不锈钢焊接工艺要点和注意事项.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流不锈钢焊接工艺要点和注意事项.精品文档.不锈钢焊接工艺要点和注意事项0 概述不锈钢最常用的焊接方法是手工焊(MMA),其次是金属极气体保护焊(MIG/MAG)和钨极惰性气体保护焊(TIG)。焊前准备:(1)4mm以下的厚度不用开破口,直接焊接,单面一次焊透。(2)4到6 mm厚度对接焊缝可采用不开破口接头双面焊。(3)6 mm以上,一般开V或U,X形坡口。其次:对焊件,填充焊丝进行除油和去氧化皮。以保证焊接质量。焊接参数:包括焊接电流,钨极直径,弧长,电弧电压,焊接速度,保护气流,喷嘴直径等。(1)焊接电流是决定焊缝成形的关键因素。通常根据焊
2、件材料,厚度,及坡口形状来决定的。(2)焊极直径根据焊接电流大小决定,电流越大,直径也越大。(3)焊弧和电弧电压,弧长范围约0.5到3mm,对应的电弧电压为810V。(4)焊速:选择时要考虑到电流大小,焊件材料敏感度,焊接位置及操作方式等因素决定。 1 手工焊(MMA):手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法。电弧的长度靠人的手进行调节,它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小。同时,当作为电弧载体时,电焊条也是焊缝填充材料。这种焊接方法很简单,可以用来焊接几乎所有材料。对于室外使用,它有很好的适应性,即使在水下使用也没问题。在电极焊中,电弧长度决定于人的手:当你改变电极与工件的缝隙时,你也改变
3、了电弧的长度.在大多数情况下,焊接采用直流电,电极既作为电弧载体,同时也作为焊缝填充材料。电极由合金或非合金金属芯丝和焊条药皮组成,这层药皮保护焊缝不受空气的侵害,同时稳定电弧,它还引起渣层的形成,保护焊缝使它成型。电焊条既可以是钛型焊条,也可以是碱性的,这决定于药皮的厚度和成分。钛型焊条易于焊接,焊缝扁平美观,且焊渣易于去除。如果焊条贮存时间长,必须重新烘烤,因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚。不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项: (1)采用平特性焊接电源,直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊,但送丝轮的压力请稍调松。(2)保护气体一般为二氧化碳气体,气体流量以2025L/m
4、in较适宜。 (3)焊嘴与工件间的距离以1525mm为宜。 (4)干伸长度:一般的焊接电流为250A以下时约15mm,250A以上时约2025mm较为合适。2 MIG/MAG焊接:这是一种自动气体保护电弧焊接方法。在这种方法中,电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间稳定发热,机器送入的金属丝作为焊条,在自身电弧下融化。由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点,至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法,适用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料。这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法。当焊接钢时,MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求。这里使用的保护气体是活性气体,如二氧
5、化碳或混合气体。不锈钢MIG焊要点及注意事项:(1)采用平特性焊接电源,直流时采用反极性(焊丝接正极)。(2)一般采用纯氩气(纯度为99.99%)或Ar+2%O2,流量以2025L/min为宜。 (3)电弧长度:不锈钢的MIG焊接,一般都在喷射过渡的条件下来施焊,电压要调整到弧长在46mm的程度。 (4)防风:MIG焊接容易受到风的影响,有时微风而产生气孔,所以风速在0.5m/sec以上的地方,都应当采取防风措施。 (5)防潮:室外焊接时,必须保护工件不受潮,以保持气体的保护效果。3 TIG焊接:电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生,一般使用的保护气体是纯氩气,送入的焊丝不带电,既可以手送,也可
