1. 焊前準備
埋弧焊時,由于看不見焊接熔池,也看不到待焊軌跡,施焊過程操作稍有不當,即產生焊偏、焊瘤等缺陷;而且,通常自動焊的焊接速度設定后不能進行自適應調節,即填充金屬熔入熔池的多少是基本固定不變的,不能適應坡口大小、間隙寬窄的波動;加之電流密度大,熱量集中,收弧時弧坑較大,易產生弧坑裂紋。為此,對待焊件邊緣(包括坡口)要求較高。首先待焊工件邊緣要平整,要求焊嘴端面與待焊處要保持恒定距離,不能有過大的跳動;再者坡口和板邊最好用創邊機加工,沒有刨邊機可用等離子弧切割機進行加工,但要保持切口面平整。當坡口處有殘留渣跡和殘余變形時,一定要用砂輪打磨平滑和矯正齊平,用這兩種方法加工的坡口,熱影響區小,不會影響焊接接頭的腐蝕性。
常用(yong)的(de)(de)單面焊(han)對(dui)(dui)接坡口見(jian)表3-14(GB/T985.1-2008),雙(shuang)面對(dui)(dui)接焊(han)坡口見(jian)表3-15(GB/T 985.1-2008)。這兩種(zhong)坡口形(xing)(xing)式(shi)按(an)照完全熔透(tou)的(de)(de)原則規(gui)定(ding)了對(dui)(dui)接接頭(tou)的(de)(de)坡口形(xing)(xing)式(shi)和尺(chi)寸,對(dui)(dui)于不完全熔透(tou)的(de)(de)對(dui)(dui)接接頭(tou)允許采用(yong)其他形(xing)(xing)式(shi)的(de)(de)焊(han)接坡口。這兩種(zhong)坡口形(xing)(xing)式(shi)也是(shi)全國壓(ya)力容(rong)器(qi)標準化技術委員會推薦在壓(ya)力容(rong)器(qi)及(ji)壓(ya)力元件(jian)中使用(yong)。對(dui)(dui)接接頭(tou)待焊(han)處之間間隙和坡口鈍邊要均勻一致,不然(ran)焊(han)接時(shi)就不可避免地產生燒穿、未焊(han)透(tou)、未熔合或者表面成形(xing)(xing)不好等缺陷。
施焊(han)(han)以(yi)前要(yao)配備引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)板(ban)(ban)(ban)和(he)引(yin)(yin)(yin)出板(ban)(ban)(ban),縱焊(han)(han)縫(feng)引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)板(ban)(ban)(ban)的厚度和(he)化學成(cheng)分要(yao)與待焊(han)(han)材(cai)料一致,引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)板(ban)(ban)(ban)的長度不(bu)(bu)小(xiao)于150mm,寬度不(bu)(bu)小(xiao)于50mm,引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)板(ban)(ban)(ban)和(he)引(yin)(yin)(yin)出板(ban)(ban)(ban)與待焊(han)(han)件之(zhi)間(jian)要(yao)平(ping)齊(qi),不(bu)(bu)允許(xu)留有間(jian)隙。焊(han)(han)接環焊(han)(han)縫(feng)不(bu)(bu)能用(yong)引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)板(ban)(ban)(ban)和(he)引(yin)(yin)(yin)出板(ban)(ban)(ban)時(shi),只(zhi)好在待焊(han)(han)處引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu),焊(han)(han)過一段(duan)距離后,要(yao)將引(yin)(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)處進行修整;收(shou)弧(hu)(hu)(hu)時(shi),仍在焊(han)(han)縫(feng)上收(shou)弧(hu)(hu)(hu),但必須修磨收(shou)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)縫(feng),不(bu)(bu)允許(xu)有弧(hu)(hu)(hu)坑裂(lie)紋和(he)弧(hu)(hu)(hu)坑凹陷。
2. 焊接(jie)參數
埋弧焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數項(xiang)目比焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)多,有焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)電流、電弧電壓(ya)、焊(han)(han)(han)絲直(zhi)徑、焊(han)(han)(han)絲輸送速度和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度等(deng)。
焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)大(da)小直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)影響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池的(de)(de)(de)深(shen)(shen)(shen)淺,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流大(da),熱輸入大(da),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池就深(shen)(shen)(shen);反之就淺。