1. 焊前(qian)準備(bei)
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。
常用的單(dan)面(mian)焊(han)對(dui)(dui)接(jie)(jie)坡(po)(po)口(kou)(kou)見表(biao)3-14(GB/T985.1-2008),雙面(mian)對(dui)(dui)接(jie)(jie)焊(han)坡(po)(po)口(kou)(kou)見表(biao)3-15(GB/T 985.1-2008)。這(zhe)兩種坡(po)(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式(shi)(shi)(shi)按(an)照完全(quan)熔透(tou)的原則規定了對(dui)(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的坡(po)(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式(shi)(shi)(shi)和(he)尺寸,對(dui)(dui)于(yu)不完全(quan)熔透(tou)的對(dui)(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭允許采用其他形(xing)(xing)式(shi)(shi)(shi)的焊(han)接(jie)(jie)坡(po)(po)口(kou)(kou)。這(zhe)兩種坡(po)(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式(shi)(shi)(shi)也是(shi)全(quan)國(guo)壓(ya)力(li)容器標準化技術委(wei)員(yuan)會(hui)推薦在壓(ya)力(li)容器及壓(ya)力(li)元件中使(shi)用。對(dui)(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭待焊(han)處之間間隙和(he)坡(po)(po)口(kou)(kou)鈍邊(bian)要均勻一致,不然(ran)焊(han)接(jie)(jie)時就不可避免地產生燒(shao)穿、未焊(han)透(tou)、未熔合或者表(biao)面(mian)成形(xing)(xing)不好等缺陷。
施焊(han)(han)(han)(han)(han)以(yi)前要配備引(yin)(yin)弧板(ban)(ban)和引(yin)(yin)出板(ban)(ban),縱焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)引(yin)(yin)弧板(ban)(ban)的厚度和化學成分(fen)要與(yu)(yu)待焊(han)(han)(han)(han)(han)材料一致,引(yin)(yin)弧板(ban)(ban)的長度不(bu)(bu)小于150mm,寬度不(bu)(bu)小于50mm,引(yin)(yin)弧板(ban)(ban)和引(yin)(yin)出板(ban)(ban)與(yu)(yu)待焊(han)(han)(han)(han)(han)件之間(jian)要平齊,不(bu)(bu)允許留有間(jian)隙。焊(han)(han)(han)(han)(han)接環焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)不(bu)(bu)能用引(yin)(yin)弧板(ban)(ban)和引(yin)(yin)出板(ban)(ban)時(shi)(shi),只(zhi)好在(zai)待焊(han)(han)(han)(han)(han)處(chu)引(yin)(yin)弧,焊(han)(han)(han)(han)(han)過一段(duan)距離后,要將引(yin)(yin)弧處(chu)進行修(xiu)整;收(shou)弧時(shi)(shi),仍在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)上(shang)收(shou)弧,但(dan)必(bi)須修(xiu)磨收(shou)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng),不(bu)(bu)允許有弧坑(keng)(keng)裂紋和弧坑(keng)(keng)凹陷(xian)。
2. 焊接(jie)參數(shu)
埋弧(hu)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接(jie)參數項目比焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)多,有焊(han)(han)接(jie)電流、電弧(hu)電壓、焊(han)(han)絲直徑、焊(han)(han)絲輸送速度(du)和焊(han)(han)接(jie)速度(du)等(deng)。
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)大(da)小直接(jie)(jie)(jie)(jie)影響焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔池的(de)(de)(de)深淺,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流大(da),熱輸入大(da),焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔池就深;反(fan)之就淺。電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓隨著(zhu)(zhu)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)長度(du)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化而(er)變(bian)(bian)化,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)拉(la)長了,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓就升(sheng)高,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)度(du)明顯增(zeng)寬(kuan),焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔池的(de)(de)(de)深度(du)就減(jian)小了。當(dang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流和(he)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)(dian)壓不變(bian)(bian)時,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)度(du)一(yi)提高,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)給予(yu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔池中單位長度(du)熱量勢必(bi)減(jian)少(shao)(shao),隨著(zhu)(zhu)導致焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)熔深和(he)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)度(du)減(jian)小,焊(han)(han)(han)(han)絲直徑(jing)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)粗,擴大(da)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)范(fan)圍,使熔寬(kuan)增(zeng)加(jia)(jia);如果焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流保持不變(bian)(bian),則熔深將相應地(di)減(jian)少(shao)(shao)。