,通过端面的接触点导电,接触电阻产生的电阻热加热工件端部,当温度达到一定程度时,工件接触面的金属熔化形成液态金属层,通过外加纵向力挤出液态金属,并使高温金属产生塑性变形,获得致密的热锻组织形成对接接头。
三、焊接工艺及应注意事项
(一)焊接施工中操作流程
K922焊轨机工艺流程为:型式试验确定焊接参数焊机焊前检查测试钢轨待焊接头外观质量检查有缺陷的将缺陷部位锯切除钢轨除锈打磨钢轨焊接对轨并焊接钢轨焊后粗打磨钢轨焊后正火钢轨焊后精打磨钢轨探伤,若合格则焊接下一头,不合格锯掉重新焊接。
按照《中华人民共和国铁道行业标准 TB/T 1632.1—2005》要求进行参数调整并通过型式试验后方可以进行线路钢轨焊接。型式试验类型包括,落锤型式试验、静弯型式试验、拉伸型式试验、冲击型式试验、疲劳型式试验。
在进行型式试验时要使焊接环境尽量与实际线路上的焊接环境一致,以保证实验结果真实有效。
(二)线路闪光焊接工艺及要求
待焊钢轨要进行外观检查应满足以下规定:①焊接用热轧钢轨应符合TB/T 2344—2003的规定;焊接用热处理钢轨应符合TB/T 2635—2004的规定;焊接用客运专线以及国外生产的钢轨应符合相关订货技术条件的规定;②焊轨焊接前要进行顺直度检查,必要时要进行调直处理,使钢轨全长范围内直顺,不得有硬弯,钢轨两端1m长内不直度不得大于0.15mm;③锯切断面处的不平整度不得大于0.2mm;④钢轨表面或内部不得有裂痕、重皮、夹渣、严重偏析等缺陷。如果所用钢轨存在以上任何缺陷均需要锯切除以保证钢轨质量。锯切后钢轨的端面斜度不应大于0.8mm。
焊前设备准备
在焊接前要检查设备使用的参数是否正确。充分活动设备,并进行测试,使设备各动作正确且无卡滞现象。
轨端处理
钢轨焊前应对焊轨两端进行除锈处理。要求表面光洁,不得有锈斑,打磨深度不超过0.2mm;待焊轨待焊时间超过24h或油水沾污,必须重新打磨处理,打磨长度750mm左右。在打磨时应注意若钢轨夹持端轨腰部位有钢轨编号等凸出钢轨表面的字号,应将其打磨平,防止电极受损。如果钢轨轨腰打磨不光洁,留有锈斑或者凹凸不平会影响焊接时导电效果,影响焊接质量或者损坏焊轨机。经过试验证明,焊接2组每组5根,第一组钢轨打磨有部分锈斑存在,第二组打磨后利用钢丝刷查找未打磨光洁的部位之后进行焊接。焊接后落锤结果为:第一组一锤断三根且灰斑面积较大,甚至出现未焊合的现象;第二组没有出现一锤断的现象,且只有两根存在着细微的灰斑现象。实验证明钢轨轨腰打磨的洁净与平整是钢轨焊接质量的一个重要因素。
钢轨端面垂直度对焊接质量的影响
如果钢轨锯切后钢轨端面倾斜度过大会出现焊接起始过程中钢轨端面点接触导电,且单点接触时间过长影响焊接过程中的热量积累,甚至会出现焊接电流过小引起焊机加速前进从而形成短路的现象。焊接过程中短路会使闪光中断而破坏了焊接过程中的保护环境从而使气体和焊渣难以排除轨端影响焊接质量。试验表明焊接过程中出现短路的焊头基本不能保证质量。
对轨
将钢轨待焊端面拉至使其接触
在钢轨1000mm外将钢轨垫起,使用直尺测量,是钢轨顶面预拱度留至2mm。
调整钢轨使钢轨顶面、工作面、轨底角的错边量都在标准范围内。
焊接钢轨
检查液压油温度是否在25℃以上。
在对位完毕的钢轨上安装已涂有防溅涂料的推瘤刀,位置为距离钢轨焊接端头50mm。
拨动箱体移动开关使钢轨端面接触,测量钢轨对位是否符合标准。
将钢轨分开0.5-2mm距离使钢轨没有点接触。
按下焊接循环启动按钮,焊机开始自动焊接。
待焊接完毕后,拆除推瘤刀铲除钢轨上的挤出物。
焊接时如果液压油温过低,会影响焊轨机的动作灵敏度,严重影响焊轨机性能的稳定。所以焊轨机系统液压油的油温需要保持在适当的油温范围不宜过高或过低。
焊接过程共分为预闪光阶段、闪光1阶段、闪光2阶段、闪光3阶段、闪光4阶段、加速1阶段、加速2阶段、顶锻阶段、推凸阶段九个个阶段。其中预闪光阶段到闪光3阶段的主要作用就是加热钢轨,使钢轨成热态以便于后边的焊接过程稳定进行。加速1与加速2阶段的主要作用是使钢轨的加热出现明显的温度梯度,使顶锻阶段的顶锻力及顶锻量得到良好的控制。闪光焊接完成后,钢轨夹紧装置快速松开两钳口,焊机头内的推瘤刀立即进行推瘤,完成一个钢轨接头的焊接。
焊后粗打磨
