冷裂纹的产生是材料有淬硬倾向、焊缝中扩散氢含量多和焊接应力三要素作用的结果。预防的对策比较多:限制焊缝中的扩散氢含量,降低冷却速度和减少高温停留时间,以改善焊缝和热影响区组织结构,采用合理的焊接顺序,以减少焊接应力,选用合理的焊丝和工艺参数,减少过热和晶粒长大倾向,采用正确的收弧方法,填满弧坑,严格焊前清理,采用合理的坡口形式以减小熔合比。
单面焊双面成形的操作方法,不论对碳素钢、低合金钢或不锈钢的焊接,以及采用直流电源或交流电源,尽管焊接性能有很大差别,但其操作要领是一致的,主要要控制以下3个方面。
双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时,采用双Y形代替V形坡口,在同样厚度下,可减少焊缝金属量约1/2,并且可对称施焊,焊后的残余变形较小。缺点是焊接过程中要翻转焊件,在筒形焊件的内部施焊,使劳动条件变差。
药芯焊丝CO2气体保护焊(FCAW),焊接效率高,焊缝成形好;成本略高,不适合用于打底层焊缝焊接。④实心焊丝CO2气体保护焊(CO2),焊接效率较高,焊缝成形较好;成本较低,因其冲击韧性相对偏低,重要管道焊接时应慎重选择,对焊工技术要求较高。⑤实心焊丝混合气体保护焊(MAG),焊接效率较高,焊缝成形好;成本低,冲击韧性较高,适合重要管道焊接。
焊接变形应力小,由于电弧受氩气流的压缩和冷却作用,电弧热量集中,且氩弧的温度又很高,故热影响区小,故焊接时应力与变形小,特别造用于薄件焊接和管道打底焊。
气电焊:(气体保护焊)利用保护气体来保护焊接区的电弧焊。保护气体作为金属熔池的保护层把空气隔绝。采用的气体有惰性气体、还原性气体、氧化性气体适用于碳钢、合金钢、铜、铝等有色金属及其合金的焊接。氧化性气体适用于碳钢及合金钢的合金。
接头方法得当,焊缝正反两面均匀平滑且内部无缺陷;方法不当,则易产生焊瘤、余高超高、凹陷、脱节等缺陷。接头质量的好坏与引弧、焊缝收尾的质量有关。一般来说,引弧迅速得当,采用预热或前道焊接收尾处有温度保持较高,则焊缝头容易、接头质量好。若更换焊条动作缓慢或引弧时电弧不稳定,则不能获得良好的焊缝接头。
现场焊接时焊条筒均通电保温;对焊口进行通电预热、精准控温;采用校验合格的红外线测温仪对坡口根部温度进行测温,达到标准规定的预热温度后进行氩弧焊打底焊接。
焊接在英语中对应的词汇是welding,日语称为溶接,汉语中也有熔接的叫法。在古代焊接主要指熔化焊接。现代焊接技术包含三大类,熔化焊、钎焊、压力焊。
U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多,但这种坡口的加工较复杂。(二)坡口的几何尺寸(1)坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。(2)坡口面角度和坡口角度待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度,两坡口面之间的夹角叫坡口角度,见图1—12。(3)根部间隙焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙,见图1—12。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫装配间隙。
熔焊是在焊接过程中将焊件接缝处金属加热到熔化状态,一般不加压力而完成焊接的方法。熔焊时,热源将焊件接缝处的金属和必要时添加的填充金属迅速熔化形成熔池,熔池随热源的移动而延伸,冷却后形成焊缝。利用电能的熔焊,根据电加热的方法不同,分为电弧焊、电渣焊、电子束焊和激光焊几种。熔焊的适用面很广,在各种焊接方法中用得较普遍,尤其是其中的电弧焊。
人类科技的发展步伐其实早已超过了焊接技术发展的进度,眼下,在太空焊接和水下焊接两个领域,人类获得的进展非常有限。太空焊接的相关技术一直是各国非常关心的前沿领域之一,然而到目前为止也没有见到有突破性意义的进展。这是因为太空中处处是和地球焊接完全不同的高真空无重力环境,这种状态下熔池中的微小液滴很可能聚成球形或发生飞散,令焊点难以形成。
将工件焊接处局部加热到熔化状态,形成熔池(通常还加入填充金属),冷却结晶后形成焊缝,被焊工件结合为不可分离的整体。常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。
对接接头是应用较多的接头形式。当被焊工件较薄(板厚小于6毫米)时,在焊接接头处只要留有一定间隙就能保证焊透。当焊件厚度大于6毫米时,为了保证能焊透按板厚的不同,需要在接头处开处一定形状的坡口。对接接头常见的坡口形状。
CO2焊接的特点:(1)在焊接电弧高温作用下CO2会分解成CO、O2和O,对电弧具有叫强烈的压缩作用,从而导致该焊接方法的电弧形态具有弧柱直径较小,弧跟面积小且往往难于覆盖焊丝端部全部熔滴的特点,因此熔滴受到的过渡阻力(斑点力)较大而使熔滴粗化,过渡路径轴向性变差,飞溅率大;
氩弧焊的操作手法: 1、送丝:分内填丝和外填丝。 ①外填丝可以用于打底和填充,是用较大的电流,其焊丝头在坡口正面,左手捏焊丝,不断送进熔池进行焊接,其坡口间隙要求较小或没有间隙 ②其优点因为电流大、和间隙小,所以生产效率高,操作技能容易掌握。其缺点是用于打底的话因为操作者看不到钝边熔化和反面余高情况,所以容易产生未熔合和得不到理想的反面成形。
镜面焊简单地讲就是通过观察镜子内的熔池进行焊接的新型操作方法。即根据镜面成像原理,在肉眼无法观察到焊口位置附近放置一面镜子,通过观察镜子内的熔池来控制焊接操作的一种方法。主要用于密排管、墙面管、地面管、障碍物管等的焊接;在实际操作过程中,常用的焊接方法是焊条电弧焊、钨极氩弧焊、钎焊等;
划擦法:先将焊条末端对准焊件,然后将焊条在焊件表面划擦一下,当电弧引然后趁金属还没有开始大量熔化的一瞬间,立即使焊条末端与被焊表面的距离维持在2~4mm的距离,电弧就能稳定地燃烧。