1. 焊前(qian)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)單面焊對接坡(po)(po)口見(jian)表3-14(GB/T985.1-2008),雙面對接焊坡(po)(po)口見(jian)表3-15(GB/T 985.1-2008)。這(zhe)兩種(zhong)坡(po)(po)口形(xing)(xing)式按照完(wan)(wan)全(quan)熔透的(de)原則規(gui)定了對接接頭的(de)坡(po)(po)口形(xing)(xing)式和尺寸,對于不(bu)完(wan)(wan)全(quan)熔透的(de)對接接頭允許采用其他(ta)形(xing)(xing)式的(de)焊接坡(po)(po)口。這(zhe)兩種(zhong)坡(po)(po)口形(xing)(xing)式也是全(quan)國壓(ya)力容器(qi)標準化技術委(wei)員會推薦在壓(ya)力容器(qi)及壓(ya)力元件中(zhong)使用。對接接頭待(dai)焊處之間間隙和坡(po)(po)口鈍邊要均勻(yun)一致,不(bu)然(ran)焊接時就不(bu)可避免地(di)產(chan)生燒(shao)穿、未(wei)焊透、未(wei)熔合或(huo)者(zhe)表面成形(xing)(xing)不(bu)好等缺(que)陷(xian)。
施焊(han)(han)(han)以前要配備引(yin)弧(hu)(hu)板和(he)引(yin)出板,縱焊(han)(han)(han)縫引(yin)弧(hu)(hu)板的(de)厚(hou)度(du)和(he)化(hua)學成分要與(yu)待(dai)(dai)焊(han)(han)(han)材料(liao)一致,引(yin)弧(hu)(hu)板的(de)長度(du)不(bu)(bu)小(xiao)于(yu)(yu)150mm,寬(kuan)度(du)不(bu)(bu)小(xiao)于(yu)(yu)50mm,引(yin)弧(hu)(hu)板和(he)引(yin)出板與(yu)待(dai)(dai)焊(han)(han)(han)件之間(jian)要平齊(qi),不(bu)(bu)允許(xu)留有間(jian)隙(xi)。焊(han)(han)(han)接環焊(han)(han)(han)縫不(bu)(bu)能(neng)用引(yin)弧(hu)(hu)板和(he)引(yin)出板時(shi),只好在(zai)待(dai)(dai)焊(han)(han)(han)處引(yin)弧(hu)(hu),焊(han)(han)(han)過一段距離(li)后,要將引(yin)弧(hu)(hu)處進行修整(zheng);收(shou)弧(hu)(hu)時(shi),仍在(zai)焊(han)(han)(han)縫上收(shou)弧(hu)(hu),但必須修磨收(shou)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)縫,不(bu)(bu)允許(xu)有弧(hu)(hu)坑(keng)(keng)裂(lie)紋(wen)和(he)弧(hu)(hu)坑(keng)(keng)凹陷。
2. 焊接參數
埋(mai)弧(hu)(hu)焊的焊接(jie)參(can)數項目比焊條電弧(hu)(hu)焊多,有焊接(jie)電流、電弧(hu)(hu)電壓(ya)、焊絲(si)直徑、焊絲(si)輸送速度(du)和焊接(jie)速度(du)等。
焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)的(de)大小(xiao)直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)影響(xiang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池(chi)的(de)深(shen)淺,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)大,熱輸入(ru)大,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池(chi)就(jiu)深(shen);反之就(jiu)淺。電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)隨(sui)著電(dian)(dian)弧(hu)長(chang)度(du)(du)(du)的(de)變(bian)化而變(bian)化,電(dian)(dian)弧(hu)拉長(chang)了,電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)就(jiu)升高(gao),焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)度(du)(du)(du)明(ming)顯增(zeng)寬(kuan),焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池(chi)的(de)深(shen)度(du)(du)(du)就(jiu)減(jian)小(xiao)了。當焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)和電(dian)(dian)弧(hu)電(dian)(dian)壓(ya)不(bu)變(bian)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)(du)一提(ti)高(gao),電(dian)(dian)弧(hu)給予(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔(rong)(rong)(rong)池(chi)中單位長(chang)度(du)(du)(du)熱量勢(shi)必減(jian)少(shao),隨(sui)著導致焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)深(shen)和焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)度(du)(du)(du)減(jian)小(xiao),焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)直(zhi)徑的(de)加粗,擴大了電(dian)(dian)弧(hu)范圍,使熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)增(zeng)加;如果(guo)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流(liu)保持(chi)不(bu)變(bian),則熔(rong)(rong)(rong)深(shen)將相(xiang)應(ying)地減(jian)少(shao)。上述各項焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu)的(de)選擇(ze),不(bu)能(neng)(neng)單項考慮,要(yao)(yao)有機地匹(pi)配,進行綜(zong)合(he)(he)平衡分析,找出一個主要(yao)(yao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu),再充(chong)分試驗后,才能(neng)(neng)制訂出最佳參(can)數(shu)。