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。
常用的(de)單面焊(han)(han)(han)(han)對(dui)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口見表(biao)3-14(GB/T985.1-2008),雙面對(dui)接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)坡(po)口見表(biao)3-15(GB/T 985.1-2008)。這兩(liang)種(zhong)坡(po)口形(xing)(xing)(xing)式(shi)(shi)按照完全(quan)熔透的(de)原則規定了對(dui)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)坡(po)口形(xing)(xing)(xing)式(shi)(shi)和(he)尺寸,對(dui)于(yu)不(bu)完全(quan)熔透的(de)對(dui)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)允許采用其他(ta)形(xing)(xing)(xing)式(shi)(shi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口。這兩(liang)種(zhong)坡(po)口形(xing)(xing)(xing)式(shi)(shi)也是全(quan)國壓(ya)力容器(qi)標準化技術委員會(hui)推薦在壓(ya)力容器(qi)及壓(ya)力元件(jian)中使用。對(dui)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)待焊(han)(han)(han)(han)處之間間隙和(he)坡(po)口鈍邊(bian)要均勻一致,不(bu)然焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時就不(bu)可(ke)避免地產生燒(shao)穿、未焊(han)(han)(han)(han)透、未熔合(he)或者表(biao)面成形(xing)(xing)(xing)不(bu)好等缺陷。
施焊(han)以前要配備(bei)引(yin)弧(hu)板和(he)(he)引(yin)出(chu)板,縱焊(han)縫(feng)(feng)引(yin)弧(hu)板的厚度和(he)(he)化學(xue)成分要與(yu)待焊(han)材(cai)料一致,引(yin)弧(hu)板的長度不小于150mm,寬度不小于50mm,引(yin)弧(hu)板和(he)(he)引(yin)出(chu)板與(yu)待焊(han)件之間要平(ping)齊(qi),不允許留有間隙。焊(han)接環焊(han)縫(feng)(feng)不能用引(yin)弧(hu)板和(he)(he)引(yin)出(chu)板時,只好在待焊(han)處引(yin)弧(hu),焊(han)過一段(duan)距離(li)后(hou),要將引(yin)弧(hu)處進行修(xiu)整;收(shou)弧(hu)時,仍在焊(han)縫(feng)(feng)上收(shou)弧(hu),但(dan)必須修(xiu)磨收(shou)弧(hu)焊(han)縫(feng)(feng),不允許有弧(hu)坑(keng)裂紋和(he)(he)弧(hu)坑(keng)凹陷。
2. 焊(han)接(jie)參數(shu)
埋弧焊(han)的(de)焊(han)接參數項(xiang)目比(bi)焊(han)條電(dian)弧焊(han)多,有焊(han)接電(dian)流、電(dian)弧電(dian)壓(ya)、焊(han)絲直徑、焊(han)絲輸送速度和(he)焊(han)接速度等。
焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小(xiao)直接(jie)(jie)(jie)影響焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池的(de)(de)(de)深(shen)(shen)淺(qian),焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流大(da)(da)(da),熱輸(shu)入(ru)大(da)(da)(da),焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池就(jiu)(jiu)深(shen)(shen);反(fan)之就(jiu)(jiu)淺(qian)。電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓隨著(zhu)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)長度的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化而變(bian)(bian)化,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)拉(la)長了,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓就(jiu)(jiu)升高,焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)寬(kuan)度明顯增(zeng)(zeng)寬(kuan),焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池的(de)(de)(de)深(shen)(shen)度就(jiu)(jiu)減小(xiao)了。當焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流和電(dian)(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)(dian)壓不變(bian)(bian)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速度一提高,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)給予焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熔(rong)池中單位長度熱量勢必減少(shao),隨著(zhu)導致焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔(rong)深(shen)(shen)和焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)寬(kuan)度減小(xiao),焊(han)(han)(han)(han)(han)絲直徑的(de)(de)(de)加粗,擴大(da)(da)(da)了電(dian)(dian)(dian)弧(hu)范圍(wei),使熔(rong)寬(kuan)增(zeng)(zeng)加;如果焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)流保持不變(bian)(bian),則熔(rong)深(shen)(shen)將相(xiang)應(ying)地減少(shao)。上(shang)述各(ge)項焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數的(de)(de)(de)選擇,不能(neng)單項考慮,要(yao)有機地匹配,進(jin)行綜合(he)平衡(heng)分析(xi),找出(chu)一個主要(yao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數,再充分試(shi)驗(yan)后,才(cai)能(neng)制(zhi)訂(ding)出(chu)最佳(jia)參(can)(can)數。