尚舜化工安装工段手工电弧焊培训基础资料
目前常用冶金方法脱硫,用脱硫剂是Mn。 5掺合金
其目的首先是补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因所造成的合金元素的损失;其次是改善焊缝金属的组织和工艺性能,排除工艺缺陷。
手弧焊时,焊缝金属掺合金的方式有两种:一是通过焊芯(利用合金钢焊芯);二是通过焊条药皮(将合金加在药皮里)。两种方式可同时采用。采用合金焊芯,表面涂以碱性熔渣的药皮,结果和可靠性都比较好。通过焊条药皮来实现掺合金方式,生产上应用很广泛。通常采用低碳钢或低合金钢焊芯,然后在焊条药皮中加入合金剂,锰铁、硅铁、铬铁、镍铁等,而达到焊缝金属合金化的目的。
1.9焊接接头的组织
焊缝附近的金属,在室温下加热,迅速使金属熔化,然后再逐渐冷却下来。由于母材金属离焊缝金属的距离不同,各点被加热的温度也有所差别,金属内部组织发生变化形成一段热影响区。
焊接低碳钢时,热影响区可分为六个区段,不完全熔化区、过热区、正火区、不完全重结晶区、再结晶区、蓝脆区。各段组织分布特征如下表所示:
热影响区 不完全熔化区 过热区 正火区 不完全重结晶区 再结晶区 温度℃ -1545 AC3+200-400 AC3+100-200 AC1-AC3 AC1-500 特征 焊缝金属到母材过度部分区域很小,由固相和液相混合组成,此段易产生溶合线裂纹 晶粒急剧长大,有时脱碳,快冷易产生魏氏组织、冲击值下降,是接头中最危险区 由于重结晶作用,晶粒细化,力学性能好 组织变化不完全,晶粒大小不均,力学性能较差 如焊前有塑性变形或有晶格扭曲存在,此段可再结晶,其它无变化 16
尚舜化工安装工段手工电弧焊培训基础资料
蓝脆区 500-200 组织与母材相同,由于扩散或沉淀硬化,韧性下降
2主要焊接设备
2.1对手弧焊设备的要求
根据电弧燃烧的规律和焊接工艺的需要,对手弧焊机提出下列要求: 1具有适当的空载电压
就是在焊接前测的焊机两个输出端的电压。空载电压越高,越容易引燃电弧和维持电弧的稳定燃烧,但是过高的电压不利于焊工的安全。所以一般将焊机的空载电压限制在90V以下。 2具有陡降的外特性
这是对手弧焊机重要的要求,它不但能保证电弧稳定燃烧,而且能保证短路时不会因产生过大电流而将电焊机烧毁。一般电焊机的短路电流不超过焊接电流的1.5倍。 3具有良好的动特性
在焊接过程中,经常会发生焊接回路的短路情况。焊机的端电压,以短路时的零值恢复到工作值(引弧电压)的时间间隔不应过长,一般不大于0.05s。使用动特性良好的电焊机焊接,容易引弧,且焊接过程中电弧长度变化时也不容易熄弧,飞溅也少。施焊者明显感到焊接过程很平静,电弧很柔软。使用动特性不好的电焊机焊接,情况恰恰相反。
17
尚舜化工安装工段手工电弧焊培训基础资料
4具有良好的调节电流特性
焊接前,一般根据焊件的材料、厚度、施焊位置和焊接方法来确定焊接电流。从使用角度,求调节电流的范围越宽越好,且能够灵活、均匀地调节,保证焊接的质量。
5焊机结构简单、使用可靠、耗能少、维护方便
焊机的各部分连接牢靠,有大的振动和噪声,在焊机温升允许的条件下连续工作。同时,应保证使用安全,避免引起触电事故。
2.2选择手弧焊机的方法
目前使用的手弧焊机按照输出的电流性质不同,分为直流焊机和交流焊机两大类;按照结构不同,可分为弧焊变压器、弧焊发电机和弧焊整流器三种类型
