一、焊接工艺的选择
(一)焊接工艺基本知识
1,焊接工艺
焊接工艺:制造焊件所有关的加工方法和实施要求
包括:焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求
2,焊接接头的种类及接头形式
(1)焊件在热能的作用下熔化成熔池,热源离开熔池后,熔化金属冷却并结晶,与木材连在一体,形成焊接接头
焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区、母材金属组成
(2)焊接接头形式:对接接头、T形接头、角形接头及搭接接头
3,焊接坡口的基本形式与尺寸
(1)坡口形式
I形、V形、单边V形、U形、双U形,J形
(2)坡口尺寸
1)坡口面:待焊件上的坡口表面称为坡口面
2)坡口面角度及坡口角度
待加工坡面的端面与坡口面之间的夹角为坡口面角度
两坡口面之间的夹角为坡口面角度
3)根部间隙
焊前在接头根部之间预留的空隙称为根部空隙
钝边的作用是防止根部烧穿
4,焊接位置种类
焊件接缝所处的空间位置可用焊缝倾角和焊缝转角表示
有平焊、横焊、立焊、仰焊位置
5,焊接参数
焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接线能量的总称
6,焊缝形式及现状尺寸
1)焊缝结合形式:
对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝
2)焊缝在空间所处位置:平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝
3)焊缝断续情况:连续焊缝、断续焊缝
7,焊接线能量
8,预热及层间温度
(1)预热
焊接开始前,对焊接的全部(或局部)进行加热的工艺措施
(2)道层温度
铬钼钢和碳钼钢焊接过程中道间温度不低于预热温度
铬镍奥氏体钢层间温度控制在150℃以上
铬镍合金、镍合金和奥氏体-铁素体(双目)不锈钢层间温度控制在100℃以上
9,后热及焊后热处理
(1)后热
1)焊接后立即对焊件的全部(局部)进行加热或保温,使其缓冷的工艺措施,它不等于焊后热处理
2)有延迟裂纹倾向的钢材,一般都要求焊后及时热处理,以防止延迟裂纹的产生;若不能及时热处理,
则应在焊后立即后热200-350℃保温缓冷。
3)后热即可减少焊缝中氢的影响,降低焊接残余应力,避免焊接接头中出现马氏体组织,从而防止氢质裂纹
的产生。
(2)焊后热处理
1)为改善焊接接头的焊后组织和性能或消除残余应力而进行的热处理
非合金钢管管道壁厚大于19mm时,焊接后应进行消除应力热处理
(二)材料可焊性
1,不同产品焊接难度
(1)钢结构工程焊接难度:A级(易)、B级(一般)、C级(较难)、D级(难)
影响因素:板厚、钢材分类、受力状态、钢材碳含量
(2)管道
2,各种材料焊接工艺分析
(1)非合金钢
含碳量的多少决定了非合金钢的可焊性
含碳量增加,大大增加焊接的裂纹倾向
含碳量大于0.25%的钢材不应用于制造锅炉、压力容器的承压原件
(2)合金钢
不锈钢焊接工艺难度:不锈钢材料热敏感性较强,在450-850℃温区内停留时间稍长,
焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降;
容易产生热裂纹
保护不良,高温氧化严重
线膨胀系数大,产生较大的焊接变形
(3)有色金属
1)铝及铝合金的导热系数大,必须用大功率或能量集中的焊接电源
2)铜及铜合同比铝及铝合金的导热系数更大,必须采用能量集中的热电源
3)钛及钛合金
焊接过程熔池区域和焊接接头的背面要保护,焊后正在冷却中的焊接接头正面也要保护
4)镍及镍合金具有较高的热裂纹敏感性
焊接时主要问题是热裂纹
(三)焊接工艺选择
1,确定焊接方法
(1)常用的焊接方法
电弧焊
焊条电弧焊: SMAW
单丝埋弧焊: SAW
钨级气体保护焊: GTAW
熔化极气体保护焊 : GMAW(MAG)
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其他
电渣焊: ESW
气电立焊: EGW
短路电弧螺柱焊: SW
(2)不同焊接方法的特点
1)SMAW
优点 :焊接材料广,使用场合广、接头装配质量要求低
缺点:工作效率低、焊接质量依赖操作工人、技术性较强
2)GTAW
优点:变形小、适于1.5mm一下的薄板材料,焊接无飞溅、无气孔、焊后可不去焊渣、焊接材料广、焊接质量高
缺点:工作效率低、成本高、容易受钨极污染,特殊场合需增加防风措施
3)GMAW
优点:生产效率高、焊接成本低、焊缝抗腐蚀能力强、焊接形成过程易于控制焊接质量’
缺点:焊接表面不平滑、飞溅较多、设备复杂、施工场合有限
2,坡口加工
1)非合金钢坡口加工可采用机械加工或火焰切割方法
2)低温镍钢、合金钢及不锈钢复合钢坡口加工:机械加工
3)不锈钢、镍及镍合金、铝及铝合金坡口加工采用机械加工或等离子切割方法
4)钛及钛合金坡口采用机械加工
二、焊接工艺评定
各种焊接方法的专用评定规则
(1)按接头、填充材料、焊接位置、预热(后热)、气体、电特性、技术措施分别对各种焊接方法的
影响程度分为主要因素、补加因素、次要因素
(2)当改变一个主要因素,要重新焊接工艺评定
(3)增加或变更如何一个补加因素,可按照增加或变更的补加因素,赠焊冲击韧性试件进行试验
(4)增加或变更如何一个次要因素,不需要重新评定,但需重新编制预焊接工艺规程