焊后粗打磨要待钢轨温度低于200℃后才可以进行,利用钢轨打磨机具打磨钢轨焊接接头的轨顶面、侧面,打磨时不宜横向打磨焊缝,且不使钢轨表面“发蓝”。在打磨时若温度高,要暂停打磨,待温度适宜时再进行打磨。粗磨应保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要。应沿钢轨纵向打磨,钢轨打磨表面不应出现打磨灼伤。焊接接头非工作面的垂直、水平方向错边应进行纵向打磨过渡。且要做到钢轨顶面纵向中心线的垂直方向不平整度
正火处理
钢轨焊接接头需进行焊后热处理。热处理采用(氧+乙炔)火焰正火。正火的目的是细化钢轨内部晶粒,消除钢轨内应力。当钢轨焊接头温度降至500℃以下时开始火焰正火。加热器沿焊接头纵向摆动,轨头加热的表面温度不得超过950℃,轨底角加热的表面温度不低于850℃,同时要控制加热时间,温度提升不宜过快,温升过快可能形成外部温度升高速度远高于钢轨内部温升速度,从而影响正火效果。钢轨表面正火加热温度采用红外测温仪进行测量,并作好正火记录。如果温度过低则起不到正火效果,如果温度过高会在钢轨内部出现粗大晶粒,损坏钢轨性能。
焊后精打磨
焊后精打磨应使用精磨机对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行外形精整。外形精整应保证轨头轮廓形状,外形精整的长度不应超过焊缝中心线两侧各450mm限度。外形精整不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤或热损伤。不应使用外形精整的方法纠正超标的平直度偏差和超标的接头错边。对于焊接过程中形成的超限钢轨禁止采用精整的方式进行修复。
焊缝探伤检查
利用超声波探伤仪对钢轨焊缝进行探伤检查,遵循以下规定:探伤要待焊缝自然冷却到50℃以下才能进行;焊缝内部任何部位发现有未焊透、裂纹、夹渣等缺陷时,该焊头必须重焊,锯切点应距焊缝至少100mm处进行,避开热影响区。
在焊轨机上线进行焊接前要采用与线上待焊钢轨牌号、炉号、批次完全相同的钢轨进行型式实验并调整参数以检验焊轨机的性能是否符合该批次钢轨的焊接性能,只有型式实验通过后才可以进行线上正是焊接。并且在线上正式焊接中焊接参数不得进行更改。
四、施工安全注意事项
在焊轨过程中,除遵守机械本身的安全规则外,还应注意以下事项:(1)焊接时人员应避开飞溅的火花,并设防护;(2)正火区内禁止吸烟,防止氧气、乙炔泄露而爆炸。
五、结束语
在焊接过程中由于影响因素很多,由于环境原因很难保证与厂焊的环境相同,所以就要在工艺上保证质量才能够焊接出质量合格可靠地无缝钢轨。
参考文献
1、李火明(中铁十一局集团第三工程有限公司湖北十堰K920焊机固定式小型焊轨施工工法
关键词 钢结构焊缝手工电弧焊
中图分类号:TG444 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)21-0109-01
随着现代科学技术的发展,选进的焊接工艺已是日新月异,如气焊、电弧焊、电渣焊、气体保护电弧焊和埋弧自动焊等。但手工电弧焊在我厂的生产中占有非常重要的位置。我厂近年来承揽的工程任务主要为大型钢结构井架,精通装备,以及其他钢结构件的制作。钢结构的制作基本上都是以焊接的方式组合联接,在很大程度上取决于焊接质量。这不仅因为焊件本身要确保构件至关重要的焊缝质量外,还要求被焊构件的几体尺寸及联接部位的相对控制尺寸不变,焊缝热冷变形的影响而变化,这就要求施焊过程必须运用科学的工艺方法。否则就不能保证构件质量。因此,科学的掌握和应用好手工电弧焊的焊接方法对我厂加工制作具有重要的意义。本文着重对钢结构施工中的手工电弧焊接工艺进行讨论。
1 手工电弧焊概述
手工电弧焊在焊接实践中具有无可比拟的优越性,其便于操作、入手方便、设备携带较为容易,对焊接的外部条件没有特殊的要求。因为在加工制作型钢中制约的因素较多,比如焊接地形限制、焊接方式特殊、焊缝位置要求严密规范等,因此,手工电弧焊在此就可以大显身手。所以我们经常在钢结构的焊接施工中发现手工焊接的身影。
相关的技术参数:
焊接的质量受到焊接的技术参数影响,技术参数运用的正确,质量则万无一失。焊接层数、电弧电压、焊条的选择、焊接的速率、焊接的电流等是主要的焊接技术参数。焊接工作中,焊缝的形状、大小,焊接效益与焊接质量都受到焊接技术参数的影响。焊接工作技术上的一流还不够,参数的有效把握才是关键。