上(shang)述各項焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數(shu)的(de)(de)(de)選擇(ze),不能(neng)單項考(kao)慮,要(yao)有機地(di)匹配,進行綜合(he)(he)平衡分析,找出(chu)一(yi)個主(zhu)要(yao)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數(shu),再(zai)充分試驗(yan)后(hou)(hou),才能(neng)制訂(ding)出(chu)最(zui)佳參(can)(can)數(shu)。產品(pin)(pin)施焊(han)(han)(han)(han)以前,一(yi)定要(yao)用試板進行模擬焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試驗(yan),當(dang)試板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)力學性能(neng)和(he)耐(nai)蝕性均(jun)滿(man)足產品(pin)(pin)設計圖樣技術(shu)要(yao)求后(hou)(hou)才能(neng)對(dui)產品(pin)(pin)進行施焊(han)(han)(han)(han)。對(dui)于壓力容器受壓元件的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie),要(yao)經過焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工藝評定合(he)(he)格(ge)后(hou)(hou),方能(neng)在產品(pin)(pin)上(shang)正式(shi)施焊(han)(han)(han)(han)。表3-16所列出(chu)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數(shu)可供參(can)(can)考(kao)。
3. 操(cao)作因素
焊(han)(han)絲傾(qing)(qing)(qing)斜方向分為前(qian)傾(qing)(qing)(qing)和后(hou)傾(qing)(qing)(qing)兩各(ge)種,如(ru)圖3-21所(suo)示。焊(han)(han)絲傾(qing)(qing)(qing)角(jiao)的(de)大(da)小不同,電弧對熔(rong)(rong)池的(de)力和熱作用也(ye)就不同,從而(er)影(ying)響到焊(han)(han)縫成形。當焊(han)(han)絲以一(yi)定(ding)傾(qing)(qing)(qing)角(jiao)向后(hou)傾(qing)(qing)(qing)時,電弧力對熔(rong)(rong)池金(jin)屬(shu)的(de)后(hou)緣作用減(jian)弱,熔(rong)(rong)池底部的(de)金(jin)屬(shu)受熱減(jian)少(shao),故(gu)熔(rong)(rong)深變淺(qian),如(ru)圖3-21c所(suo)示。后(hou)傾(qing)(qing)(qing)角(jiao)越大(da),熔(rong)(rong)深越淺(qian)而(er)熔(rong)(rong)寬增寬。相反,當焊(han)(han)絲作適當前(qian)傾(qing)(qing)(qing)時可少(shao)許提高熔(rong)(rong)深。這種前(qian)傾(qing)(qing)(qing)斜焊(han)(han)絲的(de)方法,通常較少(shao)采用,只(zhi)有在特定(ding)情況下使用,如(ru)焊(han)(han)接(jie)小直徑圓筒形焊(han)(han)件的(de)環焊(han)(han)縫就采用這種方法。
焊(han)(han)(han)(han)件在傾斜位置焊(han)(han)(han)(han)接時,有上(shang)(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)和(he)下(xia)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)之(zhi)分,如(ru)圖3-22所示(shi),它們對焊(han)(han)(han)(han)縫成形的(de)(de)影響有明(ming)顯的(de)(de)不同。上(shang)(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)(han)縫余(yu)高過高,兩(liang)側易出現咬(yao)邊,焊(han)(han)(han)(han)縫表面(mian)成形明(ming)顯惡化,實(shi)際工作中應避免采用(yong)上(shang)(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)。下(xia)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)與上(shang)(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)相反,焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)熔(rong)深和(he)余(yu)高均(jun)有所減少(shao)(shao),而(er)熔(rong)寬(kuan)略有增加,焊(han)(han)(han)(han)縫成形得到改(gai)(gai)善。在焊(han)(han)(han)(han)接圓筒焊(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)內、外環焊(han)(han)(han)(han)縫時,一般(ban)采用(yong)下(xia)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han),以(yi)減少(shao)(shao)發(fa)生燒穿的(de)(de)現象并(bing)改(gai)(gai)善焊(han)(han)(han)(han)縫成形。當然,焊(han)(han)(han)(han)件下(xia)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)角度過大也會產生未焊(han)(han)(han)(han)透。
4. 施焊工(gong)藝與(yu)程(cheng)序
埋弧焊(han)焊(han)接奧氏(shi)體(ti)型不銹鋼的施(shi)焊(han)工藝,程序大體(ti)與(yu)普通碳(tan)鋼相同。埋弧焊(han)最(zui)適宜(yi)焊(han)接對(dui)接和角接平焊(han)縫,大致有幾種:
a. 先進行(xing)焊條(tiao)電弧焊