電(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)壓隨(sui)(sui)著(zhu)電(dian)(dian)(dian)弧長度(du)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua),電(dian)(dian)(dian)弧拉(la)長了,電(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)壓就升(sheng)高(gao),焊(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)(kuan)度(du)明顯增(zeng)寬(kuan)(kuan),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池的(de)(de)(de)深(shen)(shen)(shen)度(du)就減(jian)小了。當(dang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流和電(dian)(dian)(dian)弧電(dian)(dian)(dian)壓不變(bian)時,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)一(yi)(yi)提高(gao),電(dian)(dian)(dian)弧給予焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池中單位長度(du)熱量勢必減(jian)少(shao),隨(sui)(sui)著(zhu)導致焊(han)(han)(han)縫(feng)熔深(shen)(shen)(shen)和焊(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)(kuan)度(du)減(jian)小,焊(han)(han)(han)絲直(zhi)徑的(de)(de)(de)加(jia)粗,擴大(da)了電(dian)(dian)(dian)弧范圍,使熔寬(kuan)(kuan)增(zeng)加(jia);如果焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流保持不變(bian),則熔深(shen)(shen)(shen)將相應地減(jian)少(shao)。上述各項焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu)的(de)(de)(de)選(xuan)擇,不能(neng)單項考(kao)慮,要(yao)有機地匹配,進(jin)行綜合平衡(heng)分(fen)析,找(zhao)出一(yi)(yi)個主要(yao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu),再充分(fen)試驗后,才能(neng)制訂出最佳(jia)參(can)數(shu)。產(chan)品(pin)施焊(han)(han)(han)以前,一(yi)(yi)定要(yao)用試板(ban)進(jin)行模擬(ni)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試驗,當(dang)試板(ban)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)和耐蝕性(xing)均滿足(zu)產(chan)品(pin)設計圖樣技術(shu)要(yao)求后才能(neng)對產(chan)品(pin)進(jin)行施焊(han)(han)(han)。對于壓力(li)容器(qi)受(shou)壓元件的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie),要(yao)經過焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工(gong)藝評(ping)定合格(ge)后,方能(neng)在(zai)產(chan)品(pin)上正式(shi)施焊(han)(han)(han)。表3-16所(suo)列出的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu)可(ke)供參(can)考(kao)。
3. 操作(zuo)因(yin)素(su)
焊(han)(han)(han)絲(si)(si)傾(qing)(qing)(qing)斜方向(xiang)分為前傾(qing)(qing)(qing)和(he)后傾(qing)(qing)(qing)兩各種,如圖3-21所示(shi)。焊(han)(han)(han)絲(si)(si)傾(qing)(qing)(qing)角的大小(xiao)(xiao)不同,電弧對熔池的力和(he)熱作(zuo)用也就不同,從而(er)影響到焊(han)(han)(han)縫成形。當(dang)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)以(yi)一(yi)定(ding)傾(qing)(qing)(qing)角向(xiang)后傾(qing)(qing)(qing)時,電弧力對熔池金屬的后緣作(zuo)用減弱(ruo),熔池底(di)部(bu)的金屬受熱減少,故熔深(shen)變淺,如圖3-21c所示(shi)。后傾(qing)(qing)(qing)角越大,熔深(shen)越淺而(er)熔寬(kuan)增寬(kuan)。相反(fan),當(dang)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)作(zuo)適當(dang)前傾(qing)(qing)(qing)時可少許提高熔深(shen)。這(zhe)種前傾(qing)(qing)(qing)斜焊(han)(han)(han)絲(si)(si)的方法(fa),通常(chang)較少采(cai)用,只有在特定(ding)情況下(xia)使用,如焊(han)(han)(han)接小(xiao)(xiao)直徑圓筒形焊(han)(han)(han)件的環(huan)焊(han)(han)(han)縫就采(cai)用這(zhe)種方法(fa)。
焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)在(zai)傾斜位置(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時,有(you)(you)上(shang)坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)和下坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)之分,如圖3-22所示,它們對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)(xing)的影響(xiang)有(you)(you)明顯(xian)的不同。上(shang)坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫余高(gao)過高(gao),兩側易(yi)出現咬(yao)邊,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫表(biao)面成(cheng)形(xing)(xing)明顯(xian)惡化,實際(ji)工作中應(ying)避免(mian)采用上(shang)坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)。下坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)與(yu)上(shang)坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)相反,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫的熔(rong)(rong)深(shen)和余高(gao)均有(you)(you)所減少,而熔(rong)(rong)寬(kuan)略(lve)有(you)(you)增加,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)(xing)得到改善(shan)。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)圓(yuan)筒焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)的內、外環(huan)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫時,一般采用下坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han),以(yi)減少發生(sheng)燒穿的現象并改善(shan)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)(xing)。當然,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)下坡焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的角度過大也會產生(sheng)未焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)透(tou)。
4. 施焊工藝與程(cheng)序(xu)
埋弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)奧氏體型不銹鋼(gang)的施焊(han)(han)工(gong)藝,程序(xu)大(da)體與普通碳鋼(gang)相同。埋弧(hu)焊(han)(han)最適宜焊(han)(han)接(jie)(jie)對(dui)接(jie)(jie)和角接(jie)(jie)平(ping)焊(han)(han)縫,大(da)致有幾種(zhong):
a. 先進行(xing)焊(han)條(tiao)電弧焊(han)
這種施焊(han)(han)(han)(han)工藝比較簡單,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)不需要特別(bie)強(qiang)固工裝,而是先(xian)用焊(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)預先(xian)封(feng)底焊(han)(han)(han)(han)。要求焊(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)的熔深達(da)到板厚(hou)的1/3,焊(han)(han)(han)(han)完(wan)以后(hou),清理焊(han)(han)(han)(han)縫。清除掉焊(han)(han)(han)(han)縫缺陷后(hou),在另一面進行埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han),如圖3-23所示。
b. 永久墊板(ban)埋(mai)弧(hu)焊
這是指焊(han)(han)件裝(zhuang)配(pei)時(shi)將(jiang)同種(zhong)(zhong)鋼材的(de)(de)(de)墊(dian)(dian)板(ban)緊密地貼在接(jie)頭下部用定位焊(han)(han)固(gu)(gu)定,進行單面熔透焊(han)(han)的(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)工藝。此時(shi)要求墊(dian)(dian)板(ban)與(yu)焊(han)(han)件之間(jian)間(jian)隙(xi)不得超(chao)過0.5~1.0mm,否則液態金(jin)屬(shu)或(huo)熔渣必然從間(jian)隙(xi)處流出或(huo)嵌入夾(jia)縫中間(jian)而造成(cheng)焊(han)(han)接(jie)缺隙(xi)。焊(han)(han)接(jie)完畢,墊(dian)(dian)板(ban)有一部分金(jin)屬(shu)被熔入焊(han)(han)縫成(cheng)為焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu),與(yu)焊(han)(han)件牢固(gu)(gu)地焊(han)(han)在一起(qi)。故要求墊(dian)(dian)板(ban)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分、力學(xue)性(xing)能(neng)和耐蝕性(xing)與(yu)焊(han)(han)件相同。永久(jiu)墊(dian)(dian)板(ban)的(de)(de)(de)尺寸見表3-17。永久(jiu)墊(dian)(dian)板(ban)焊(han)(han)接(jie)時(shi)的(de)(de)(de)裝(zhuang)配(pei)示(shi)(shi)意圖如(ru)(ru)圖3-24所示(shi)(shi)。焊(han)(han)接(jie)容(rong)器封頭時(shi),如(ru)(ru)果容(rong)器內部無法施焊(han)(han)時(shi),往(wang)往(wang)采用這種(zhong)(zhong)方法。
