单面焊双面成型的速成手法与掌握,二保焊陶瓷衬垫单面焊双面成型焊接操作技术

小编 2022-07-13 15:17:01 710

  根据劳动人事部颁发的《锅炉压力容器焊工考试规则》、《蒸汽锅炉安全监察规程》及《压力美容器安全监察规程》的规定,对焊工考试和受技术监督的焊接产品,不论采用哪种焊接方法,都要求焊缝达到射线探伤二级或三级的技术条件。对于只能从单面焊接的压力管道、压力容器封头及有关类似的焊接产品,只有达到在一侧焊接根部焊透成形的焊缝(不加垫板或垫圈)才能满足这一技术要求,必须掌握“单面焊双面成形”的焊接工艺方法。

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  对于手工电弧焊“单面焊双面成形”工艺按照操作方法,可分为连续焊法和间断灭弧焊法两种。

  在低碳钢和低合金钢焊接第一层时几乎都采用间断灭弧焊。这种焊法能使用较大电流,具有较大的穿透力,并能控制熔池温度和开关,能够做到根部焊透,而连续焊法即不间断电弧的连续焊接则必须使用较小的焊接电流,在起焊时温度低,可是焊接一段焊件后工件温度升高了,就不容易控制熔池温度和熔池大小,因此很难保证根部焊透和不出现焊瘤,所以,第一层很少采用,而用于第二层以后的焊接。

  间断灭弧法主要是通过控制燃弧和熄弧的时间,利用合理的运条动作来控制熔池温度、熔池存在的时间,熔池开关及液态金属层的厚度等,以获得良好的反面成形和内部质量,但不论哪种焊法,就电弧对坡口熔化程度,又分为渗透填满对口间隙。从表面上看,是根部成形但实质上坡口根部并没有真正熔透,不能通过反面弯曲试验,所以已不采用。一般都采用击穿根部的焊法来实现单面焊双面成形。

  单面焊双面成形的操作方法,不论对碳素钢、低合金钢或不锈钢的焊接,以及采用直流电源或交流电源,尽管焊接性能有很大差别,但其操作要领是一致的,主要要控制以下3个方面。

  1、根部间隙装配间隙要适当

  在坡口角度合理的情况下,必须要有适当根部间隙,才能保证焊条送到根部,确保电弧透过北部一部分,熔透根部。为了易于做到透度均匀,一般根部间隙尺寸偏差应在1毫米左右。

  根部间隙尺寸应相当于所用焊条直径或大于直径0.5~1.0毫米左右为宜。

  根部间隙的大小和许多因素有关,应综合考虑选择。

  (1)工件厚度,如焊件较薄、散热较慢、焊件热量不易散失,根部间隙就可以小些,较厚的焊件应适当大些,以利于根部熔透。

  (2)工艺参数,焊接电流较小时,根部间隙应稍大,当焊工习惯使用较大电流操作时,根部间隙就应相应减小。

  (3)焊接位置,平缝和横缝的根部间隙可以小些,而对仰缝和立缝又需稍大些。

  (4)钝边尺寸:钝边大,根部间隙也要大些。

  (5)焊接顺序,根部间隙小的应先焊,根部间隙大的应后焊,此外还要考虑受热膨胀等因素。

  2、坡口角度要适当,并要有一定尺寸的钝边。

  坡口角度必须按“规则”和有关设计的技术条件规定进行坡口角度直接影响接头质量和焊缝尺寸,必须选择合理的角度,一般为“v”字形坡口60°~70°。

  钝边是沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分。根据工件厚度一般留有0.5~2.0毫米尺寸的钝边。如壁厚3毫米时,钝边应为0.5毫米,如壁厚在12毫米以上时,一般应为1.5毫米,最大不超过2毫米为宜,钝边太厚容易出现根部未焊透。太薄易被击穿,出现较大的熔孔。

  有了钝边,引弧后用电弧预热工件的时间可以长些,预热的范围就可以大些,从而改善了焊接工艺条件,增加液体金属的流动性,容易确保焊透。

  有了钝边,可以承受较大的焊接电流,不会出现一引烯电弧就打穿根部的现象。有钝边容易控制熔池大小,有利于根部熔透。特别是仰焊位置,必须选用稍大电流才好操作,否则既无法成形也很难克服气孔、夹渣等工艺缺陷。因此有一定尺寸的钝边是很必要的。

  3、采用击穿焊法。

  击穿焊法,就是在焊接过程中,领先电弧的穿透力,熔化击穿根部,确保根部焊透成形的一种焊接方法。

  具体操作方法是:引弧后,拉长电弧进行预热(平焊预热时间短,不十分明显,对仰焊位置则是很明显的),当达到半熔化状态时(即在电焊护目镜下看到被预热的坡口边出现“汗珠”时约3~4秒钟),压低电弧,熔化击穿钝边,使之出现一个比对口间隙稍大的“熔孔”,从而保证熔敷金属一部分过渡到焊缝根部及背面并与熔化的母材共同组成熔池。

  随焊条继续熔化,击穿的熔孔被焊上,此时采取适当的灭弧手法,使之冷却形成焊缝。然后再击穿、熔化钝边,再形成熔孔,再焊上以此往复达到背面焊缝成形。

  熔孔形成即表示根部已焊透。熔孔尺寸的大小,即标志背面焊缝的尺寸。一般控制熔孔直径为对口间隙的1.1~1.5倍左右。具体尺寸要根据工件厚度、焊接位置、规范参数及根部间隙、钢种等诸因素综合调整。一般先进行工艺试验,摸索出规律后,再进行焊接,以保证焊接质量。