產品施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)以前,一定(ding)要(yao)(yao)用試板進行模擬焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試驗,當試板焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)力(li)學性能(neng)(neng)和耐(nai)蝕性均(jun)滿足產品設(she)計圖樣技術要(yao)(yao)求后才能(neng)(neng)對(dui)產品進行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。對(dui)于壓(ya)力(li)容器受壓(ya)元件的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie),要(yao)(yao)經(jing)過焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工(gong)藝評定(ding)合(he)(he)格后,方(fang)能(neng)(neng)在產品上正式施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。表3-16所列(lie)出的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數(shu)可(ke)供參(can)考。
3. 操(cao)作(zuo)因素
焊(han)(han)(han)絲(si)傾(qing)(qing)斜方向(xiang)分為前(qian)(qian)傾(qing)(qing)和后傾(qing)(qing)兩各種(zhong),如(ru)圖3-21所示。焊(han)(han)(han)絲(si)傾(qing)(qing)角(jiao)的(de)大(da)小不同(tong),電弧對(dui)熔(rong)(rong)(rong)池(chi)的(de)力(li)和熱作用(yong)(yong)(yong)也就(jiu)不同(tong),從而(er)影響(xiang)到(dao)焊(han)(han)(han)縫(feng)成形。當焊(han)(han)(han)絲(si)以(yi)一定(ding)傾(qing)(qing)角(jiao)向(xiang)后傾(qing)(qing)時(shi),電弧力(li)對(dui)熔(rong)(rong)(rong)池(chi)金屬(shu)的(de)后緣作用(yong)(yong)(yong)減弱,熔(rong)(rong)(rong)池(chi)底部的(de)金屬(shu)受(shou)熱減少(shao),故熔(rong)(rong)(rong)深變淺,如(ru)圖3-21c所示。后傾(qing)(qing)角(jiao)越大(da),熔(rong)(rong)(rong)深越淺而(er)熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)增寬(kuan)。相反,當焊(han)(han)(han)絲(si)作適當前(qian)(qian)傾(qing)(qing)時(shi)可(ke)少(shao)許(xu)提(ti)高熔(rong)(rong)(rong)深。這種(zhong)前(qian)(qian)傾(qing)(qing)斜焊(han)(han)(han)絲(si)的(de)方法(fa),通常(chang)較少(shao)采用(yong)(yong)(yong),只有在特定(ding)情況(kuang)下(xia)使用(yong)(yong)(yong),如(ru)焊(han)(han)(han)接小直徑圓筒形焊(han)(han)(han)件的(de)環(huan)焊(han)(han)(han)縫(feng)就(jiu)采用(yong)(yong)(yong)這種(zhong)方法(fa)。
焊(han)(han)(han)件(jian)在傾(qing)斜(xie)位置焊(han)(han)(han)接時,有(you)上(shang)(shang)(shang)坡(po)焊(han)(han)(han)和(he)下(xia)(xia)坡(po)焊(han)(han)(han)之(zhi)分,如圖3-22所示(shi),它們對焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)成(cheng)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)影響有(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)不同。上(shang)(shang)(shang)坡(po)焊(han)(han)(han)時,焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)余高過高,兩側易(yi)出(chu)現(xian)咬邊(bian),焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)表面成(cheng)形(xing)(xing)明(ming)顯惡(e)化,實際工作(zuo)中應避免采用(yong)上(shang)(shang)(shang)坡(po)焊(han)(han)(han)。下(xia)(xia)坡(po)焊(han)(han)(han)與上(shang)(shang)(shang)坡(po)焊(han)(han)(han)相反,焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)熔(rong)深和(he)余高均有(you)所減少(shao),而熔(rong)寬略(lve)有(you)增加,焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)成(cheng)形(xing)(xing)得到改善(shan)。在焊(han)(han)(han)接圓筒焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)(de)內、外環焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)時,一般采用(yong)下(xia)(xia)坡(po)焊(han)(han)(han),以(yi)減少(shao)發生(sheng)燒穿的(de)(de)(de)現(xian)象并(bing)改善(shan)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)成(cheng)形(xing)(xing)。當然(ran),焊(han)(han)(han)件(jian)下(xia)(xia)坡(po)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)角度過大也會(hui)產生(sheng)未焊(han)(han)(han)透。
4. 施焊工藝與(yu)程(cheng)序
埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)(gang)的施焊(han)(han)工藝(yi),程(cheng)序大體與普通碳鋼(gang)(gang)相同。埋(mai)(mai)弧焊(han)(han)最(zui)適宜焊(han)(han)接對(dui)接和(he)角(jiao)接平焊(han)(han)縫,大致有幾種(zhong):
a. 先進行焊條電弧焊
這(zhe)種施焊(han)(han)工藝比較簡單,焊(han)(han)接不需要特別(bie)強固(gu)工裝,而是(shi)先用焊(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)預先封底焊(han)(han)。要求焊(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)的熔深達(da)到板厚的1/3,焊(han)(han)完(wan)以后(hou),清理焊(han)(han)縫(feng)。清除掉焊(han)(han)縫(feng)缺(que)陷后(hou),在另一面進行埋弧(hu)焊(han)(han),如圖(tu)3-23所示。
