单面焊双面成形质量差的原因及防止措施.doc
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1、论文题目: 单面焊双面成形质量差的 原因及防止措施 专业班级: 焊接1001 学生姓名: 指导教师: 完成日期: 目 录摘 要1引 言2第1章 单面焊双面成形技术的概念及常见的焊接缺陷31.1单面焊双面成形技术的概念31.2单面焊双面成形常见的焊接缺陷3第2章 单面焊双面成型的焊接方法42.1断弧焊42.2连弧焊4第3章 单面焊双面成形质量差引起的问题63.1 增加消耗,降低结构的质量和使用寿命63.2 焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁,引起安全事故6第4章 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析74.1 焊接电源自身因素引起的焊接质量差74.2 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响74.3
2、操作因素9第5章 防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施105.1 作好焊前准备105.2 焊接操作10第6章 手弧焊单面焊双面成型技巧和要领126.1五要领126.2六技巧14结 论18致 谢19参考文献20摘 要单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的限制。本文详细的介绍了焊接电源、焊接电流、焊接速度、电弧电压、焊接层数、焊条类形、焊条直径等工艺因素对单面焊双面成形技术焊接质量的影响和造成的相关缺陷。详细的分析了单面焊双面成形技术焊接质量差所引起的一系列问题及造成质量差的原因,提出了相应的防止措施,解决单面焊双面成形技术的缺陷,使单面焊双面成形技术进一步完善,
3、加以推广,并对单面焊双面成形作业具有一定的指导作用。关键词:单面焊双面成形,焊接,质量,原因,措施引 言焊接技术是一门重要的金属加工技术,尽管焊接技术发展很快,自动化程度也越来越高,但手工电弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在小直径容器和管道的焊接方面,单面焊双面成形焊接技术的作用更显突出。优质的单面焊双面成形焊接的焊缝表面应圆滑过渡至母材,表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、焊瘤、咬边等缺陷,焊缝内部同样不允许有缺陷。但焊接过程中由于设备、材料、工艺及操作等原因,使得形成的焊缝达不到质量要求,从而对结构的工作质量和使用寿命产生严重的影响。第1章 单面焊双面成形技术的概念及常见的焊接缺陷1.1单面
4、焊双面成形技术的概念单面焊双面成形技术是采用普通焊条,在不需要任何辅助措施条件下,只是坡口根部在进行组装定位焊时,应按焊接的不同操作手法留出不同的间隙,在坡口的正面进行焊接,就会在破口的正、背两面都能得到均匀整齐、成形良好,符合质量要求的焊缝。这种方法主要适用于板材对接接头、管状对接接头和骑座式管板接头。是锅炉、压力容器焊工应熟练掌握的操作技能。1.2单面焊双面成形常见的焊接缺陷1.2.1尺寸上的缺陷包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。焊缝外表高低不平和波纹粗劣,焊缝宽度不均匀、太宽或太窄,焊缝余高过低或过高,角焊缝焊脚尺寸不等都属于焊缝尺寸及形状不符合要求。这些缺陷不仅使焊缝成形不美,而
5、且容易造成应力集中,影响焊缝与母材的结合强度。1.2.2结构上的缺陷包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。这些缺陷是焊接过程中最容易出现的缺陷。这些缺陷减弱了焊缝的有效面积,降低了焊接接头的力学性能,而且易造成应力集中,引起裂纹,导致结构破坏,使焊接结构无法承受正常工作载荷。1.2.3性质上的缺陷包括力学性能和化学性质等不满足焊件的使用要求的缺陷。力学性能指的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。这些缺陷使焊缝结构无法达到设计要求的力学性能和化学性能。第2章 单面焊双面成型的焊接方法2.1
6、断弧焊断弧焊的操作方法有一点法和两点法两种,现简述如下。 2.1.1一点法的操作要点一点法建立与第一个熔池的方法相同。施焊时应使电弧同时熔化焊件坡口听两侧钝边,听到“噗”声后,果断灭弧。为防止一点击穿焊接过程中产生缩孔,应使灭弧频率保持在5060次/min。2.1.2两点法的操作要点 先在焊件端前方约1015mm处的坡口面上引弧,然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动,对焊件进行12s的预热。当坡口根部产生“汗珠”时,立即将电弧压低约11.5s后,可听到电弧穿透坡口而发出的“噗”声,看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化,并形成第一个熔池。当金属尚未完全凝固,熔化中心还处于半熔化状态,护目镜下