6、以机械送,还有一些特定用途则不需要送入焊丝。被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电:采用直流电时,钨电焊丝设定为负极,因为它有很深的焊透能力,对于不同种类的钢是很合适的,但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”。 TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广,包括厚度在0.6mm及其以上的工件,材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅。主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件,在较厚的截面上作为焊根焊道使用。不锈钢TIG焊要点及注意事项:(1)采用垂直外特性的电源,直流时采用正极性(焊丝接负极)。 (2)一般适合于6mm以下薄板的焊接,具有焊缝成型美观,焊接变形
7、量小的特点。 (3)保护气体为氩气,纯度为99.99%。当焊接电流为50150A时,氩气流量为810L/min,当电流为150250A时,氩气流量为1215L/min。 (4)钨极从气体喷嘴突出的长度,以45mm为佳,在角焊等遮蔽性差的地方是23mm,在开槽深的地方是56mm,喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。 (5)为防止焊接气孔之出现,焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。 (6)焊接电弧长度,焊接普通钢时,以24mm为佳,而焊接不锈钢时,以13mm为佳,过长则保护效果不好。 (7)对接打底时,为防止底层焊道的背面被氧化,背面也需要实施气体保护。 (8)为使氩气很好地保护焊接熔池,和便于
8、施焊操作,钨极中心线与焊接处工件一般应保持8085角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小,一般为10左右。(9)防风与换气。有风的地方,务请采取挡网的措施,而在室内则应采取适当的换气措施。试述MAG焊不锈钢的焊接特点。MAG焊不锈钢一般采用直流电源和反极性连接。保护气体不采用纯氩,因为这将引起电弧不稳和焊缝成形不好。通常选用弱氧化性气体保护,如Ar (1%5%)O2或Ar(5%10%)CO2。焊接厚板时还可以采用Ar (30%50%)He的惰性气体混合物。采用氧化性混合气体作为保护气体有如下特点:1)加入少量氧化性气体,能够降低液体金属表面张力,从而能降低射流过渡临界电流,提高熔滴过渡稳定性。
9、2)稳定阴极斑点,由于在熔池上不断生成新的阴极斑点,所以电弧不飘摆,主要落在熔池上,提高了电弧的稳定性。3)由于电弧稳定和提高了熔池金属的流动性,从而改善了焊缝成形,表面美观。常见焊接缺陷类型产生原因与防止措施1)焊缝尺寸不符合要求角焊缝的K值不等一般发生在角平焊,也称偏下。偏下或焊缝没有圆滑过渡会引起应力集中,容易产生焊接裂纹。焊条角度问题,应该考虑铁水瘦重力影响问题。许多教授在编写教材注重理论性而忽略实用性。焊条角度适当上抬,48/42度合适。另外,在K值要求较大时,尽量采用斜圆圈型运条方法。 焊缝宽窄不一致:一是运条速度不均匀,忽快忽慢所致;二是坡口宽度不均匀,焊接时没有进行调整。三是在
10、熔池边缘停留时间不均匀。所以焊接时焊接速度均匀、考虑坡口宽度、熔池边缘停留时间合适。 焊缝高低不一致:与焊接速度不均匀有关外,与弧长变化有关。所以采用均匀的焊接速度、保持一定的弧长,是防止焊缝高低不一致的有效措施。 弧坑:息弧时过快。与焊接电流过大、收弧方法不当有关。平焊缝可以采用多种收弧方法,例如回焊法、画圈法、反复息弧法。立对接、立角焊采用反复息弧法,减小焊接电流法。 焊缝尺寸不符合要求,在凸起时应力集中,产生裂纹;在焊缝尺寸不足时,降低承载能力;所以在焊接前尽量预防,在焊接中尽量防止,在焊接以后及时修补,保证焊缝尺寸符合施工图纸要求。2)夹渣 夹渣是非金属化合物在焊接熔池冷却没有及时上浮