b. 永久墊板(ban)埋(mai)弧焊
這是指焊(han)(han)(han)(han)件裝配(pei)時(shi)將同種(zhong)鋼(gang)材的墊(dian)板(ban)緊密地(di)貼(tie)在(zai)接(jie)頭下部用(yong)定位(wei)焊(han)(han)(han)(han)固定,進行單面熔(rong)透焊(han)(han)(han)(han)的一種(zhong)工藝。此時(shi)要(yao)求墊(dian)板(ban)與焊(han)(han)(han)(han)件之間(jian)間(jian)隙不得超過0.5~1.0mm,否則液態金(jin)屬或熔(rong)渣必然從(cong)間(jian)隙處(chu)流出或嵌入夾縫中(zhong)間(jian)而(er)造成焊(han)(han)(han)(han)接(jie)缺隙。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)完畢,墊(dian)板(ban)有一部分金(jin)屬被熔(rong)入焊(han)(han)(han)(han)縫成為焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬,與焊(han)(han)(han)(han)件牢固地(di)焊(han)(han)(han)(han)在(zai)一起。故要(yao)求墊(dian)板(ban)的化(hua)學成分、力學性(xing)能和耐蝕(shi)性(xing)與焊(han)(han)(han)(han)件相同。永(yong)久(jiu)墊(dian)板(ban)的尺(chi)寸見(jian)表3-17。永(yong)久(jiu)墊(dian)板(ban)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)的裝配(pei)示意圖(tu)如(ru)圖(tu)3-24所示。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)容器(qi)封頭時(shi),如(ru)果容器(qi)內部無法施焊(han)(han)(han)(han)時(shi),往往采用(yong)這種(zhong)方法。
c. 鎖底對接接頭(tou)埋(mai)弧焊(han)
這種焊接(jie)(jie)方法適用(yong)于(yu)厚度(du)大于(yu)10mm的構件,常用(yong)于(yu)小直(zhi)徑厚壁(bi)圓筒形焊件的環縫焊接(jie)(jie),效果(guo)很好。鎖底對接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭焊接(jie)(jie)如圖3-25所示。
d. 純銅墊埋(mai)弧(hu)焊
這(zhe)種焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法能使焊(han)接(jie)(jie)(jie)構(gou)件達到單面(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)成形(xing)(xing)的(de)(de)目的(de)(de)。純銅(tong)墊靠(kao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)夾具緊貼待(dai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭下(xia)面(mian),它與焊(han)件之間(jian)間(jian)隙不允(yun)許大于(yu)0.5mm。各種形(xing)(xing)式的(de)(de)純銅(tong)墊結構(gou)圖(tu)見(jian)圖(tu)3-26。純銅(tong)墊板的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)和尺寸見(jian)圖(tu)3-27和表3-18。在純銅(tong)墊接(jie)(jie)(jie)觸焊(han)件的(de)(de)一面(mian)開槽,槽的(de)(de)中心要與接(jie)(jie)(jie)縫處對(dui)準,如果在槽內(nei)放焊(han)劑(見(jian)圖(tu)3-26b),則槽的(de)(de)寬度和深度都要相應地加寬加深。
e. 焊劑(ji)墊埋(mai)弧(hu)焊
這(zhe)種焊(han)(han)(han)接方法也可使焊(han)(han)(han)件(jian)達到單(dan)面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。要根據焊(han)(han)(han)件(jian)厚(hou)度(du),在接縫(feng)(feng)下面墊上(shang)一層(ceng)厚(hou)度(du)為30~100mm的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)下面是(shi)一層(ceng)絕緣(yuan)的(de)(de)(de)陶氈(zhan)墊,陶氈(zhan)墊下面是(shi)封閉的(de)(de)(de)橡膠管(guan),如圖3-28所(suo)示。接縫(feng)(feng)處與焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)墊中心要對中,當橡膠管(guan)一端通入壓縮空氣時,焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)被均勻地(di)向(xiang)(xiang)上(shang)頂緊(jin)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)處的(de)(de)(de)下表(biao)面。焊(han)(han)(han)接時,電弧將熔透焊(han)(han)(han)件(jian)并熔化一些焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)面焊(han)(han)(han)雙面成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)。假若焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)向(xiang)(xiang)上(shang)頂的(de)(de)(de)壓力(li)過(guo)大或過(guo)小(xiao),在焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)背面會(hui)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)凹槽(cao)或突(tu)起部分,嚴(yan)重(zhong)者甚(shen)至焊(han)(han)(han)不成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing),圖3-29為焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)壓力(li)大小(xiao)對焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de)(de)(de)影響。
f. 雙面(mian)對接埋弧焊(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(gang)中等厚度板材的無墊雙面埋弧焊的焊接參數見表3-19。