1)焊条。①焊条的厚度。焊条的直径大小随着焊件的厚度变化而变化,并且二者成正相关。在现实焊接过程中,我们通常参考以下数据进行焊件的厚度与焊条直径作对比。见以下对比值;②焊条的直径在相同的板厚前提下可以就焊缝位置坐直径大小选择,以不大于5 mm的直径进行立焊,以小于4 mm的直径进行衡焊与仰焊,通过直径的有效选择,熔池得到减少,避免过多金属下流;③焊接的层数。在头层的焊接中出现大直径的焊条往往会出现不可焊透的情况,这是由于太长的弧度造成的,因此根据焊体的厚度做好焊条直径的选择才是明智之选;④接头选择。焊接工作中的焊透问题不存在于T形接头与搭接接头,要想加快工作效率只能选择大直径焊条。
焊条直径选择的参考数据:
焊件厚度 ≤1.5;2;3;4-5;6-12 ;≥12
焊条直径 1.5;2;3.2;3.2-4;4-5;4-6
2)焊接的电流。焊条的直径受焊接电流影响,焊接的层数、接头形式、焊缝的方位与焊体的厚度。焊条的直径与焊接电流有以下对比关系。选择小于平焊的电流的百分之十到百分之15为横焊与立焊电流值,仰焊电流则是15%-20%,如果选择低氢型焊条,那么电流应该减小。
酸性焊条电流与直径(d)关系:
焊条直径 1.6;2;2.5;3.2;73.2
电流(安) 25-40;40-65;50-80;100-130;(35-40)d
3)配选电弧的电压。弧的长度决定了电弧的电压的大小。根据手工电弧焊分析得出,电压的高低与电弧长度成正相关。但并不是电弧的电压越高就越好,应该长短适中,且根据实际分析,比如短弧实用于低氢型焊条。
4)焊接速率。所谓的速度就是在一定时间内所做的焊接工作。焊接中要把握速度的快慢,要在焊实钢筋前提下做到不焊穿,另外,焊接的高度和焊缝密度要规定设计相符合。在较慢焊接速度下,高温在一处停留较久,长时间的缓慢前行热度扩大,使得晶粒体积增大,不易灵活的操作。另外如果遇到较为薄弱的焊接板,可轻易的被烧穿。当然,过快的移动也会因熔池的低温导致焊板间融合度不够、未焊实等情况。整个焊接工作质量受焊接速度制约。因此,应在焊接电流与焊条的质量增加上采取必要的速度保证焊接质量过关与焊接宽窄高度一致。
5)焊接的层数。多层焊情况是在高厚度的焊体下产生的,在进行多层焊接时,对于普通钢与低碳钢应该注意焊接的厚度,避免造成对焊接体的损坏。通常是以3 mm-4.5 mm的焊缝层高度来判断焊接质量的好坏。
例如:像以焊条直径的0.9倍的焊层来说,即操作方便,又可提高生产效率。因此焊接层数可近似地按如下经验公式计算;
n=δ/md,式中:n—焊接层数;δ—焊接厚度,㎜;m—经验系灵敏,一般取m=0.8~1.2;d—焊条直径,㎜。
2 低温下手工电弧焊焊接工艺
1)多层焊接技艺往往被运用于低温下的焊接,在大于10 mm的焊体上从下往上完成焊缝。要注意一条焊条应一次性焊完。若有中断,在重新施焊之前应进行仔细检查和清渣,如发现有缺陷,应进行处理,达到合格要求后,方可重新预热施焊。风、雨、雪天禁止焊接;确需焊接时,应搭设棚罩,在室内进行,焊点周围风速不得超过10 m/s。在完成焊接后,要做好保温工作,以毛巾等棉布围炉保温,减慢温度下降过程。在焊体温度比大气温度低时,可解除其他冰冷物体,如雪、雨。
2)焊前准备。如果不做事前的预热准备,焊接钢温度过低,在触不及防的焊接下质量大减。因此,预热的应该包括厚皮钢管或厚钢板。预热方法应该分析焊接地点的温度、所焊厚度。以燃烧氧乙炔来预热大于5 mm的焊体。应该以大于100 mm的预热为范围且温度50
3)焊后的保温。焊后的保温出现在低温条件下,应温差大,冷却速度快,残余应力稳定,焊体可能发生裂纹、变质与脆断情况。
3 结束语
手工电弧焊被广泛的运用与焊接工作,其具有高度的适应性与携带方便且掌握灵活,在适应变化无常的地理条件中占优势。随着技术的进步,科技的创新,新工艺的应用,会有越来越多的焊接方式被推广到广大焊接工作者手中。但我们不可否认手工电弧焊还将在未来焊接实践中发挥基础性的作用。
参考文献
[1]孔庆国,李晓川.浅谈钢结构现场手工电弧焊焊接工程的质量控制[J].世界家苑,2011(11):67.
[2]孙权.钢结构手工电弧焊焊接施工监理控制要点[J].城市建设理论研究(电子版),2013(2).
[3]赵建国,袁苏梅,边建杰,等.1Cr18Ni9Ti不锈钢管45°固定焊条电弧焊[J].焊管,2013,36(6):62-64.