前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇焊接方法范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1、焊前将焊条放在烘干箱里烘干,烘箱的温度应调为350摄氏度,一小时后降至150度左右;
2、采用直流反接进行焊接;
3、焊前要对焊件要去除油污,铁锈水分等杂质。否则容易出现气孔等焊接缺陷;
4、焊接时电流可根据焊接位置调节大小,焊接短弧时电流不可过大;
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。
4、MIG/MAG焊(熔化极惰性气体/活性气体保护焊):
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。
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。
6、等离子弧焊:
一、前言
在大连石化公司新建的27万吨/年硫磺回收联合装置项目中,我公司承揽其中酸性水汽提、溶剂再生和液流存储单元设备安装工程的建设任务。其中再生塔(C-2201Ⅰ/Ⅱ)、主汽提塔(C-2301Ⅰ/Ⅱ)四台设备为复合钢板材质(20R+00CR19NI10),由于设备本身体积、重量、安装高度无法实现整体运输和整体安装,需分筒节到货,现场进行设备安装、焊接。
二、焊接特性分析
复合钢板(20R+00CR19NI10)属奥氏体复合钢板,复合钢板的化学成分和力学性能比较复杂。不锈钢复合钢板的基层和复层在化学成分和力学性能等方面有较大的差异,其所使用的焊接材料也同样存在较大的差异。因此,焊接时稀释作用强烈,使得焊缝中奥氏体形成元素减少,含碳量增多,增大结晶裂纹的倾向,焊接熔合区可能出现马氏体组织,而造成硬度、脆性增加;同时由于基层与复层的含Cr量差别较大,促使碳向复层迁移扩散,而在其交界处焊缝金属区域形成增碳层和脱碳层,加剧熔合区的脆化或另一侧热影响区的软化。为有效地防止稀释和碳迁移,要在基层和复层之间加一“隔离层”即过渡层。过渡层材料的选择是否正确,工艺是否得当,直接影响着焊接工作的成败。因此可以说,复合钢板容器组对安装的关键是焊接问题,而焊接工作的关键又是过渡层的焊接。
三、焊接工艺
1.焊接方法
1.1为了保证了复合钢板(20R+00CR19NI10)原有的综合性能,应对基层、过渡层和复层分别进行焊接。
1.2由于主汽提塔C-2301Ⅰ/Ⅱ直径较小,为φ2400mm。故基层、过渡层、复层均采用焊条手工电弧焊。
2.焊缝坡口形式
坡口开在复层侧,同时预先去除部分复层材料,使基层与复层完全分开,可避免在焊基层时可能会熔掉复层材料的弊端,从结构上保证焊接质量。焊接时应注意以下几点:(1)遵循先焊基层,再焊过渡层,最后焊复层的焊接顺序。(2)过渡层焊接应采用小直径焊条,并采用小参数反极性进行直道焊,以降低基层对过渡层焊缝的稀释作用。
3.焊接材料的选择
3.1基层的焊接材料选用J427焊条;
3.2过渡层的焊接材料选用A302焊条,以保证补充基层对复层造成的稀释,同时为更好地保证焊接接头的防腐蚀的要求。
3.3复层的焊接材料选用A002焊条,材料应保证熔敷金属的主要合金元素含量不低于复层母材标准规定的下限值。
4.焊接施工
4.1焊接前准备。 a. 组对时应以复层为基准对齐,错边量为不大于1.5mm,不允许采用打磨复层金属的方法来减小错边量。定位焊一定要焊在基层金属上,不允许用不锈钢焊条在基层上定位焊。 b. 焊前应清理坡口及其两侧内外表面20mm范围内的水、油、锈及渣等污物。
4.2按焊接工艺评定确定的焊接工艺参数,选用培训合格的焊工进行焊接施工,并采取相应的技术措施。
4.3基层的焊接用焊条J427Φ3.2打底, 打底时一定要控制焊接线能量, 打底焊道不得触及和熔化复层金属;打底完成后用焊条J427Φ4.0填充、盖面。
