埋弧焊焊接材料及工艺问题简介
2013-01-28 17:21阅读:
埋弧焊焊接材料及工艺问题简介
1.焊丝
埋弧焊使用焊丝的品种随被焊金属的种类不同而各异,有炭素结构钢、合金结构钢、高合金钢和各种有色金属焊丝以及堆焊用的特殊合金焊丝。
焊丝表面应光滑,便于焊接时能顺利送进,以免给焊接过程带来干扰,各种碳钢及不锈钢焊丝的表面最好镀铜,镀铜层既可防锈亦可改善焊丝与导电嘴的电接触状况。
钢焊丝直径及其允许偏差(mm) 焊 丝 直 径 (mm) 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0
3.2 4.0 5.0 6.0 6.5 7.0 8.0 9.0 允许偏差 普通精度 -0.07 -0.12 -0.16 -0.20
较高精度 -0.04 -0.06 -0.08 -0.10 各种直径普通钢丝埋弧焊使用的电流范围 焊丝直径(mm) 1.6 2.0
2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 电流范围 (A) 115~500 125~600 150~700 200~1000
340~1100 400~1300 600~1600 2.焊剂
焊剂按碱度可分为碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂;按焊剂化学性质分类可分为:
氧化性焊剂(含大量SiO2、MnO或FeO的焊剂)、弱氧化性焊剂和惰性焊剂(含Al2O3、CaO、MgO、CaF2等基本上不含SiO2、MnO、FeO等)。
常见焊剂用途及配用焊丝 焊剂型号 用 途 焊剂颗粒度(mm) 配用焊丝 适用电流种类 HJ130 低碳钢、普通低合金钢
0.45~2.5 H10Mn2 交、直流 HJ131 Ni基合金 0.3~2 Ni基焊丝 交、直流 HJ150 轧辊堆焊
0.45~2.5 2Cr13、3Cr2W8 直流 HJ172 高Cr铁素体钢 0.3~2 相应钢种焊丝 直流 HJ173
Mn-Al 铝高合金钢 0.45~2.5 相应钢种焊丝 直流 HJ230 低碳钢 普通低合金钢 0.25~2.5
H08MnA、H10Mn2 交、直流 HJ250 低合金高强度钢 0.3~2 相应钢种焊丝 直流 HJ251 珠光体耐热钢 0.3~2
Cr-Mo钢焊丝 直流 HJ260 不锈钢 轧辊堆焊 0.3~2 不锈钢焊丝 直流 HJ330 低碳钢及普通低合金钢重要构件
0.45~2.5 H08MnA、H10Mn2 交、直流 HJ350 低合金高强度钢重要构件 0.45~2.5 Mn
-Mo、Mn-Si及 含Ni高强度钢用丝 交、直流 HJ430 低碳钢及普通低合金钢重要构件 0.2~1.4 H08A、H08MnA
交、直流 HJ431 低碳钢及普通低合金钢重要构件 0.45~2.5 H08A、H08MnA 交、直流 HJ432
低碳钢及普通低合金钢重要构件(薄板) 0.2~1.4 H08A 交、直流 HJ433 低碳钢 0.45~2.5 H08A 交、直流
SJ101 低合金结构钢 0.3~2 H08MnA、H08MnMoA H08Mn2MoA、H10Mn2 交、直流 SJ301
普通结构钢 0.3~2 H08MnA、H10Mn2 H08MnMoA 交、直流 --> 3.影响焊缝形状尺寸的变量 3.1
焊接工艺参数 3.1.1 焊接电流 其他条件不变时,正常焊接条件下,焊缝熔深H几乎与焊接电流I成正比: H=Kmtimes;I
Km为比例系数,随电流种类、极性、焊丝直径及焊剂化学成分而异。 3.1.2 电弧电压
电弧电压和电弧长度成正比,在其他条件不变的情况下,随着电弧电压增高,焊缝熔宽显著增加而熔深和余高将略有减小。 3.1.3 焊接速度
