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怎么減小焊接殘余變形?
預(yù)熱
焊接不均勻熱場(chǎng)是產(chǎn)生焊接變形的主要原因。因此采用適當(dāng)?shù)念A(yù)熱;使焊接溫度分布趨于均勻,也是一種減小焊接殘余變形的有效措施。
用拉伸法和加熱法減小焊接薄板的平面外變形
用機(jī)械法或預(yù)熱法使被焊壁板進(jìn)行拉伸或伸長(zhǎng),與此同時(shí)將壁板焊到結(jié)構(gòu)的框架上,焊完后,去掉拉伸載荷。此時(shí)壁板的收縮受到被焊框架的拘束,從而在壁板上只有小量的平面外變形產(chǎn)生。這時(shí)在焊接后壁板內(nèi)存有殘余拉伸應(yīng)力,而在框架內(nèi)則存有殘余壓應(yīng)力。這種方法對(duì)減小焊接薄板的壓曲變形具有良好的效果。
如何預(yù)防焊接冷裂紋?
焊前預(yù)熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理,是可焊性較差的高強(qiáng)度鋼和不可避免的高拘束結(jié)構(gòu)形式,防止冷裂紋行之有效的方法。預(yù)熱和緩冷可減緩冷卻速度(延長(zhǎng)△t 800~500℃停留時(shí)間),改善接頭的組織狀態(tài),降低淬硬傾向,減少組織應(yīng)力;焊后熱處理可消除焊接殘余應(yīng)力,減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量。在多數(shù)情況下,消除應(yīng)力熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。
焊后立即錘擊,使殘余應(yīng)力分散,避免造成高應(yīng)力區(qū),是局部補(bǔ)焊時(shí)防止冷裂紋行之有效的方法之一。
在焊縫根部和應(yīng)力比較集中的焊縫表面,(熱影響區(qū)受到的拘束應(yīng)力較低),采用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊條,往往在高拘束度下取得良好的效果。
采用惰性氣體保護(hù)焊,能很好地控制焊縫含氫量,降低冷裂紋敏感性,所以,應(yīng)大力推廣TIG、MIG焊接。
雙相不銹鋼焊材選用
雙相不銹鋼用的焊材,其特點(diǎn)是焊縫組織為奧氏體占優(yōu)的雙相組織,主要耐蝕元素(鉻、鉬等)含量與母材相當(dāng),從而保證與母材相當(dāng)?shù)哪臀g性。為了保證焊縫中奧氏體的含量,通常是進(jìn)步鎳和氮的含量,也就是進(jìn)步約2% ~ 4%的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中,一般都有一定量的氮含量,在焊材中也??从幸欢ǖ暮?但一般不宜太高,否則會(huì)產(chǎn)生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個(gè)主要區(qū)別。
根據(jù)耐腐蝕性、接頭韌性的要求不同來(lái)選擇與母材化學(xué)成分相匹配的焊條,如焊接Cr22型雙相不銹鋼,可選用Cr22Ni9Mo3型焊條,如E2209焊條。采用酸性焊條時(shí)脫渣優(yōu)良,焊縫成形美觀,但沖擊韌性較低,當(dāng)要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性,并需進(jìn)行全位置焊接時(shí),應(yīng)采用堿性焊條。當(dāng)根部封底焊時(shí),通常采用堿性焊條。當(dāng)對(duì)焊縫金屬的耐腐蝕性能具有特殊要求時(shí),還應(yīng)采用超級(jí)雙相鋼成分的堿性焊條。
對(duì)于實(shí)心氣體保護(hù)焊焊絲,在保證焊縫金屬具有良好耐腐蝕性與力學(xué)性能的同時(shí),還應(yīng)留意其焊接工藝性能,對(duì)于藥芯焊絲,當(dāng)要求焊縫成形美觀時(shí),可采用金紅石型或鈦鈣型藥芯焊絲,當(dāng)要求較高的沖擊韌度或在較大的拘束度條件下焊接時(shí),宜采用堿度較高的藥芯焊絲。
對(duì)于埋弧焊宜采用直徑較小的焊絲,實(shí)現(xiàn)中小焊接規(guī)范下的多層多道焊,以防止焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的脆化,并采用配套的堿性焊劑。
焊接中的缺陷總結(jié)分析:
現(xiàn)象:在焊接過(guò)程熔化的焊縫金屬中所吸收的氣體在冷卻前來(lái)不及從熔池中排出,而殘留在焊縫內(nèi)部形成孔穴。根據(jù)氣孔產(chǎn)生的部位可分內(nèi)、外氣孔;按分部情況及形狀的氣孔缺陷,氣孔在焊縫中的存在會(huì)減低焊縫強(qiáng)度,也產(chǎn)生應(yīng)力集中,增加了低溫脆性,熱裂傾向等。
原因:焊條本身低劣,焊條受潮未按規(guī)定要求烘干;焊條藥皮變質(zhì)或剝落;焊芯銹蝕等。母材冶煉中存在殘留的氣體;焊條及焊件上沾有鐵銹、油污等雜質(zhì),在焊接過(guò)程中,因高溫氣化產(chǎn)生氣體。
焊工操作技術(shù)不熟練,或視力差對(duì)熔化鐵水和藥皮分辨不清,使藥皮中的氣體與金屬溶液混雜在一起。焊接電流過(guò)大使焊條發(fā)紅二降低保護(hù)效果;電弧長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng);電源電壓波動(dòng)過(guò)大,造成電弧不穩(wěn)定燃燒等。
防治措施:選用合格的焊條,不得使用藥皮開(kāi)裂、剝落、變質(zhì)、偏心或焊芯嚴(yán)重銹蝕的焊條,應(yīng)對(duì)焊口附近及焊條表面的油污、銹斑等清理干凈。選擇電流的大小要是適宜,控制好焊接速度。
焊前將工件預(yù)熱,焊接終了或中途停頓時(shí),電弧要緩慢撤離,有利于減慢熔池冷卻速度和熔池內(nèi)氣體的排出,避免出現(xiàn)氣孔缺陷。減少焊接操作地點(diǎn)的濕度,提高操作環(huán)境的溫度。
在室外焊接時(shí),如風(fēng)速達(dá)8m/s 、降雨、露、雪等,應(yīng)采取擋風(fēng)、搭雨棚等有效措施后,方能焊接操作。