4.4过渡层即基层距复合界面 2mm 和复层距复合界面 1mm 之间部分。过渡层焊接时,在保证熔合良好的前提下,尽量减少基材金属的熔入量,即降低熔化比。为此,应采用较小直径的焊条或焊丝及较小的焊接线能量,多焊道焊接。
4.5焊接复层前,必须将过渡层焊缝表面和坡口边缘清理干净。复层焊缝表面应尽可能与复材表面保证平整光滑。 对接焊缝的余高应不大于 1.5mm。 注意事项: a. 严格按照图纸、焊接工艺和相关标准施焊。b. 筒体组对以覆层为基准,防止覆层错边量超标。要求纵缝错边量不大于1 mm,环缝 错边量不大于1.5 mm。c. 施焊前,在坡口内及两侧各150mm范围内刷涂防飞溅防污剂,焊缝要用酸洗膏进行酸洗钝化,最后用清水擦洗干净。
5.焊接实施和注意事项
5.1焊接时,严格按评定合格的焊接工艺进行。
5.2焊接基层时不得熔化复层,复层金属熔入基层焊缝会产生焊接裂纹,且焊接基层时不得将基层金属沉积在复层上。
5.3基层钢板侧尽量选用抗裂性能较强的碱性焊条。
5.4合理选择过渡层的焊接材料,过渡层的填充金属必须能允许基层的防污剂。
5.5为减小基层对过渡层的稀释,过渡层焊接应尽量选用小直径焊条,采用小电流、快速焊。
5.6过渡层的焊接采用反极性、直线运条和多道焊。
5.7为0.5~1.5mm。
5.8为防止重复加热使焊缝的抗蚀性能降低,复层焊缝应在最后焊接。
5.9复层的焊接应采用多道焊,层间温度控制在60℃以下。
5.10壳体复层焊缝表面应磨平,余高控制在0.5mm以下。
5.11合理制定T形焊接接头处基层与过渡层焊缝焊接程序,即为避免纵缝端部的过渡层焊缝熔入环向基层焊缝中,要求纵缝两端部附近的过渡层和复层焊缝,必须在环向基层焊缝焊完后再焊接。
5.12不锈钢接管与复合钢板壳体的焊接,应先用过渡层焊A302填满坡口,最后用A002进行复层焊接。
5.13点固焊仅应在基层金属坡口内进行,复层金属上不得焊接任何临时性工卡具,点固焊的焊道长度应在30~50mm,焊道应有足够的强度,点固焊焊接宜采用回焊法,使引弧和熄弧均在焊道内。
6.检验
6.1在基层焊接完毕之后,过渡层与复层焊接之前,对基层进行射线探伤检查。发现超 标缺陷,立即进行返修。返修完毕并经射线探伤检查合格后,将复层侧的基层焊缝表面 打磨平整,再经过100%渗透探伤检查合格后,方可焊接过渡层和复层。
6.2过渡层和复层 焊接完毕后,再进行100%渗透探伤检查。
6.3设备制造完毕后,按设计要求进行壳程的水压试验。
6.4设备试压用水的氯离子浓度测试,不大于25mg/L为合格。
四、焊接难点及解决方案
1.焊接基层时,由于板厚较大,焊接接头承受有较大的拘束应力;在焊接热循环的作用下,热影响区易产生马氏体淬硬组织,使焊接接头硬度和脆性增加,韧性和塑性显著降低。这些因素都会导致焊接裂纹的产生。为了有效预防焊接裂纹的产生,可采取的措施有:选用低氢型焊条;焊条使用前按 要求进行烘干;仔细清理坡口表面水、油、锈等杂质;选择合理的焊接工艺参数,如焊前预热、焊后缓冷、采取多层多道焊、控制层间温度等;选择合理的施焊顺序,以减小焊接应力等。
【关键词】激光;焊接;咬边
激光焊接是汽车生产中新兴的焊接领域,将光学加工应用于金属加工领域,为薄板焊接开辟了新的领域,通过激光的薄板焊接降低了汽车车身的质量,增加汽车车身的强度,同时也改善了汽车零件加工的焊接工艺,提供了新的解决思路。随着激光焊接设备成本的进一步降低和白车身激光焊接的推广,激光焊接将会逐步应用于汽车制造的各个领域,成为汽车焊接新的发展方向。
一、白车身顶盖和侧围激光钎焊工艺特点
在激光钎焊焊接过程中,送丝机构驱动填充焊丝以一定的角度向焊接区激光束的焦斑位置输入。焊丝一部分被激光束照射直接熔化;一部分由激光熔化母材(即侧围和顶盖板材)诱导的等离子体加热熔化。熔化的焊丝和坡口两侧熔化的母材一起形成熔池。
