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焊接工艺的重要性

作者:未知

  【摘 要】目前,随着焊接技术应用范围的日益扩大,在各行各业焊接应用所占的比例也更大,同时也对焊接工艺提出了越来越严格的要求,焊接从业人员也开始深刻地意识到工艺的重要性。基于此,本文概述了焊接工艺,介绍了其详实内容,最后以市政建设中热力管道为例,探讨了焊接工艺的现实重要性。
  【关键词】工艺;焊接;重要性
  一、焊接工艺概述
  焊接工艺是指在高热或高压下,用或不用焊材,在两工件之间,原子互相扩散,而使其结合成整体的一种加工工艺。这种焊接工艺具有非常广泛的应用范围,可用于金属和非金属领域。
  焊接与其相对应的工艺有着密切的联系,包括焊接方法、并结合被焊件的材质、化学成分、结构种类、焊接要求等来确定操作。具体为:第一,确定好焊接方法,比如,手弧焊、钨极氩弧焊等方法。焊接具有非常多的方法,只能视具体情况来合理选择。第二,焊接方法确定后,然后设置焊接工艺参数,比如手弧焊有:焊条型号直径、电流、电压、焊接层道数、间层温度、检验方法等方面的数据。
  二、焊接工艺主要内容
  1、试件清理和装配
  焊接前,将坡口两侧20mm内的油污锈迹水分清理干净,露出金属光泽。然后进行装配,根据焊件的实际情况确定装配方案,具体包括:装配间隙、刚性固定、反变形预置等。
  2、焊件预热
  通过预热,可以减缓焊后冷却速度,对热影响区硬度的降低、冷裂纹的避免十分有利,属于焊接中主要的碳钢工艺方法。此外,预热还可以优化接头塑性,降低焊后残余应力。一般情况下,35、45钢以150~250℃为预热温度。倘若含碳量再高或厚刚度大、倾向产生裂纹时,可以提高预热温度到250~400℃。假如焊件过大、较难整体预热时,可采取局部预热的方法,其加热范围是两侧焊口分别150~200mm为宜。
  3、焊材选择
  焊材选择时,尽量选用与母材化学成分及力学性能相近的焊材,若条件允许,首选酸性焊条。
  4、坡口形式
  焊接时尽量将焊件开成U形坡口。铸件若有缺陷,则应圆滑铲挖坡口外形,以降低熔入焊缝金属中的母材比例,将焊缝含碳量降低,避免产生裂纹。
  5、确定工艺参数
  因为熔入第一层焊缝中的母材比例可约高达30%,因此,焊接第一层焊缝时的过程中,应尽可能选用小电流、缓慢的焊接速度,以降低母材熔深。
  6、间层温度控制
  根据不同的钢种,多层多道焊接时,合理控制好间层温度,是保障焊接质量和焊接工艺中重要因素。
  7、焊道应力
  因为应力是焊接危害性最为严重的因素之一,所以在焊接过程中采用相应的措施如:采用小电流、锤击焊道、退火等方法消除焊接应力。
  8、热处理
  当焊接完成焊接后,根据不同厚度材质进行相应的热处理,焊缝保温在200-350℃2-6小時,以减小冷却速度,增强塑韧性,并降低淬硬倾向,将接头处氢进行扩散消除。因此,不可以过冷时或雨雪中焊接。最好焊后立即对焊件,采取应力消除热处理,尤其是焊件厚度大、结构件刚性高、条件苛刻时的焊件更要如此。消除焊后应力的回火应控制温度是600~650℃,并保温1-2h,再随炉冷却。如果焊后无法处理应力热,需要立刻后热处理。
  三、焊接工艺的重要性
  现代工业离不开焊接,而焊接工艺只是在焊接过程中随着焊接的结束也结束,是留不下痕迹的过程,如果焊接作业人员责任心不强焊接工艺不到位,会使产品的内在质量和后期的使用寿命大打折扣。以市政热力管道为例,来探讨焊接工艺的重要性。在市政建设过程中,各种地下管道发挥着十分重要的作用,而管道焊接工艺又是管道工程中的重点内容,焊接质量出现质量问题,则会导致十分严重的后果。目前,市政建设工程中使用的压力管道,均通过焊接实现连接的,只有整个焊接工艺过程中不出现偏差,才能确保整个工程的质量。在管道焊接的整个过程当中,构成影响质量的元素主要包括:管道材质质量问题、焊接人员资格问题、技能熟练程度、是否准确遵守焊接工艺流程标准、焊接结束质量检验的把关问题。倘若以上环节均按焊接作业工艺要求实施,才能确保整个管道工程不遗留质量与安全隐患问题,保障管道后期使用过程中安全、稳定、经济、可靠地运行。