焊接速度对熔深和熔宽均有显著影响,在焊接速度较小(如单丝埋弧焊速度小于670mm/min)时,随着焊接速度的增加,弧柱倾斜,有利于熔池金属向后流动,而熔深略有增加。但焊接速度达到一定数值后,由于线能量减小影响,熔深和熔宽都明显减小
焊锡机。 3.2 焊接工艺因素 焊丝倾角和工件角度对焊缝成形均有较大的影响。
焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾两种,倾斜的方向和大小不同,电弧对熔池的力和热的作用就不同,从而对焊缝成形的影响各异。焊丝在一定角度后倾时,电弧力后排熔池金属的作用减弱,熔池底部金属增厚,故熔深减小。而电弧对前方母材的预热作用加强,故熔宽增大。
工件倾斜焊接有上坡焊和下坡焊两种, 他们对焊缝成形的影响明显不同,上坡焊时,
容易出现焊缝余高过大,两侧出现咬边,成形恶化等。实际工作中应尽量避免采用上坡焊。下坡焊与上坡焊相反,在倾角小于6deg;~8deg;时,焊缝的熔深和余高均有减小,熔宽略有增加,焊缝成形得到改善。但焊角太大时,会产生未焊透、焊瘤等缺陷。
3.3 结构因素 (1)坡口形状 在其他条件相同时,增加坡口的宽度和深度,则焊缝熔深略有增加,熔宽略有减小,余高和熔合比显著减小。
(2)间隙 在对接焊缝中,改变间隙大小也可能作为调整焊缝余高和熔合比的一种手段。下表列举了间隙对焊缝尺寸影响的一些数据: 板 厚
(mm) 工 艺 参 数 熔深(mm) 熔宽(mm) 余高(mm) 熔合比% 电 流 (A) 电弧电压 (V) 焊接速度
(cm/min) 间 隙 (mm) 0 2 4 0 2 4 0 2 4 0 2 4 12 700~750 32~34 50 134
7.5 8.0 7.5 5.6 6.0 5.5 20 21 20 10 11 10 2.5 2.0 1.0 2.0 — — 74 64
57 71 61 46 20 800~850 36~38 20 33.4 134 10 9.5 10 11 11.5 11 6.5
7.0 7.0 27 27 27 23 22 22 11 11 10 3.0 2.0 2.5 3.5 2.5 1.5 2.5 — —
60 57 52 63 58 49 72 61 45 30 900~1000 40~42 20 33.4 134 10.5 11
10.5 12 12 11 7.5 7.5 7.5 34 33 35 30 29 30 12 12 12 3.5 3.0 2.5
3.0 2.0 1.5 1.5 — — 61 59 55 67 63 69 77 72 60 -->
4.自动埋弧焊时,工件可以开坡口或不开坡口。 开坡口不但为了保证熔深,有时还为了达到其他工艺目的。 对接接头单面焊
对接接头单面焊可以采用以下几种方法:在焊剂垫上焊,在焊剂铜垫板上焊,在永久性垫板或锁底上焊,在临时衬垫上焊和悬空焊等。
A.在焊剂垫上焊接:用这种焊接方法时,焊缝成形的质量主要取决于焊剂垫托力的大小和均匀与否以及焊缝装配均匀与否。
在电磁平台—焊剂垫上对接接头单面焊的焊接条件 板 厚 (mm) 装配间隙 (mm) 焊丝直径 (mm) 焊 接 电 流 (A)
电弧电压 (V) 焊接速度 (cm/min) 焊剂垫 中颗粒 软管中的空 气压力 Kpa 2 0~1.0 1.6 120 24~28
73 细小 81 3 0~1.5 1.6 2.0 3.0 275~300 275~300 400~425 28~30 28~30
25~28 56.7 56.7 117 细小 81 4 0~1.5 2.0 4.0 375~400 425~500 28~30
28~30 66.7 83.3 细小 101~152 101 5 0~2.5 2.0 4.0 425~500 575~625
32~34 28~30 58.3 67.5 细小 101~152 101 6 0~3.0 2.0 4.0 475 600~650