白车身顶盖和侧围所采用的一般为电镀锌薄钢板,型号为DC06 ZE50/50 BPO。由于镀锌的熔点在420℃左右,采用的钎料Cusi3在910℃左右,而钢的熔点在1535℃左右,因此,采用传统的电阻点焊直接熔化母材将造成镀锌层的破坏,降低车身的耐腐蚀性。激光钎焊焊接将以其热量集中、快速焊接的优点,熔化钎料的同时,对熔池周围板材的热影响较少,很好地保护了板材的镀锌层。钎料Cusi3的采用,在汽车白车身焊接工艺激光钎焊系统中较为普遍,因此激光钎焊焊接通常称为激光黄铜钎焊(Laser brazing)。
送丝方式则采用前置送丝方式,即送丝相反于熔池方向,其优点在于送丝入池可靠性较好,而且对接坡口对焊丝具有导向左右,利于坡口上下和左右的偏差。同时,为了弥补顶盖和侧围错位误差,常采用激光自适应镜头,以便消除焊丝对坡口Y/Z偏差的影响。在高速钎焊接时,需要较高的功率密度和送丝速度,很容易造成钎焊质量的不稳定性。此外,由于激光焊成本较高,通过单纯提高功率来提高钎焊速度并不利于生产的经济性。通常简单施加一个额外的热源,可以在现有的激光功率下提高钎焊速度。通常将此种焊接方式称之为辅助电流激光钎焊。
二、激光钎焊焊接缺陷介绍
要想获得一条功能和目视均满足要求的顶盖焊缝需要激光功率、机器人速度、焊丝送丝速度和光束入射角的完美结合,另外,辅助的保护气体也应该进行相应的配置。但在实际生产中由于相关因素的变化过于频繁,导致焊缝缺陷时有发生,给生产和质量控制带来困难,气孔、“咬边”和焊缝填料不连续为常见的焊接缺陷类型。
三、焊接缺陷及所对应的原因及控制措施
在激光钎焊过程中,由于焊丝对激光功率具有漫反射,因此整条焊缝内激光功率作用于焊丝的能量不一致,导致部分段焊丝熔化不充分,使液态、固态的钎料耦合连接处产生气隙,形成气孔;熔池内存在的惰性气体和杂质也可能破坏填料的侵润,气体压制在钎料内,形成了气孔;板材表面存在污染,杂物在激光作用下爆炸形成气泡,直接在焊缝表面或贯穿整个焊缝熔深而形成气孔;如果激光功率过大,使钎料汽化爆炸,将导致气孔数量的增多。
常用的抑制焊缝气孔的方法为:
1.匹配合理的激光功率、焊接速度和送丝速度,尽量保证焊接速度的一致性和高速连续焊接;
2.严格选择钎料焊材,保证焊丝Si镀层的均匀;
3.保证顶盖和侧围焊接区域的洁净;
4.采用氩气或氦气做保护气体。
“咬边”缺陷主要表现为焊缝一侧侵润不够,造成焊缝和板材结合处成灰黑色且如“锯齿状”。此种缺陷产生的原因在于:板材匹配间隙不合理,造成填料侵润不够;焊丝和光斑对中性不够,造成熔池边缘熔化不充分;功率不够或焦点过小,导致板材热量不够,不利于板材和钎料的融合。
常用的抑制焊缝“咬边”缺陷的方法为:校正机器人轨迹并确认是否焊丝相对光斑中心变化;确认光斑的大小和焊丝是否匹配;功率或热丝电流的调整;板材间隙的调整。
焊缝“下陷”并不连续。此焊缝缺陷表现为焊缝填料较少且焊料不均匀。具体原因为:整体焊接区域板材搭配超差且不一致;送丝不稳定,时慢时快;轨迹编制不合理等因素。
常用的抑制焊缝“下陷不连续”缺陷的方法为:校正机器人轨迹;同步送丝设备,使焊丝平稳送出;保证板材间隙一致性并小于0.5mm;匹配送丝速度和焊接速度。
焊缝焊偏,焊接过程中机器人轨迹偏离焊接区域,造成焊缝焊偏。处理方法为校正机器人轨迹并确认焊接激光导向力设置是否合理。
四、常用的返修方法介绍
对于评定标准中可以返修的焊缝常用手工返修来弥补缺陷,以降低整车的报废。常用的返修方法分为高频打磨和手工补锡膏后抛光。
焊缝表面不平整,不光滑,此时可以采用手工打磨。使用设备为Bosh风动打磨器配马圈牌PNER-H750 3A进行粗打磨;使用Bosh风动打磨器配3M公司Z80砂纸进行抛光。打磨时注意角度和“吃料”厚度,防止损坏基材和焊缝。焊缝大于0.2mm的气孔,需要手工补锡膏进行返修。具体方法为使用电烙铁对孔进行加热后灌入锡膏,冷却后再对返修区打磨抛光。
五、结束
随着车身设计的优化,激光焊接对车身结构特有的优势以及激光焊接技术可靠性的进一步提高和设备成本的降低,相信激光焊接技术在汽车工业会有更广泛的应用。
参考文献
[1]林平.激光钎焊在汽车行业的焊接应用,电焊机,2010, 5(5)39-44.
