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(yong)的單面焊(han)對(dui)接(jie)坡(po)口(kou)(kou)見(jian)表3-14(GB/T985.1-2008),雙面對(dui)接(jie)焊(han)坡(po)口(kou)(kou)見(jian)表3-15(GB/T 985.1-2008)。這(zhe)兩種坡(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式(shi)按(an)照完全(quan)熔(rong)透的原(yuan)則規定了對(dui)接(jie)接(jie)頭的坡(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式(shi)和(he)尺寸(cun),對(dui)于不完全(quan)熔(rong)透的對(dui)接(jie)接(jie)頭允許(xu)采用(yong)其他(ta)形(xing)(xing)式(shi)的焊(han)接(jie)坡(po)口(kou)(kou)。這(zhe)兩種坡(po)口(kou)(kou)形(xing)(xing)式(shi)也是(shi)全(quan)國(guo)壓(ya)(ya)力容(rong)(rong)器標準化(hua)技術委員會推薦(jian)在壓(ya)(ya)力容(rong)(rong)器及壓(ya)(ya)力元件中使用(yong)。對(dui)接(jie)接(jie)頭待焊(han)處之間(jian)間(jian)隙(xi)和(he)坡(po)口(kou)(kou)鈍邊要均(jun)勻一致,不然焊(han)接(jie)時就不可避免地產生燒穿(chuan)、未焊(han)透、未熔(rong)合或(huo)者(zhe)表面成形(xing)(xing)不好(hao)等(deng)缺陷。
施焊以(yi)前(qian)要(yao)(yao)配備引(yin)弧板(ban)(ban)(ban)和(he)(he)引(yin)出板(ban)(ban)(ban),縱焊縫(feng)引(yin)弧板(ban)(ban)(ban)的厚度(du)(du)和(he)(he)化學成分要(yao)(yao)與待(dai)焊材料(liao)一(yi)致,引(yin)弧板(ban)(ban)(ban)的長度(du)(du)不(bu)小(xiao)于(yu)150mm,寬度(du)(du)不(bu)小(xiao)于(yu)50mm,引(yin)弧板(ban)(ban)(ban)和(he)(he)引(yin)出板(ban)(ban)(ban)與待(dai)焊件之間要(yao)(yao)平齊,不(bu)允(yun)(yun)許留有(you)間隙。焊接環(huan)焊縫(feng)不(bu)能用引(yin)弧板(ban)(ban)(ban)和(he)(he)引(yin)出板(ban)(ban)(ban)時,只(zhi)好在待(dai)焊處引(yin)弧,焊過一(yi)段距(ju)離后,要(yao)(yao)將引(yin)弧處進(jin)行(xing)修整;收弧時,仍在焊縫(feng)上收弧,但必須(xu)修磨收弧焊縫(feng),不(bu)允(yun)(yun)許有(you)弧坑裂紋和(he)(he)弧坑凹陷。
2. 焊接參數(shu)
埋弧(hu)焊(han)的焊(han)接參(can)數項目(mu)比(bi)焊(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)多,有焊(han)接電(dian)流(liu)、電(dian)弧(hu)電(dian)壓、焊(han)絲直徑、焊(han)絲輸送速度和焊(han)接速度等。
焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流的大小直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)影響焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池(chi)(chi)的深(shen)(shen)淺(qian),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流大,熱輸入(ru)大,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池(chi)(chi)就(jiu)深(shen)(shen);反之就(jiu)淺(qian)。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)隨(sui)著(zhu)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)長(chang)度(du)(du)的變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua),電(dian)(dian)弧(hu)(hu)拉(la)長(chang)了,電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)就(jiu)升高(gao),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)度(du)(du)明(ming)顯增(zeng)(zeng)寬(kuan),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池(chi)(chi)的深(shen)(shen)度(du)(du)就(jiu)減小了。當焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流和(he)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)電(dian)(dian)壓(ya)不(bu)變(bian)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)一(yi)提(ti)高(gao),電(dian)(dian)弧(hu)(hu)給予焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熔池(chi)(chi)中單位長(chang)度(du)(du)熱量勢必減少,隨(sui)著(zhu)導致焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)熔深(shen)(shen)和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬(kuan)度(du)(du)減小,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲直(zhi)徑的加(jia)粗,擴大了電(dian)(dian)弧(hu)(hu)范圍,使(shi)熔寬(kuan)增(zeng)(zeng)加(jia);如(ru)果焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)流保持不(bu)變(bian),則熔深(shen)(shen)將相應地減少。