產(chan)品施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)以前,一定要(yao)用試(shi)板進(jin)行模擬焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)驗(yan),當試(shi)板焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)和耐蝕(shi)性均滿(man)足產(chan)品設(she)計圖(tu)樣技術要(yao)求后才(cai)能(neng)對產(chan)品進(jin)行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。對于(yu)壓力(li)容器受壓元件(jian)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),要(yao)經過焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝評定合(he)格后,方能(neng)在產(chan)品上(shang)正(zheng)式施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。表3-16所(suo)列出(chu)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數可(ke)供參(can)(can)考。
3. 操作(zuo)因素
焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)傾(qing)斜(xie)方(fang)向(xiang)分為前(qian)(qian)傾(qing)和后(hou)傾(qing)兩各種,如(ru)圖3-21所(suo)示。焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)傾(qing)角的(de)(de)大小不同,電弧(hu)對熔(rong)(rong)池的(de)(de)力和熱(re)作用(yong)(yong)(yong)(yong)也(ye)就不同,從(cong)而影(ying)響(xiang)到焊(han)(han)(han)縫(feng)成形。當(dang)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)以一定(ding)傾(qing)角向(xiang)后(hou)傾(qing)時,電弧(hu)力對熔(rong)(rong)池金(jin)屬的(de)(de)后(hou)緣作用(yong)(yong)(yong)(yong)減弱(ruo),熔(rong)(rong)池底(di)部的(de)(de)金(jin)屬受熱(re)減少(shao),故熔(rong)(rong)深(shen)變淺(qian),如(ru)圖3-21c所(suo)示。后(hou)傾(qing)角越大,熔(rong)(rong)深(shen)越淺(qian)而熔(rong)(rong)寬(kuan)增(zeng)寬(kuan)。相反,當(dang)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)作適當(dang)前(qian)(qian)傾(qing)時可少(shao)許提高熔(rong)(rong)深(shen)。這(zhe)種前(qian)(qian)傾(qing)斜(xie)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)的(de)(de)方(fang)法(fa),通常較少(shao)采用(yong)(yong)(yong)(yong),只有在(zai)特定(ding)情況(kuang)下使用(yong)(yong)(yong)(yong),如(ru)焊(han)(han)(han)接(jie)小直徑圓筒形焊(han)(han)(han)件的(de)(de)環焊(han)(han)(han)縫(feng)就采用(yong)(yong)(yong)(yong)這(zhe)種方(fang)法(fa)。
焊(han)(han)(han)件(jian)在傾斜(xie)位置焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi),有上(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)和(he)(he)下坡(po)(po)焊(han)(han)(han)之(zhi)分,如圖(tu)3-22所示,它(ta)們對焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)的(de)影響(xiang)有明顯(xian)的(de)不同。上(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi),焊(han)(han)(han)縫余高(gao)過高(gao),兩側易出(chu)現咬邊,焊(han)(han)(han)縫表面成(cheng)形(xing)明顯(xian)惡化,實際工作中(zhong)應(ying)避免采用(yong)上(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)。下坡(po)(po)焊(han)(han)(han)與上(shang)坡(po)(po)焊(han)(han)(han)相(xiang)反,焊(han)(han)(han)縫的(de)熔(rong)深和(he)(he)余高(gao)均有所減(jian)少,而熔(rong)寬(kuan)略有增(zeng)加,焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)得到改善。在焊(han)(han)(han)接圓筒焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)內、外(wai)環(huan)焊(han)(han)(han)縫時(shi)(shi),一般(ban)采用(yong)下坡(po)(po)焊(han)(han)(han),以減(jian)少發生燒穿的(de)現象(xiang)并改善焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)。當然,焊(han)(han)(han)件(jian)下坡(po)(po)焊(han)(han)(han)的(de)角度過大也會產生未焊(han)(han)(han)透(tou)。
4. 施焊(han)工藝與程序
埋(mai)弧(hu)焊焊接(jie)(jie)奧氏體型不(bu)銹鋼(gang)的施焊工(gong)藝,程序大體與普通碳(tan)鋼(gang)相同(tong)。埋(mai)弧(hu)焊最適宜焊接(jie)(jie)對接(jie)(jie)和角接(jie)(jie)平焊縫,大致有幾種(zhong):
a. 先進(jin)行焊(han)條電弧焊(han)
這(zhe)種施焊(han)(han)(han)(han)(han)工藝比較簡單,焊(han)(han)(han)(han)(han)接不(bu)需要特(te)別(bie)強固工裝(zhuang),而是先(xian)用焊(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)預先(xian)封底焊(han)(han)(han)(han)(han)。要求焊(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)的熔深達到(dao)板厚的1/3,焊(han)(han)(han)(han)(han)完以后,清(qing)理(li)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫。清(qing)除(chu)掉焊(han)(han)(han)(han)(han)縫缺陷后,在另一面(mian)進行埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han),如(ru)圖3-23所示。