[2]潘波.汽车生产用激光钎焊系统设计,电机焊,2010. 11(11)17-22.
[3]王军.浅析激光钎焊缺陷形成原因及控制措施,汽车工艺与材料,2010(9)31-34.
作者简介:
关键词:钢结构,焊接变形,控制方法
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:
前言
随着社会的发展,钢结构焊接技术也在不断地提高,然而钢结构会因为环境、气温、湿度等因素的影响而产不可避免地产生变形。庆幸的是,施工人员可以在钢结构的焊接过程以及施工过程中采取有效的措施来减少焊接变形的产生。提高钢结构质量,任重而道远,笔者相信科技社会的发展一定会将钢结构的焊接变形程度降到最低。
1、焊接变形的主要形式
焊接变形的形式很多,主要集中在收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形和错边变形等。详细见图1。
2、钢结构焊接变形产生的原因
引起钢结构焊接变形的原因多种多样,本文总结了以下几种进行阐述。
2.1 温度控制不当
温度是引起钢结构焊接变形的一个重要因素。当温度达到金属熔点甚至高于金属熔点时,不一样的金属就会产生不同程度的膨胀。此时,整个钢结构看起来就会有一种不协调的感觉即产生了变形。同时,一种金属达到熔点膨胀之后,这种金属本身也具有了一定的高温,会使周围的金属产生不同程度的膨胀,造成焊接变形。
2.2 钢结构的焊接顺序和方法不当
对钢结构的不同部位进行不同顺序的焊接,可能会引起钢结构的焊接变形。因为钢结构焊缝处的承载力不同,当优先焊接承载力较小的钢结构时,较大的重量可能会使钢结构产生扭曲,形成钢结构的焊接变形。
2.3 钢结构的材料
每一种材料都有自己的熔点。相同温度下,不同的材料会有不同的膨胀程度。膨胀程度过大或者过小,都会引起钢结构焊接变形,从而影响钢结构的焊接质量。
2.4 钢结构的焊缝位置
在钢结构中有一个总焊缝,将总焊缝安排的位置不同,钢结构焊接的变形程度就不相同。在焊接过程中,钢结构的重力对不同承载力的金属产生相同的压力效果。合理地选择总焊缝的位置,将能有效的控制钢结构的焊接变形。
2.5 刚性不同,变形程度不同
相同承载力下,刚性大的钢结构变形程度较小,刚性小的钢结构变形程度则相对较大。所以,钢结构的刚性也是影响其变形程度的重要因素。施工人员应选择较大刚性的钢结构承载较大的重力,选择较小刚性的钢结构承载相对较小的重力,从而尽量避免钢结构焊接变形的产生。
3、对于控制钢结构焊接变形的几点思考
3.1 从设计上控制钢结构焊接的形变变形
钢结构建筑是一种以设计为亮点的建筑,华丽的设计不仅仅能够使钢结构变得壮观和美丽,科学合理的对钢结构的体系进行设计还能够从基本上对钢结构焊接产生形变的事实起到控制作用。第一,最大可能的减少焊接点的数量,尽量将焊点的尺寸降低。道理不难理解,过多的焊点就需要进行对钢材进行多加热,焊接尺寸过大的话,加热时间也就越长,必然会导致钢结构焊接产生的变形更严重。第二,对于钢结构建筑中受力比较大的位置,比如建筑的大梁和承重柱,对其焊接时的设计需要特别重视焊点的对称问题,尽量将焊点与钢材截面的中轴设计的比较接近,防止重要部分的变形非常重要。第三,针对钢材焊接时的截面的尺寸和形状合理的选择焊接材料和焊接方法,这样可以最大程度的减少焊接面积和钢材的受热时间,从而提高了钢结构建筑的整体承载能力。第四,设计焊点时尽量将焊点分散,且远离部件的交叉点。如果过多的焊点集中在双向或是三向交叉点的话,必然会导致该点变形相对严重、刚性大幅度下降,分散焊点还可以将钢材的受热区域分散开来,从而避免钢材由于来不及散热就进行二次加热导致的形变。第五,钢结构建筑中受力比较大的位置应该尽量避免进行焊接,及时焊接没产生变形,出现焊点的钢材的应力能力也大打折扣。为了保证施工质量,应减少应力点的焊接。第六,最后就是要尽量减少难度比较高的焊点,因为高难度焊点本来就不好操作,如果焊工的技术达不到要求,或是马虎操作的话,很可能导致焊点的质量也达不到标准。如果这种高难度焊接点的设立不可避免,则尽量选择技术更高的焊工操作。
