對焊接熔池進行冶金處理,主要通過在焊接材料(焊條藥皮、焊絲、焊劑)中加入一定量的脫氧劑(主要是錳鐵和硅鐵)和一定量的合金元素,在焊接過程中排除熔池中的FeO,同時補償合金元素的燒損。
在石油、化工、天然氣、船舶等行業(yè)管道焊接安裝建設(shè)中常用的焊接方法主要有以下幾種: ①焊條電弧焊(SMAW),由于其焊接速度慢、焊接質(zhì)量受操作者影響大在管道建設(shè)中應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少,只在維修及可達性差的地方釆用。②鎢極氬弧焊(TIG),焊接質(zhì)量好,成本高,效率低,一般應(yīng)用在小口徑重要管道焊接和打底層焊縫上。
為此,通過擺動導(dǎo)電嘴或?qū)щ娮靸A斜法、將焊絲制成波浪彎曲、麻花狀以達到擺幼焊絲的目的。焊鋼時常采用Ar+20%CO2的混合氣;焊鋁時常采用30%He+70%Ar的混合氣。
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同時,可解釋電弧在焊縫起始端向前(與焊接方向一致)偏吹的現(xiàn)象。一般情況下,當(dāng)近電弧部位的焊件關(guān)于電弧不對稱分布時,導(dǎo)致電弧向結(jié)構(gòu)“密度”大的一側(cè)偏吹。
在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質(zhì)量和性能。
焊接冶金過程產(chǎn)生的,焊后殘留在焊縫金屬中的非金屬雜質(zhì)如氧化物、硫化物等,稱為夾渣。鎢極電流過大或與焊絲碰撞而使端頭熔化落人熔池中,產(chǎn)生夾鎢。
單面焊雙面成形的操作方法,不論對碳素鋼、低合金鋼或不銹鋼的焊接,以及采用直流電源或交流電源,盡管焊接性能有很大差別,但其操作要領(lǐng)是一致的,主要要控制以下3個方面。
在國際上通稱為TIG焊。鎢極氣體保護電弧焊由于能很好地控制熱輸入,所以它是連接薄板金屬和打底焊的一種極好方法。這種方法幾乎可以用于所有金屬的連接,尤其適用于焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦和鋯這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質(zhì)量高,但與其它電弧焊相比,其焊接速度較慢。
間斷滅弧法主要是通過控制燃弧和熄弧的時間,利用合理的運條動作來控制熔池溫度、熔池存在的時間,熔池開關(guān)及液態(tài)金屬層的厚度等,以獲得良好的反面成形和內(nèi)部質(zhì)量,但不論哪種焊法,就電弧對坡口熔化程度,又分為滲透填滿對口間隙。從表面上看,是根部成形但實質(zhì)上坡口根部并沒有真正熔透,不能通過反面彎曲試驗,所以已不采用。一般都采用擊穿根部的焊法來實現(xiàn)單面焊雙面成形。
F電焊機應(yīng)有專人管理,按時檢查維護,電焊工應(yīng)定期進行體格檢查。G檢修轉(zhuǎn)動設(shè)備或進入設(shè)備內(nèi),須事先辦理檢修證和進入設(shè)備作業(yè)證,聯(lián)系操作工同意后,通知電工切斷電源,采取防護措施,并按規(guī)定設(shè)專人監(jiān)護方可施工。
按裂紋產(chǎn)生的原因分,又可把裂紋分為:(1)再熱裂紋:接頭冷卻后再加熱至500~700℃時產(chǎn)生的裂紋。再熱裂紋產(chǎn)生于沉淀強化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金屬)的焊接熱影響區(qū)內(nèi)的粗晶區(qū),一般從熔合線向熱影響區(qū)的粗晶區(qū)發(fā)展,呈晶間開裂特征。
月牙形運條法,焊接時焊條末端沿著焊接方向作朋牙形的左、右擺動,特點是金屬熔化良好,有較長的保溫時間,氣體容易析出,熔渣易上浮,焊縫質(zhì)量較高。
自保護藥芯焊絲半自動焊。自保護藥芯焊絲半自動焊特別適用于戶外有風(fēng)的場合,它不使用CO2,靠藥芯產(chǎn)生的氣體保護,抗風(fēng)性好,可用于管道的高熔敷率的全位置焊。目前,以林肯公司生產(chǎn)的自保護藥芯焊絲為各國所認同,其品牌有NR-207、NR-204-H、NR-208-H等多種,可適用于X70、X80等管道的立下向焊。但該方法在打底焊時,焊根易出現(xiàn)未熔合的缺陷。
氣孔的危害,氣孔減少了焊縫的有效截面積,使焊縫疏松,從而降低了接頭的強度,降低塑性,還會引起泄漏。氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。
焊接熱輸入對焊接殘余應(yīng)力和變形有影響,所以在保證焊縫成形良好的情況下,盡可能采用小的焊接熱輸入,從而保證得到小的焊接應(yīng)力和變形。如何控制焊接熱輸入包括焊接電流、焊接電壓、焊接速度的合理選擇,在保證焊透的情況下應(yīng)盡量使用小的焊接電流。焊工在焊前應(yīng)檢查坡口的錯邊情況,錯邊量合格后才能施焊。