32~34 28~32 50 67.5 正常 101~152 7 0~3.0 4.0 650~750 30~34 61.7 正常
101~152 8 0~3.5 4.0 725~775 30~36 56.7 正常 101~152
B.在焊剂铜垫板上的焊接:这种方法采用带沟槽的铜垫板,沟槽中铺撒焊剂。焊接时这部分焊剂起焊剂垫作用,同时又保护铜垫板,免受电弧直接作用。沟漕起让焊缝背面成形的作用。
C.在永久性垫板或锁底上焊接:当焊件允许保留永久性垫板时,厚10mm以下的工件可采用永久性垫板单面焊方法。厚度大于10mm的工件可采用锁底接头焊接方法。
D.悬空焊:当工件装配质量良好并且没有间隙的情况下,可以采用不加垫托的悬空焊。用这种方法进行单面焊接时,工件不能完全熔透。一般熔深不超过2/3板厚,否则易焊穿。这种方法只用于不要求完全焊透的接头。
(2)对接接头双面焊
A.悬空焊:装配时不留间隙或只留很小的间隙(一般不超过1mm)。第一面焊接达到的熔深一般小于工件的一半,反面焊接的熔深要求达到工件厚度的60%~70%,以保证工件完全熔透。
不开坡口对接接头悬空双面焊的焊接条件 工 件 厚 度 (mm) 焊 丝 直 径 (mm) 工 件 正 面 焊 接 参 数 工 件 反
面 焊 接 参 数 焊 接 电 流(A) 焊接电压 (V) 焊 速 cm/min 焊 接 电 流 (A) 焊接电压(V) 焊
速cm/min 6 4 380~420 30 58 430~470 30 55 8 4 440~480 30 50 480~530
31 50 10 4 530~570 31 46 590~640 33 46 12 4 620~660 35 42 680~720
35 41 14 4 680~720 37 41 730~770 40 38 15 5 800~850 34~36 63
850~900 36~38 43 17 5 850~900 35~37 60 900~950 37~39 43 18 5
850~900 36~38 60 900~950 38~40 40 20 5 850~900 36~38 42 900~1000
38~40 40 22 5 900~950 37~39 53 1000~1050 38~40 40
B.在焊剂垫上焊接:焊接第一面时采用预留间隙不开坡口的方式最为经济。第一面焊接的参数应保证熔深超过工件厚度的60%~70%。
焊完后翻转工件进行反面焊接,其参数可以与正面相同,以保证工件完全焊透。 (3)角焊缝焊接
A.船形焊:将工件角焊缝的两边置于垂直线各成45o的为止,可为焊缝成形提供最有利的条件。这种焊接方法要求接头装配间隙不超过1~1.5mm,否则,必须采取措施防止液态金属流失。
B.横角焊:当工件不可能或不便于采用船形位置焊接时,可采用横角焊来焊接角角焊缝。焊丝与焊缝的相对位置对横角焊的质量有重大影响。焊丝的偏角一般在20o~30o之间,实际焊丝位置应视接头具体情况而定,每一单道横角焊缝的断面不超过40~50mm2,即焊角长度超过8times;8mm时,会产生金属流溢和咬边。
5. 主要焊接缺陷及其产生原因 (1)气孔 A.焊剂中的水份、污物和氧化铁屑等都会使焊缝产生气孔;
B.焊接时焊剂覆盖不充分,使电弧外露卷入空气而造成气孔; C.焊渣粘度过大; D.电弧磁偏吹;
E.工件焊接部位被铁锈、油污或其他污物污染。 (2)裂纹 A.结晶裂纹。钢材焊接时,焊缝中的硫、磷等杂质在焊缝凝固过程中形成结晶裂纹;
B.氢致裂纹。这种裂纹较多的发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢的焊接热影响区中; (3)夹渣
埋弧焊时焊缝的夹渣除与焊剂的脱渣性能有关外,还与工件的装配情况和焊接工艺参数有关。