上述各項焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數的選擇(ze),不(bu)能(neng)單項考(kao)慮,要(yao)有機地匹配,進行綜合平衡分析,找出(chu)一(yi)個(ge)主要(yao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數,再充分試驗(yan)后,才能(neng)制訂出(chu)最佳參(can)數。產(chan)(chan)品施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)以前,一(yi)定要(yao)用試板(ban)進行模擬焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試驗(yan),當試板(ban)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭的力學性(xing)能(neng)和(he)耐蝕(shi)性(xing)均(jun)滿足(zu)產(chan)(chan)品設計圖樣技術要(yao)求后才能(neng)對產(chan)(chan)品進行施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)。對于壓(ya)力容器受壓(ya)元件的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie),要(yao)經過焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工(gong)藝評定合格后,方能(neng)在產(chan)(chan)品上正式施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)。表3-16所列(lie)出(chu)的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數可供參(can)考(kao)。
3. 操作因素
焊(han)(han)(han)絲(si)傾(qing)斜方(fang)向分為前傾(qing)和后傾(qing)兩各種,如(ru)圖(tu)(tu)3-21所示。焊(han)(han)(han)絲(si)傾(qing)角(jiao)(jiao)的大小(xiao)(xiao)不同,電(dian)弧對熔(rong)池的力和熱作(zuo)(zuo)用(yong)也就不同,從而影響到焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形(xing)。當焊(han)(han)(han)絲(si)以一定傾(qing)角(jiao)(jiao)向后傾(qing)時,電(dian)弧力對熔(rong)池金屬的后緣作(zuo)(zuo)用(yong)減(jian)弱(ruo),熔(rong)池底部的金屬受熱減(jian)少,故(gu)熔(rong)深(shen)(shen)變淺,如(ru)圖(tu)(tu)3-21c所示。后傾(qing)角(jiao)(jiao)越大,熔(rong)深(shen)(shen)越淺而熔(rong)寬增寬。相反,當焊(han)(han)(han)絲(si)作(zuo)(zuo)適當前傾(qing)時可(ke)少許(xu)提高熔(rong)深(shen)(shen)。這種前傾(qing)斜焊(han)(han)(han)絲(si)的方(fang)法(fa),通常(chang)較少采用(yong),只有在特定情(qing)況下使用(yong),如(ru)焊(han)(han)(han)接小(xiao)(xiao)直徑圓(yuan)筒形(xing)焊(han)(han)(han)件的環焊(han)(han)(han)縫就采用(yong)這種方(fang)法(fa)。
焊(han)(han)(han)(han)件在傾斜(xie)位置焊(han)(han)(han)(han)接時(shi),有(you)上坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)和下(xia)(xia)坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)之分(fen),如圖3-22所示,它們對(dui)焊(han)(han)(han)(han)縫成形的影響有(you)明(ming)(ming)顯(xian)的不同。上坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)縫余高(gao)(gao)過高(gao)(gao),兩側易出現(xian)咬邊(bian),焊(han)(han)(han)(han)縫表(biao)面成形明(ming)(ming)顯(xian)惡化,實(shi)際工作中應(ying)避免(mian)采(cai)用上坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)。下(xia)(xia)坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)與上坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)相反(fan),焊(han)(han)(han)(han)縫的熔深(shen)和余高(gao)(gao)均有(you)所減(jian)少(shao),而熔寬(kuan)略有(you)增加,焊(han)(han)(han)(han)縫成形得到改善。在焊(han)(han)(han)(han)接圓筒焊(han)(han)(han)(han)件的內(nei)、外環焊(han)(han)(han)(han)縫時(shi),一般采(cai)用下(xia)(xia)坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han),以減(jian)少(shao)發(fa)生(sheng)燒(shao)穿的現(xian)象并改善焊(han)(han)(han)(han)縫成形。當然,焊(han)(han)(han)(han)件下(xia)(xia)坡(po)(po)(po)焊(han)(han)(han)(han)的角度過大也會產(chan)生(sheng)未(wei)焊(han)(han)(han)(han)透。
4. 施焊工藝與程序
埋(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)奧氏體型不銹(xiu)鋼的施焊(han)(han)工藝,程序大體與(yu)普通(tong)碳鋼相同。埋(mai)弧焊(han)(han)最適宜焊(han)(han)接(jie)對接(jie)和角接(jie)平(ping)焊(han)(han)縫,大致有(you)幾種:
a. 先進(jin)行焊條電弧焊
這(zhe)種施焊(han)(han)工(gong)(gong)藝比(bi)較簡單,焊(han)(han)接不(bu)需(xu)要特別強固工(gong)(gong)裝,而是先(xian)用焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)預(yu)先(xian)封底焊(han)(han)。要求(qiu)焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)的(de)熔深達(da)到板厚的(de)1/3,焊(han)(han)完以(yi)后,清理焊(han)(han)縫。清除掉(diao)焊(han)(han)縫缺(que)陷后,在另(ling)一(yi)面進行埋(mai)弧(hu)焊(han)(han),如圖3-23所示(shi)。
b. 永久墊板埋弧(hu)焊
這(zhe)是指(zhi)焊(han)(han)件裝(zhuang)配時將同(tong)種鋼材的(de)(de)(de)墊(dian)(dian)板(ban)(ban)(ban)(ban)緊密(mi)地貼在接(jie)頭(tou)下部(bu)用定(ding)位(wei)焊(han)(han)固(gu)定(ding),進行(xing)單面熔(rong)透(tou)焊(han)(han)的(de)(de)(de)一種工藝。此時要求(qiu)墊(dian)(dian)板(ban)(ban)(ban)(ban)與焊(han)(han)件之間間隙(xi)不得超過0.5~1.0mm,否則液態(tai)金屬(shu)或熔(rong)渣必(bi)然從(cong)間隙(xi)處(chu)流(liu)出或嵌入(ru)夾縫中(zhong)間而(er)造成(cheng)焊(han)(han)接(jie)缺隙(xi)。焊(han)(han)接(jie)完畢,墊(dian)(dian)板(ban)(ban)(ban)(ban)有一部(bu)分金屬(shu)被熔(rong)入(ru)焊(han)(han)縫成(cheng)為焊(han)(han)縫金屬(shu),與焊(han)(han)件牢(lao)固(gu)地焊(han)(han)在一起(qi)。故要求(qiu)墊(dian)(dian)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分、力學(xue)性能和(he)耐(nai)蝕性與焊(han)(han)件相同(tong)。永(yong)久(jiu)墊(dian)(dian)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)尺寸見表3-17。永(yong)久(jiu)墊(dian)(dian)板(ban)(ban)(ban)(ban)焊(han)(han)接(jie)時的(de)(de)(de)裝(zhuang)配示意圖如圖3-24所示。焊(han)(han)接(jie)容器(qi)封頭(tou)時,如果容器(qi)內部(bu)無法施焊(han)(han)時,往(wang)往(wang)采用這(zhe)種方法。
c. 鎖底對接接頭(tou)埋弧(hu)焊
這種(zhong)焊接方法(fa)適用于厚(hou)度大于10mm的(de)(de)構(gou)件,常用于小(xiao)直徑厚(hou)壁圓(yuan)筒形焊件的(de)(de)環(huan)縫焊接,效果很(hen)好。鎖底對接接頭焊接如圖3-25所示。
d. 純銅墊(dian)埋弧焊(han)
這種焊(han)接方法能使焊(han)接構件達到單面(mian)(mian)(mian)焊(han)雙面(mian)(mian)(mian)成形(xing)的目的。純銅(tong)墊靠焊(han)接夾具緊貼待焊(han)接接頭下面(mian)(mian)(mian),它與焊(han)件之間間隙不允許大于0.5mm。各(ge)種形(xing)式(shi)的純銅(tong)墊結(jie)構圖(tu)見圖(tu)3-26。純銅(tong)墊板的形(xing)狀和(he)尺(chi)寸見圖(tu)3-27和(he)表3-18。在純銅(tong)墊接觸焊(han)件的一面(mian)(mian)(mian)開槽(cao),槽(cao)的中心要與接縫(feng)處對準,如果在槽(cao)內放焊(han)劑(ji)(見圖(tu)3-26b),則槽(cao)的寬(kuan)度(du)和(he)深(shen)度(du)都(dou)要相應地加寬(kuan)加深(shen)。
e. 焊劑墊埋弧焊
這種焊(han)接(jie)方法也可使(shi)焊(han)件(jian)達到單(dan)面(mian)(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)(mian)成(cheng)形(xing)的目的。要根據焊(han)件(jian)厚度,在(zai)接(jie)縫(feng)(feng)下(xia)面(mian)(mian)墊上一層(ceng)厚度為30~100mm的焊(han)劑(ji),焊(han)劑(ji)下(xia)面(mian)(mian)是(shi)一層(ceng)絕緣的陶(tao)氈墊,陶(tao)氈墊下(xia)面(mian)(mian)是(shi)封閉的橡膠(jiao)(jiao)管(guan),如圖3-28所示。接(jie)縫(feng)(feng)處與焊(han)劑(ji)墊中心要對(dui)中,當橡膠(jiao)(jiao)管(guan)一端通入壓(ya)縮空氣(qi)時,焊(han)劑(ji)被均勻地(di)向上頂(ding)緊焊(han)縫(feng)(feng)處的下(xia)表面(mian)(mian)。焊(han)接(jie)時,電(dian)弧將熔透(tou)焊(han)件(jian)并熔化一些(xie)焊(han)劑(ji),形(xing)成(cheng)單(dan)面(mian)(mian)焊(han)雙(shuang)面(mian)(mian)成(cheng)形(xing)的焊(han)縫(feng)(feng)。假若焊(han)劑(ji)向上頂(ding)的壓(ya)力(li)過(guo)大或(huo)過(guo)小(xiao),在(zai)焊(han)縫(feng)(feng)背面(mian)(mian)會形(xing)成(cheng)凹(ao)槽或(huo)突(tu)起部分,嚴重者甚至焊(han)不成(cheng)形(xing),圖3-29為焊(han)劑(ji)壓(ya)力(li)大小(xiao)對(dui)焊(han)縫(feng)(feng)成(cheng)形(xing)的影響。
f. 雙面對接埋弧焊
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。有關奧氏體不銹(xiu)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。