11、而被封闭在焊缝内,所以与清渣不够、打底层、填充层的成型太差、焊条角度没有进行调整而及时对准坡口两个死角,焊接速度过快、焊接电流过小、非正规的运条方法,没有分清铁水与熔渣,保持熔池的净化氛围。平对接采用合适推渣动作,分清铁水与熔池,焊条角度特别重要。 最容易产生夹渣的部位是:平对接各层、填充层与打底层结合部的两个死角,横对接打底层、填充层的最上部的夹角,仰对接的坡口边缘。实际就是焊缝成型没有实现略凹、或平,而特别容易形成过凸的成型所致。 夹渣降低焊缝有效截面使用性能,容易产生裂纹等其他缺陷,影响焊缝的致密性。3)未焊透与未熔合 未焊透一般产生在坡口根部,与埋弧焊偏丝、焊接电流过小、焊接速度快、坡
12、口角度过小、反面清根不彻底。未熔合一般产生在坡口边缘,与电弧在坡口边缘停留时间短、清渣不够、焊接电流过小、焊接速度过快有关。未焊透在X光底片上呈现一道黑直线,未熔合表现为断续的黑直线。 未焊透与未熔合都是不能允许的焊接缺陷,降低结构力学性能,特别是在冲击载荷、动载荷作用下会产生结构断裂。4)咬边与漏边 如果焊接电弧在坡口边缘停留时间过少而没有及时进行铁水的补充,留下的缺口就是咬边。所以焊接电弧一定在坡口边缘多做停留,焊接电流适当减少、焊条角度随焊条摆动而正确调整,让焊接电弧轴线始终对准坡口两边的夹角,特别是盖面层非常重要。 如果焊接电弧没有到达坡口边缘,焊缝容易产生不是咬边而是漏边。所以防止漏
13、边产生最重要的是焊接电弧一定过坡口边1-2mm,稍作停留,防止咬边产生。5)气孔的种类、产生原因与防止措施 定义:气孔是焊接熔池凝固时没有及时析出而残留在焊缝中形成的空穴。类型:一般容易产生氢气孔、氮气孔、co气孔。单个气孔、密集气孔、链状气孔、缩孔等类型气孔的判别:H气孔一般产生在焊缝表面,断面为旋涡状,表面为喇叭型,CO气孔沿结晶方向分布。N气孔分布焊缝表面,蜂窝状出现。 原因与防止措施:焊条种类不同,产生气孔倾向不同,碱性焊条容易产生气孔,特别是对油、锈、水敏感,焊条要进行烘干,保温2小时,一次领用量不超过4小时,采用保温桶。焊缝与坡口要求打磨干净,短弧焊接,引弧与息弧特别注意避免气孔产
14、生。 焊接方法不同注意气孔产生类型不同。CO2焊经常产生的N CO H 气孔,但是最容易产生的是N气孔。气焊容易产生CO气孔。与气体流量、气体纯度、电弧电压、焊接速度等有关。埋弧焊容易产生气孔与焊接速度有关。 缩孔是息弧时产生的一种特殊气孔,与收弧速度过快熔池失去保护形成。特别是海上平台焊接用焊条容易产生。采用清理坡口与焊缝、焊接电流合适、短弧、采用反复息弧法,而且采用较快的频率才能防止。6)裂纹 焊接裂纹是焊缝中不能允许的焊接缺陷。可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹与层状撕裂等。热裂纹与冷裂纹的不同之处:产生的时间与部位不同:热裂纹一般产生在焊接过程中,焊道上,冷裂纹一般产生在焊接以后,乃至数年
15、,焊道到母材延伸。形成形状与颜色不同:热裂纹一般是沿晶间开裂呈锯齿形,有氧化色彩;冷裂纹是沿晶间与晶内开裂,呈曲折形状,没有氧化色彩,呈现金属光泽。裂纹产生与金属种类有关:一般低碳钢不容易产生裂纹,包括热裂纹与冷裂纹。低合金高强度钢容易产生冷裂纹,对热裂纹敏感性小。不锈钢恰恰相反,特别容易产生热裂纹,而对冷裂纹敏感性小。裂纹产生与金属焊接性有关。金属焊接性越好,越不容易产生裂纹。焊接性越差,容易产生裂纹。例如铸铁、铜合金。防止方法:针对不同的金属焊接采用不同的焊接方法、工艺措施。例如焊接Q345采用合适焊接线能量、预热、保持层间温度、焊后热处理等措施防止冷裂纹产生;而在焊接不锈钢时,则采用限制
16、焊接电流等焊接工艺规范,采用小摆动、控制层间温度,采用退火焊道布置、敲击、防止弧坑裂纹与结晶裂纹。一般来说防止热裂纹的措施是:采用含硫量0.030% 含碳量0.15% 含锰量2.5%的、加入TI LV 的变质剂、形成双相组织的焊丝与焊条;严格控制焊接工艺参数,选择合适的焊缝成型系数,合理的焊接顺序与方向,采用小电流与多层多道焊等工艺措施,采用预热与缓冷等减少焊接应力的方法。防止冷裂纹的措施是:选用低氢型焊条、防止焊条受潮、清理焊接坡口的杂质,减少氢的来源;采用预热、控制层间温度、后热、焊后热处理、合理的装焊顺序和焊接方向。改善焊接结构的应力状态。防止再热裂纹措施:选用低强度高塑性焊条、适当提高
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