7、呈黄亮颜色时,重新引燃电弧,并在该熔池前方接近钝边的坡口面上,以一定的焊条倾角击穿焊件根部,击穿时先以短弧对焊件根部加热11.5s,然后再迅速将焊条朝焊接方向挑划。当听到焊件被焊条击穿的“噗”声时(说明已形成第一个熔孔),应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔,使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池,此时要迅速抬起灭弧,动作如稍有迟缓,可能会造成根部烧穿。约1s后,当上述熔池还未完全凝固,尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时,快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊。然后继续按上述方法施焊,便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝。 2.2连弧焊2.2.1连弧焊法的技巧 连弧焊法是在焊接过程中电弧连
8、续燃烧,不熄灭,采取较小的坡口钝边间隙,选用较小的焊接电流,始终保持短弧连续施焊的一种单面焊双面成形技术。 基本操作要点:引弧后先将电弧压缩到最低程度,并在施焊处以小齿距的锯齿形运条组作横向摆动,对焊件进行加热。当坡口根部产生“出汗”现象时,尽力将焊条往根部送下做一个击穿动作,待听到“噗”的一声形成熔孔后,迅速将电弧移到任一坡口面,随后在坡口间以一定的焊条倾角做微小摆动,时间约为2s,使电弧将坡口根部两侧各熔化1.5mm左右,然后将焊条提起12mm,以小齿距的锯齿形运条作横向摆动,使电弧边熔化熔孔前沿,边向前施焊。施焊时一定要将焊条中心对准熔池的前沿与母材交界处,使每个新熔池与前一个熔池相重叠
9、。收弧时,缓慢地把焊条向熔池后方的左侧或右侧带一下,随后将焊条提起收弧。 打底焊(采用断弧焊接方法) 打底焊时,在工件短头引弧,焊接到定位焊处,等待出现熔池后,横向摆动,要在两侧停留看到坡口两侧的金属开始熔化,出现熔孔。开始正式焊接起点。出现熔孔后迅速提起焊条,熄灭电弧。然后在前一个熔池大概2/3处的地方再次引弧,焊处再次出现熔孔,熄弧,依次循环(如果装配间隙过大可以现在坡口两侧点焊,使间隙变小后再摆动焊接,以防止焊流时,先在距弧坑1015mm处引弧,以正常运条速度运至弧坑的1/2处,将焊条下压,待听到“噗”的一声后,就做12s的微小摆动) 填充焊接前,一定要将打底焊的熔渣和飞溅等不利于焊接成
10、形的因素清理干净后再焊接。开始焊时,焊条与工件垂直,与焊缝成7585。施焊时,控制好焊道两侧的熔合情况以及焊接速度,焊条摆动幅度增大(走锯齿形和月牙形),再坡口两边的停留时间要比打底时稍长必须保证坡口两侧有一定的熔深。填充层应低于母材坡口两侧0.5-1.5mm,利于最后的盖面,然后将焊条进起12mm,使其在熔化前沿的同时向前运条施焊。连续焊法的施焊过程中,由于采用了较小的根部间隙与焊接参数,并在短弧条件下有规则地进行焊条摆动,因而可造成熔滴向熔池均匀过渡的良好条件,使焊道始终处于缓慢加热和冷却的状态,这样不但能获得温度均匀分布的焊缝和热影响区,而且还能得到成形整齐、表面细密的背面焊道,因此连弧
11、焊法是一种能保证焊缝具有良好力学性能和内在质量的单面焊双面成形操作技术。第3章 单面焊双面成形质量差引起的问题3.1 增加消耗,降低结构的质量和使用寿命焊接生产中,优质的焊接质量可以满足设计要求,保证结构的正常使用寿命。 而一旦出现严重的焊接缺陷,就会增加板材、焊材、电力及人力的消耗等。 否则,这些缺陷在使用过程中会引起严重的应力集中,降低结构的使用寿命。3.2 焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁,引起安全事故单面焊双面成形焊接主要用于锅炉及压力容器等重要构件的焊接生产中,一旦有严重缺陷,质量不合格,焊件的焊补非常困难,而且在生产过程中受各种交变载荷及压力的作用,使焊缝的缺陷产生应力集中,加之
12、焊缝的有效使用面积减小,减弱了焊接接头的强度。轻则使产品的使用寿命受到影响,重则导致焊缝断裂,产品破坏,酿成严重的事故。第4章 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析4.1 焊接电源自身因素引起的焊接质量差焊接电源是焊接工艺执行过程中最重要的因素。若焊接电源自身性能不好,必然不会产生良好的焊件。当焊机的引弧性能差,电弧燃烧不稳定,就不能保证工艺参数稳定,焊接过程就无法正常进行,焊接质量就得不到保证。用交流电源焊接时,电弧稳定性差。采用直流电源焊接时,电弧稳定、柔顺、飞溅少,但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差,通常必须采用直流弧焊电源。用小电流焊接薄板时,也常用直流弧焊电源,因为引弧比较容易