3.2 在操作过程中控制钢结构焊接形变
除了在设计时注意钢结构的焊接问题,更重要的就是在整个施工过程中要不断提高焊接的技术和工艺将每一个焊点处理的更精细。第一,如果焊点中有对称存在的,必须使用对称式的焊接手段。因为在同一块钢材上,首先进行焊接的位置更容易产生形变,所以如果依次进行焊接的话钢材的形变会难以控制,而对称焊法则可以避免这一现象。第二,如果焊点是不对称的,排列比较杂乱,则从两端开始焊接,先焊一段,然后再焊接离上一个焊点较远的位置,以避免钢材的重复受热产生形变。第三,如果可以预计到焊接处的变形角度和方向,在焊接前或是焊接后可以进行反向的加热来进行平衡。第四,钢结构焊接过程中尽量从纵向进行焊接,如果需要横向进行的话,尽量添加强肋进行固定,防止焊接过程中出现变形。第五,如果 T 形接头板厚度过大的话,则可以利用开坡口角进行处理。第六,如果焊接之前可以预测到部件可能会出现体积收缩,最好的处理方法就是在焊接前构件进行一段长度的预留,这样可以从一定程度上补偿材料体积或长度上的不足。
4、钢结构焊接变形的控制策略
钢结构焊接变形的类型不同,其形成原因也不同。从以上几种因素我们可以看出,影响钢结构变形的因素包括温度、重力、钢结构的材料、钢结构的承载力等。钢结构的焊接变形有一部分可以在焊接过程中有效的减少甚至避免,有一部分也可以在施工过程中加以控制。我们可以根据不同的钢结构焊接变形结果提供不同的控制策略,从而提高钢结构的质量。
4.1 合理控制焊接温度
钢结构的焊接变形有一部分是因为温度的控制不当引起的。在焊接过程中,控制好焊接温度能够有效地减少甚至避免焊接变形的产生。例如在对一个焊缝处的金属进行焊接时,要尽量避免影响周围的金属。焊接完成之后要进行迅速地降温,以免金属的余温对周围的金属产生影响。
4.2 安排好钢结构的焊接顺序
焊接顺序安排不当也是使钢结构焊接产生变形的重要因素之一。例如,施工人员要消除挠曲变形,可以对钢结构进行上下焊接或者对角焊接。
4.3 根据钢结构的用途选择合适的材料
钢结构的用途不同,其所承载的重力也就不相同。施工人员应该根据钢结构的用途选择合适的材料,同时,也应该根据焊缝的位置选择不同熔点的金属,从而控制钢结构在焊接过程中由于承载力和熔点的不同产生的变形。
4.4 焊缝位置要选择合理
相同承载力时,焊缝位置不同,钢结构焊接变形的程度也就不同。施工人员要想尽量使钢结构的金属收缩量减少,减少梁和柱一系列构件的变形,就必须选择合适的焊缝位置来对钢结构进行焊接。施工人员可以选择中性轴的对称位置或其截面位置作为焊缝的位置。
4.5 钢结构焊接变形在施工过程中进行合理控制
当钢结构的节点构造不相同或者焊缝的形式不相同时,施工人员应该选择合适的方法控制焊接变形的产生。例如,可以选择合适的工艺进行焊接。施工人员对焊缝处的金属进行焊接时,可以对焊缝用对称的方式进行焊接。一般产生变形的焊缝都是较早进行焊接的焊缝,所以对称的方式能有效减少钢结构焊接变形程度。由此可见,施工人员可以对焊缝进行均匀的布置,使每一个焊缝都能拥有其对称的另一个焊缝。
结语
钢结构在现在生活各个领域的应用十分广泛,尤其是建筑行业。而建筑业又与人民的生命财产息息相关,施工人员稍有不慎,便可能造成严重的后果。因此,钢结构的质量在一定程度上体现了建筑工程的质量。
参考文献