项目 焊接电流种类 电弧稳定性 极性可换性 磁偏吹 构造与维护 噪音 供电 功率因素 空载损耗 成本 重量 适用范围 代表型号 弧焊变压器 交流 较差 无 很小 简单 小 一般为单相 低 小 较低 轻 一般焊接结构 BX-500、BX3-300 BX2-100、BX1-330 BX6-120-1 弧焊发电机 直流 好 有 较大 复杂 大 三相 高 较大 高 较重 一般或重要焊接结构 AX-320、AX1-500 AX1-165、AX7-400 AX4-300 弧焊整流器 直流 好 有 较大 较简单 小 一般为三相 较高 较小 较高 较轻 一般或重要焊接结构 ZXG-300、AXG-400 AXG7-300-1 ZXG1-250、ZPG6-1000 18
尚舜化工安装工段手工电弧焊培训基础资料
3焊接工艺
3.1焊接热循环与焊接工艺的关系
所谓焊接热循环是指在焊接热源作用下,焊件上某点的温度随时间变化的过程。在这个过程中,焊件的焊缝处和热影响区受到加热和冷却的作用,由于焊接热源的热量集中且不断地移动,焊缝和热影响区被加热和冷却的过程并不均匀。由于焊接时的局部加热会在焊件上产生不均匀的温度场,使材料产生不均匀的膨胀,由于高温区域的材料在加热过程中的膨胀量大,受到周围温度较低、膨胀量较小的材料的限制而不能自由地进行膨胀,是在焊件中出现内应力,高温区的材料受到挤压,生成局部压缩变形。在冷却过程中,受压缩塑性变形的材料,由于不能自由地收缩而受到拉伸,使得在焊件中又出现一个与焊接加热的方向大致相反的内应力场。另一方面,焊接时,各部位不同的加热速度、加热温度及冷却速度将决定热影响区的组织和性能,为此,一定的焊接工艺参数条件下,循环曲线具有一定的形状。在不能获得满意的焊接性能时,要通过改变或调节热循环曲线的形状来保证焊接接头性能。具体方法是选择好焊接工艺参数。 1改变线能量
改变线能量即改变单位长度内输入到材料中的热量。线能量把焊接过程中的焊接电流、电弧电压和焊接速度三个参数密切联系在一起。当焊接电流增大或焊接速度减慢而使线能量增大时,热区的晶粒粗大,韧性降低 ;当焊接电流减小或冷却速度增大时,强度提高,韧性也会降低。
19
尚舜化工安装工段手工电弧焊培训基础资料
2改变材料的初始温度
如采取预热,以减小温差和减慢冷却速度,从而减小焊接应力。焊接是否需要预热,要根据钢材的化学成分、厚度和结构刚度等方面来考虑。而预热温度的选择则主要是根据钢材的化学成分。 3焊后加热(缓冷)或改变焊接层数
焊后加热主要是指焊后进行退火处理。焊件是否需要热处理主要考虑焊件的化学成分、厚度、结构刚度和使用条件等方面的情况。消除应力退火分整体退火和局部退火两种。
3.2金属焊接性与焊接工艺的关系
金属的焊接性(习惯称为可焊性)主要指在一定焊接工艺条件下,获得优质接头的难易程度。它包括两个方面的内容:一是接合性能,在一定焊接工艺条件下,金属形成焊接缺陷的敏感性,常把在焊接时形成裂纹的倾向及焊接接头性能变坏的情况作为评定材料焊接性的主要指标 ;二是使用性能,在一定焊接工艺条件下,金属的焊接接头对使用要求的适用性,包括焊接接头的力学性能和其它特殊性能(如耐热、耐蚀、耐低温、抗疲劳、抗时效等)。 焊接热影响区的淬硬和冷裂倾向与钢材的化学成分有直接关系,因此钢材的化学成分可以用来粗略地评价它的热影响区淬硬和冷裂倾向;又因为碳是各种合金元素对钢材淬硬和冷裂影响都最明显的元素,用以把各种合金元素对淬硬、冷裂影响都折合成碳的影响。所谓碳当量法就是把各种合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳的相当含量。例如,钢材中每增加含锰量0.6%
20