這種施焊(han)工(gong)藝比較簡單,焊(han)接(jie)不需(xu)要(yao)特別(bie)強固工(gong)裝,而(er)是先(xian)用(yong)焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)預先(xian)封底焊(han)。要(yao)求焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)的熔深達到板厚的1/3,焊(han)完以后,清(qing)理焊(han)縫。清(qing)除掉焊(han)縫缺陷(xian)后,在另(ling)一面進(jin)行埋弧(hu)焊(han),如圖3-23所示。
b. 永久墊板埋弧焊
這(zhe)是指焊件(jian)(jian)裝配時(shi)(shi)(shi)將(jiang)同種鋼材的(de)墊(dian)板(ban)緊密(mi)地(di)貼在接(jie)頭下部(bu)(bu)用定位(wei)焊固定,進(jin)行單面熔(rong)(rong)透(tou)焊的(de)一(yi)種工(gong)藝。此時(shi)(shi)(shi)要求墊(dian)板(ban)與焊件(jian)(jian)之(zhi)間(jian)間(jian)隙不得超過(guo)0.5~1.0mm,否則液態金屬或熔(rong)(rong)渣必(bi)然從間(jian)隙處流(liu)出(chu)或嵌(qian)入(ru)(ru)夾縫中間(jian)而造成焊接(jie)缺隙。焊接(jie)完畢,墊(dian)板(ban)有一(yi)部(bu)(bu)分金屬被熔(rong)(rong)入(ru)(ru)焊縫成為焊縫金屬,與焊件(jian)(jian)牢固地(di)焊在一(yi)起。故要求墊(dian)板(ban)的(de)化學(xue)(xue)成分、力學(xue)(xue)性(xing)能和耐(nai)蝕(shi)性(xing)與焊件(jian)(jian)相同。永久墊(dian)板(ban)的(de)尺寸見表(biao)3-17。永久墊(dian)板(ban)焊接(jie)時(shi)(shi)(shi)的(de)裝配示意圖如圖3-24所示。焊接(jie)容器(qi)封頭時(shi)(shi)(shi),如果容器(qi)內部(bu)(bu)無法施焊時(shi)(shi)(shi),往往采用這(zhe)種方法。
c. 鎖底對(dui)接(jie)接(jie)頭埋弧焊
這種焊(han)接(jie)方法(fa)適用于厚(hou)度(du)大于10mm的(de)構(gou)件,常用于小(xiao)直(zhi)徑厚(hou)壁圓筒(tong)形(xing)焊(han)件的(de)環縫焊(han)接(jie),效(xiao)果很好。鎖底(di)對接(jie)接(jie)頭焊(han)接(jie)如圖3-25所示。
d. 純(chun)銅墊埋弧焊
這種(zhong)焊(han)(han)接(jie)方法能使焊(han)(han)接(jie)構(gou)件達(da)到單面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成(cheng)形(xing)(xing)的目的。純銅(tong)墊靠焊(han)(han)接(jie)夾(jia)具(ju)緊(jin)貼待焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)下(xia)面(mian)(mian),它與焊(han)(han)件之間(jian)間(jian)隙不允許大于0.5mm。各種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)的純銅(tong)墊結(jie)構(gou)圖(tu)(tu)見(jian)圖(tu)(tu)3-26。純銅(tong)墊板的形(xing)(xing)狀和尺寸見(jian)圖(tu)(tu)3-27和表3-18。在(zai)純銅(tong)墊接(jie)觸焊(han)(han)件的一(yi)面(mian)(mian)開槽(cao)(cao),槽(cao)(cao)的中心要與接(jie)縫處對準,如果在(zai)槽(cao)(cao)內放焊(han)(han)劑(見(jian)圖(tu)(tu)3-26b),則槽(cao)(cao)的寬(kuan)度和深(shen)度都要相應(ying)地加寬(kuan)加深(shen)。
e. 焊劑墊埋弧焊
這種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)也可使焊(han)(han)(han)件達到(dao)單(dan)面(mian)(mian)(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)(mian)(mian)成(cheng)形的(de)目(mu)的(de)。要根據(ju)焊(han)(han)(han)件厚(hou)度(du)(du),在接(jie)縫(feng)下(xia)(xia)面(mian)(mian)(mian)墊上(shang)一層厚(hou)度(du)(du)為30~100mm的(de)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)下(xia)(xia)面(mian)(mian)(mian)是(shi)一層絕(jue)緣(yuan)的(de)陶氈墊,陶氈墊下(xia)(xia)面(mian)(mian)(mian)是(shi)封閉(bi)的(de)橡(xiang)膠(jiao)管,如圖3-28所(suo)示。接(jie)縫(feng)處與焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)墊中(zhong)(zhong)心(xin)要對中(zhong)(zhong),當橡(xiang)膠(jiao)管一端通(tong)入壓(ya)縮空氣時(shi),焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)被均(jun)勻地向上(shang)頂緊焊(han)(han)(han)縫(feng)處的(de)下(xia)(xia)表面(mian)(mian)(mian)。焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),電(dian)弧將熔(rong)透焊(han)(han)(han)件并熔(rong)化一些(xie)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),形成(cheng)單(dan)面(mian)(mian)(mian)焊(han)(han)(han)雙面(mian)(mian)(mian)成(cheng)形的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)。假若焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)向上(shang)頂的(de)壓(ya)力過大或過小,在焊(han)(han)(han)縫(feng)背面(mian)(mian)(mian)會形成(cheng)凹(ao)槽或突(tu)起(qi)部分(fen),嚴重者甚至焊(han)(han)(han)不成(cheng)形,圖3-29為焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)壓(ya)力大小對焊(han)(han)(han)縫(feng)成(cheng)形的(de)影(ying)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(shi)體不銹鋼(gang)中等厚度板材的無墊雙面埋弧焊的焊接參數見表3-19。