  1、保障焊接工艺前期的要求
  焊接项目作业人员在管道焊接工艺开始前,对应采购到位的管道与工程设计的规格、型号、材质及生产厂家进行细致的核对,必要时采用光谱检验仪进行化学成分的检验,管道质量完全相符设计的管道材质要求,以确保所使用的材料不存在质量问题或安全隐患等。焊材在焊接中起着及其重要的作用,它的质量好与坏直接关系到管道工程的整体质量,因此焊材的选择与质量必须进行严格把关,尽可能选择国内知名品牌与知名厂家的产品。同时对购进的焊材让经验丰富的焊工进行试验性焊接,进行物理、化学性实验,得出此批焊材焊接性能、工艺性能、使用性能等。对入库的焊材应包装良好无损,按照焊材储存标准分类进行放置,切不可受潮。焊接时使用的气体也尽可能使用质量稳定厂家的产品,使用前进行实验。焊接工艺过程中起着至关重要的作用是焊接设备,因此管道焊接是必须选用与之工艺要求相匹配性能优良的电焊机。
  2、焊接工艺过程
  以市政热力管道Ф525X12㎜A3钢管道焊接工艺为例,采用手工氩弧焊打底电弧焊盖面焊接方案进行施工。施焊前焊接设备选用在ZX7-400电焊机;焊材选用J50焊丝和E4303电焊条;对焊条用烘干箱进行150°C烘干1小时;使用焊条保温焊接时桶随用随去;氩气纯度不得低于99.95%,氩气流量计准确无误;钨极使用铈钨棒放射性小;对管道用机械方法开V型坡口,并留1㎜钝边,坡口内外两侧20㎜打磨露出金属光泽,确保无锈迹、油污和水分等。
  设置焊接工艺参数:焊口对口点固,对口间隙2-3㎜,固定点4点长度10-15㎜,厚度3㎜;打底焊丝J50,Ф2.0电流85A焊接电压30V,极性为直流反接法;填充和盖面电焊条E4303,Ф3.2电流95A焊接电压40V;采用3层3道,两人对称施焊进行;焊后150°C回火保温简易热处理;外观无损超声波和耐压致密性检验。
  焊接过程中,由于是氩弧焊打底,在户外作业必须做好防风处理,焊接位置设置防风罩之类设施,保证保护熔池的氩气不被稀释和吹散焊接质量受影响。焊口的点固位置相对称长度一致且收尾处比起焊处宽1㎜左右,其原因是防止收尾处受焊接收缩应力而无间隙,无法焊透。打底焊接时两人对称施焊进行且焊接速度一致,做到焊透且无焊接缺陷,对焊道污物用钢丝刷进行清理,立即用同样单位方法用烘干好的电焊条进行对称填充焊接,厚度4㎜左右为宜,填充后进行清渣,最好采用风铲对焊道整体进行震动敲击处理,以消除焊接应力。保证间层温度在80°C以上进行第三层为盖面层焊接,成形美观余高趋于0㎜无咬边等焊接缺陷;清渣后用火焰加热法对焊道两侧60㎜进行加温至150°C时用石棉布对加热区域进行包裹三层缓慢冷却至室温;然后对焊道进行无损超声波和耐压致密性检验。
  四、结语
  综上所述,本文市政热力管道焊接工程为例,探讨了焊接工艺过程的重要性。由此可知,在管道工程中,焊接工艺是最关键、最重要的工序,有助于管道连接的合理性和使用寿命的延长。目前,随着现代科技的快速发展,我国更加注重对技能人才的职业道德培养,希望有更多的高素质技能人才来支撑大国的崛起,特别是从事焊接相关专业的人员要充分地认识到焊接工艺的重要性,能够认真专研这项工艺技术,为我国的工业化建设贡献力量。
  参考文献:
  [1]郑照高.建筑钢结构的焊接工艺与性能分析[J].建材与装饰,2018(25):209-210.
  [2]马鸿力.浅谈对压力容器焊接工艺评定的监督检验[J].科技资讯,2015,13(33):95+97.
  作者简介:
  王元平(1971─),高级技师。国家能源准能集团焊工技能大师,主要从事焊工技术及焊接工艺和焊接质量方面的研究。
  (作者单位:国家能源准能集团公用事业公司)
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