b. 永久墊(dian)板埋弧焊
這(zhe)是(shi)指焊(han)件裝(zhuang)配時(shi)將同種(zhong)鋼材(cai)的(de)墊(dian)(dian)(dian)板(ban)緊密地(di)貼在(zai)接(jie)(jie)頭(tou)下(xia)部用定位焊(han)固定,進行單面熔透焊(han)的(de)一種(zhong)工藝(yi)。此時(shi)要求(qiu)墊(dian)(dian)(dian)板(ban)與(yu)焊(han)件之(zhi)間(jian)間(jian)隙不(bu)得(de)超過0.5~1.0mm,否則(ze)液(ye)態(tai)金屬或熔渣必然從間(jian)隙處(chu)流出或嵌入(ru)夾縫中間(jian)而造成焊(han)接(jie)(jie)缺(que)隙。焊(han)接(jie)(jie)完畢,墊(dian)(dian)(dian)板(ban)有一部分金屬被熔入(ru)焊(han)縫成為(wei)焊(han)縫金屬,與(yu)焊(han)件牢固地(di)焊(han)在(zai)一起。故要求(qiu)墊(dian)(dian)(dian)板(ban)的(de)化(hua)學(xue)成分、力學(xue)性能(neng)和耐(nai)蝕(shi)性與(yu)焊(han)件相同。永久(jiu)墊(dian)(dian)(dian)板(ban)的(de)尺(chi)寸見(jian)表3-17。永久(jiu)墊(dian)(dian)(dian)板(ban)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)的(de)裝(zhuang)配示意(yi)圖如圖3-24所示。焊(han)接(jie)(jie)容器封(feng)頭(tou)時(shi),如果容器內部無法施焊(han)時(shi),往(wang)往(wang)采用這(zhe)種(zhong)方法。
c. 鎖底對接接頭(tou)埋弧焊(han)
這種(zhong)焊(han)接方法適用于厚(hou)度大于10mm的構件,常用于小直(zhi)徑(jing)厚(hou)壁(bi)圓筒(tong)形焊(han)件的環縫焊(han)接,效(xiao)果很好。鎖底對接接頭焊(han)接如(ru)圖3-25所(suo)示。
d. 純銅墊埋弧(hu)焊
這(zhe)種焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法能(neng)使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)構(gou)(gou)件達到單面(mian)(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)(mian)成形的(de)目的(de)。純(chun)銅墊(dian)靠焊(han)(han)接(jie)(jie)夾(jia)具緊貼待焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭下面(mian)(mian)(mian),它與(yu)焊(han)(han)件之間(jian)(jian)間(jian)(jian)隙不允許(xu)大于(yu)0.5mm。各種形式的(de)純(chun)銅墊(dian)結構(gou)(gou)圖(tu)(tu)見圖(tu)(tu)3-26。純(chun)銅墊(dian)板的(de)形狀和尺寸見圖(tu)(tu)3-27和表3-18。在(zai)純(chun)銅墊(dian)接(jie)(jie)觸焊(han)(han)件的(de)一面(mian)(mian)(mian)開槽,槽的(de)中心要(yao)與(yu)接(jie)(jie)縫(feng)處對準,如果在(zai)槽內放焊(han)(han)劑(見圖(tu)(tu)3-26b),則槽的(de)寬(kuan)度和深度都要(yao)相應地加(jia)寬(kuan)加(jia)深。
e. 焊劑墊埋弧焊
這種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法也可使焊(han)(han)件(jian)達到單面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)(de)目的(de)(de)。要(yao)根據(ju)焊(han)(han)件(jian)厚度,在接(jie)(jie)(jie)縫(feng)(feng)(feng)下(xia)(xia)面(mian)(mian)墊(dian)(dian)上一層(ceng)(ceng)厚度為30~100mm的(de)(de)焊(han)(han)劑(ji),焊(han)(han)劑(ji)下(xia)(xia)面(mian)(mian)是一層(ceng)(ceng)絕緣的(de)(de)陶氈墊(dian)(dian),陶氈墊(dian)(dian)下(xia)(xia)面(mian)(mian)是封閉的(de)(de)橡膠管(guan)(guan),如(ru)圖(tu)3-28所示。接(jie)(jie)(jie)縫(feng)(feng)(feng)處與焊(han)(han)劑(ji)墊(dian)(dian)中(zhong)心要(yao)對中(zhong),當橡膠管(guan)(guan)一端通入壓(ya)縮空氣(qi)時(shi),焊(han)(han)劑(ji)被均勻地向上頂(ding)緊焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)處的(de)(de)下(xia)(xia)表(biao)面(mian)(mian)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi),電弧將熔透(tou)焊(han)(han)件(jian)并熔化(hua)一些焊(han)(han)劑(ji),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)單面(mian)(mian)焊(han)(han)雙面(mian)(mian)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)。假若(ruo)焊(han)(han)劑(ji)向上頂(ding)的(de)(de)壓(ya)力過(guo)大或過(guo)小,在焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)背面(mian)(mian)會(hui)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)凹槽或突起部分,嚴重(zhong)者甚至焊(han)(han)不成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing),圖(tu)3-29為焊(han)(han)劑(ji)壓(ya)力大小對焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)(de)影響。
f. 雙面對接(jie)埋(mai)弧(hu)焊(han)
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(ti)不(bu)銹鋼中等厚度板材的無墊雙面埋弧焊的焊接參數見表3-19。