13、,电弧比较稳定。低氢型焊条用直流电源焊接时,一般用反接,因为反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时,焊接电流小,电弧不稳定,因此焊接薄板时,不论是用碱性焊条还是用酸性焊条,都选用直流反接。4.2 工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响4.2.1焊接电流焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接的最终质量。焊接电流过大,可以提高生产率,并使熔透深度增加,但易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量,也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化,并增大气孔倾向。 尤其在立焊操作时熔池难以控制,易出现焊瘤,弧长增加,就会产生咬边。焊接电流过小,使电弧不稳,熔透深度减小,易出现未焊透、熔合不良、夹渣、脱节等缺陷。焊接
14、电流应根据板件厚度、接头形式、焊接位置、焊接层数、焊条类形、焊条直径和焊接经验等因素综合考虑。对于一定直径的焊条有一个合适的焊接电流范围,可参考表4-1选择。表 4-1 焊接电流和焊条直径的关系焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A2540406550801001301602102002702603004.2.2焊接速度焊接速度是表现焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保证焊接质量尤为重要。焊接速度应该均匀适当,既要保证焊透又要保证不焊穿,同时还要使焊缝宽度和余高等符合设计要求。焊速过快,使熔池温度不够,易造成未焊透、未熔合、焊缝成形不良等缺陷。焊速过慢,使高温时间长,
15、热影响区宽度增加,焊接接头的晶粒变粗,机械性能降低,焊件的变形量增大,同时焊速过慢还会使每层的厚度增大,导致熔渣倒流,形成夹渣等缺陷。4.2.3电弧电压焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊缝质量稳定的重要因素。焊条电弧焊电弧电压主要由电弧长度决定的。电弧长度越大,电弧电压越高,电弧长度越短,电弧电压越小。电弧过长对熔化金属保护差,空气中的氧、氮等有害气体容易侵入,使焊缝易产生气孔,焊接金属的机械性能降低。但弧长也不易过短,若弧长过短,就会引起粘条现象,且由于电弧对溶池的表面压力过大,不利于溶池的搅拌,使溶池中气体及溶渣上浮受阻,从而引起气孔、夹渣等缺陷的产生。4.2.4焊接层数选择不当单面焊双
16、面成形焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响。焊接层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定。可作如下近似估算: n=/d 公式(1)式中:n为焊接层数;为焊件的厚度(mm);d为焊条的直径(mm)对于低碳钢和强度等级较低的低合金钢的多层焊时,每层厚度过大,对焊缝金属的塑性(主要表现在冷弯上)有不利的影响,且焊接过程中熔渣易倒流,产生夹渣和未熔合等缺陷。 但每层厚度也不易过小,以免造成焊缝两侧熔合不良。4.2.5焊条类形及焊条直径的影响焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。因此,焊条类形选择恰当与否是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小除了对生产率有一定的影响外,
17、对焊接质量也有一定的影响。焊条直径一般根据焊件的厚度选择:同时还要考虑接头形式、施焊位置和焊接层数,对于重要的结构还要考虑焊接热输入的要求。在一般情况下,焊条直径与焊件厚度之间的关系的参考数据,见表4-2。表4-2 焊条直径与工件厚度之间的关系焊件厚度/mm234561213焊条直径/mm23.23.2445416在板厚相同的条件下,平焊位置的焊接所选用的焊条直径比其他位置大一些,立焊,横焊和仰焊应选用较细的焊条,一般不超过4.0mm。第一层焊道应选用小直径焊条焊接,以后各层可以根据焊件的厚度选用较大的焊条。T形接头、搭接接头都选用较大直径的焊条。4.3 操作因素在焊接生产过程中,焊工的单面焊
18、双面成形操作技术水平低,就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练,这是造成焊缝质量差的重要原因之一。焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格,焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用,会促使焊缝产生大量的气孔,从而使焊接缝质量达不到要求。第5章 防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施5.1 作好焊前准备焊前应对焊机进行试焊,确认焊机的引弧性能和稳定性能好,工艺参数的调节方便、灵活、方可使用。工件应开Y形的坡口,钝边的尺寸一般选在0.51.0mm之间,坡口边缘20mm以内处用磨光机打磨,并将表面的铁锈、油污等清除干净,露出金属光泽。锅炉
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