c. 鎖底對接接頭埋弧焊(han)
這種焊(han)接方法適用于厚度大于10mm的(de)構件(jian),常用于小直徑厚壁(bi)圓筒(tong)形焊(han)件(jian)的(de)環(huan)縫焊(han)接,效果很好。鎖底(di)對接接頭焊(han)接如圖(tu)3-25所示(shi)。
d. 純(chun)銅墊埋弧焊
這(zhe)種(zhong)焊(han)接方(fang)法(fa)能使焊(han)接構(gou)件達到(dao)單面(mian)焊(han)雙面(mian)成形的(de)(de)目的(de)(de)。純銅墊靠焊(han)接夾具緊貼(tie)待焊(han)接接頭(tou)下(xia)面(mian),它與焊(han)件之間間隙不允許大于0.5mm。各種(zhong)形式的(de)(de)純銅墊結構(gou)圖(tu)(tu)見圖(tu)(tu)3-26。純銅墊板的(de)(de)形狀(zhuang)和(he)尺寸見圖(tu)(tu)3-27和(he)表3-18。在純銅墊接觸(chu)焊(han)件的(de)(de)一面(mian)開槽(cao)(cao),槽(cao)(cao)的(de)(de)中(zhong)心要(yao)與接縫處(chu)對(dui)準,如果在槽(cao)(cao)內放焊(han)劑(見圖(tu)(tu)3-26b),則(ze)槽(cao)(cao)的(de)(de)寬度和(he)深(shen)度都要(yao)相應(ying)地加寬加深(shen)。
e. 焊劑墊埋弧焊
這種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)也可使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)達到單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)雙(shuang)面(mian)成(cheng)(cheng)形(xing)的(de)目的(de)。要(yao)根據焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)厚度,在接(jie)(jie)縫(feng)(feng)(feng)下(xia)面(mian)墊上(shang)(shang)一層(ceng)(ceng)厚度為30~100mm的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)下(xia)面(mian)是一層(ceng)(ceng)絕緣的(de)陶氈(zhan)墊,陶氈(zhan)墊下(xia)面(mian)是封閉的(de)橡膠管,如圖3-28所示(shi)。接(jie)(jie)縫(feng)(feng)(feng)處(chu)與焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)墊中(zhong)心要(yao)對中(zhong),當橡膠管一端通入壓縮空氣時(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)被均勻地向上(shang)(shang)頂(ding)緊(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)處(chu)的(de)下(xia)表面(mian)。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),電弧將熔透焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)并(bing)熔化一些焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji),形(xing)成(cheng)(cheng)單面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)雙(shuang)面(mian)成(cheng)(cheng)形(xing)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)。假若焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)向上(shang)(shang)頂(ding)的(de)壓力過大(da)或(huo)過小,在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)背面(mian)會(hui)形(xing)成(cheng)(cheng)凹槽或(huo)突(tu)起部(bu)分,嚴(yan)重者(zhe)甚至焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)不成(cheng)(cheng)形(xing),圖3-29為焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑(ji)壓力大(da)小對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)成(cheng)(cheng)形(xing)的(de)影響。
f. 雙面(mian)對接埋弧焊
這是埋弧焊焊接對接焊縫的一種基本方法,使用最廣,大多數中、厚板焊接時均使用它。這種焊接接頭的幾何連續性最好,承載后應力狀態好,能適應工作負荷復雜和苛刻的工作條件,故對焊縫長度較長,分布規則的焊縫,應盡量采用這種施焊工藝方法。此時第一面施焊也不用任何形式襯墊,在無襯墊焊接時,對焊件邊緣的準備和裝配質量要求較高,希望焊縫之間間隙為零,局部處不得超過1.0mm,否則液體金屬容易從間隙中流出而燒穿焊縫或形成焊瘤。為了有一定熔深,同時又不至于焊穿,通常在第一面焊接時,要求熔深為鋼板厚度的60%~70%。如果被焊件較薄,在第一面焊接時,可以采取減少焊接電流,提高焊接速度或者焊絲向后傾斜等措施來避免燒穿。有關奧氏體不(bu)銹鋼(gang)中等厚度板材的無墊雙面埋弧焊的焊接參數見表3-19。