  第二层以后的焊接采用连续焊法,要注意减少工艺缺陷,焊接电流要适中,对于碳素钢和低合金钢焊件,焊后要控制缓慢冷却,为获得组织性能好的接头和为气体逸出创造条件,对于奥氏体不锈钢焊件,则要求选择较小的焊接工艺规范,焊后自然冷却或使之快冷,防止因过热产生晶间腐蚀的倾向。

  盖面层(加强焊层)焊接时,应先进行“填平补齐”,使焊肉高低一致,并不超过坡口面,保留坡口轮廓,调整好焊接电流,一次盖面,做到外型美观。

  二保焊陶瓷衬垫单面焊双面成型焊接操作技术

  下面以造船厂经常用到的二保焊陶瓷衬垫焊接

  工艺做简单介绍:

  采用单面焊时,燃弧的位置十分重要,如图3所示。由于进行CO2单面焊时,电弧的电流密度较大,在熔池前端的母材上形成半圆孔,随着电弧的前进,熔化金属不断填满此半圆孔。操作时必须使燃弧点处于熔池中心,如果燃弧点太靠前,则会使铁水过早前淌,使熔宽减小,严重时导致两底边未熔合。

  若燃弧点太靠后,使铁水前淌过缓,会增加熔宽,焊缝下垂过多,且容易使焊缝正面形成中间高、两边低的形式,这样在上面一层焊接时会导致两边夹渣。正常的打底焊成形应是焊缝反面增高适当,焊缝正面为中间低,两边成弧状过渡,如图4所示。

  焊丝的角度

  单面平焊时可以采用左焊法,也可以采用右焊法,如图5所示。右焊法时熔敷金属的厚度较薄,反面成型较美观,但焊强会挡住操作者的视线,影响对熔池前端的观察。采用左焊法时,焊接速度要比右焊法慢,操作者能较好的看到熔池的前方。

  立焊时为防止铁水下流,焊丝处于下倾状态,如图6所示,同时焊丝左右摆动,如图7所示,此角度应不小于5º。与水平角度不当,易造成正面和背面焊缝成型不良。焊丝左、右摆动角度不当,易造成焊缝边缘熔合不良和夹渣现象。

  横焊时焊丝的位置如图8所示。焊丝偏上会造成焊缝下侧未熔合,偏下会使背面焊缝过分下垂。焊丝略向前倾是为了使铁水的重力、表面张力和电弧吹力三者保持平衡,使铁水不过分前淌,保证焊缝反面有良好的形成。

  焊枪摆动方法

  单面焊时为了使焊道两侧均匀的熔化,铁水不过分下垂,防止夹渣与未熔合等缺陷,焊枪必须在焊缝两边做均匀的摆动,并在两侧做适当的停留。这样可使母材两边适当的熔化,与过渡的熔滴金属形成左右对称,下垂适量的熔池,冷却

  后成为合格的焊缝。摆动方式,平焊与立焊一般作月牙形摆动。但在横焊时,一般可不做摆动,焊缝较宽时,作斜三角形摆动。

  收弧方式

  在CO2陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时,在收弧处背面中央会出现缩孔。产生缩孔的主要原因是陶瓷衬垫的导热性比母材小,而熔池上部的熔融金属因散热条件好,先行凝固,而熔池下部的融化金属散热条件差,最后凝固。在凝固时,温度降低引起体积的收缩,而此时其它部分金属均已凝固,无法有金属补充这种收缩,因而形成缩孔。为了消除这种缩孔,首先是采用电流衰减的方法。现在一般的CO2焊机都有填充弧坑衰减规范的调节旋钮。焊接前将此旋钮调节适当的衰减数值上,在要收弧时,二次按压枪上的按钮,此时焊接电流及焊接电压会自动从原来的参数上衰减到较小的数值。当最后的融化金属填满坑后,再将电弧引到已凝固的焊好的焊缝上。此时放开焊枪的按钮,电弧最终熄灭,缩孔也就不会产生,如图9所示:

  打低焊和盖面焊

  由于船体结构的板材较厚,在采用CO2单面焊双面成型工艺时,通常采用多层多道焊。使用多层焊时,应重点掌握打底焊和盖面焊的操作技能。打底焊是CO2单面焊的关键,因为它关系到接头的背面成型。虽然接头反面有衬垫托住铁水,使铁水不致流失,但也必须有准确的操作方法,才能保证焊缝正反面都有良好的成型。尤其要防止焊缝反面下垂过多或者夹渣,焊缝正面不能形成中间高、两边低的形状,以免为随后的焊接造成困难。对于结构约束度大的焊缝(如大合拢焊缝),打底焊层要连续一次性完成,并应完成第二甚至第三层焊道的焊缝(视板厚而定),保证焊缝有足够的强度。不允许打底焊后长时间放置,以免在焊接应力的作用下,引起焊缝的纵向裂纹。每层的焊接应保持焊分发连续性,不允许焊一段好一段,造成每道卡码出的断头、焊瘤等缺陷。盖面焊时应调整好焊接电流、电压和焊接速度等规范参数,确保焊缝外观的良好成型,减少补焊、打磨的工作量,真正提高焊接生产率。焊缝的余量最好控制在3㎜以下。对于长焊缝,可采用逐段退焊法、跳焊法或分中施焊法。采用分中施焊法时,尽量采取对称施焊以减少焊接变形。在焊接低合金钢、铸钢和高强度钢时,应采取必要的预热措施。具体要求可按照相关的焊接工艺。

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