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单面焊双面成形质量差的原因及防止措施

来源:用户上传      作者: 王兴海 柴进 徐军华

   【摘 要】单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的限制。本文介绍了焊接电源、电流、速度、电压、层数、焊条类形、焊条直径等因素对单面焊双面成形技术焊接质量的影响和相关缺陷,提出了相应的防止措施。
   【关键词】单面焊双面成形;焊接;质量;原因;措施
   一、单面焊双面成形技术的概念
   单面焊双面成形技术是采用普通焊条,在不需要任何辅助措施条件下,只是坡口根部在进行组装定位焊时留出不同的间隙,在正面进行焊接,就会在坡口的正、背两面得到均匀整齐、成形良好的焊缝。主要用于板材对接接头、管状对接接头和骑座式管板接头。
   二、单面焊双面成形常见的焊接缺陷
   (1)尺寸上的缺陷。包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。(2)结构上的缺陷。包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。(3)性质上的缺陷。包括力学性能和化学性质等不满足焊件的使用要求的缺陷。力学性能指的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。
   三、单面焊双面成形焊接质量差的原因分析
   (1)焊接电源自身因素引起的焊接质量差。焊接电源是焊接工艺中最重要的因素。用小电流焊接薄板时,也常用直流弧焊电源。低氢型焊条用直流电源焊接时,一般用反接,因为反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时,焊接电流小,电弧不稳定,因此焊接薄板时,不论是用碱性焊条还是用酸性焊条,都选用直流反接。(2)工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响。一是焊接电流。焊接电流大小选择直接影响最终质量。电流过大,可提高生产率,并使熔透深度增加,但易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量,也会使焊接接头的组织因过热而发生变化,并增大气孔倾向。二是焊接速度。焊接速度是表征生产效率的主要参数。焊接速度应该均匀适当,既要保证焊透又要保证不焊穿,同时还要使焊缝宽度和余高等符合要求。三是电弧电压。焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊缝质量稳定的重要因素。焊条电弧焊电弧电压主要由弧长决定。电弧长度越大,电弧电压越高,电弧长度越短,电弧电压越小。四是焊接层数选择不当。焊接层数对焊缝质量也有一定的影响。焊接层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定。五是焊条类形及焊条直径的影响。焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。焊条直径一般根据焊件的厚度选择:同时考虑接头形式、施焊位置和焊接层数。T形接头、搭接接头都选用较大直径的焊条。(3)操作因素。焊工的操作水平低,意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等掌握不熟练,这是造成焊缝质量差的重要原因之一。焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格,焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用,会促使焊缝产生大量的气孔。
   四、防止单面焊双面成形焊接缺陷的措施
   (1)作好焊前准备。焊前应对焊机进行试焊,确认焊机的引弧性能和稳定性能好,工艺参数的调节方便、灵活、方可使用。工件应开Y形的坡口,钝边的尺寸一般选在0.5mm~1.0mm之间,坡口边缘20mm以内处用磨光机打磨,并将表面的铁锈、油污等清除干净,露出金属光泽。锅炉压力容器及重要结构的焊接一律采用碱性焊条,打底层焊接应选择直径3.2mm的焊条,中间层和盖面层可选用4mm的焊条,并对焊条进行400℃烘干,保温2h~4h。使用时需要将焊条放在保温筒内,随用随取。焊条在炉外停留时间不得超过4h,且反复烘干次数不能多于三次,药皮开裂和偏心度超标的焊条不得使用。(2)焊接操作。一是选择合适的工艺参数。焊条电弧焊的工艺参数通常包括:焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。焊接电流应根据板件厚度、焊接位置、焊接层数、焊条类形、焊条直径和焊接经验进行选择,保证所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷。焊速应合适,不宜过慢,以每层厚度不大于4mm~5mm为宜,以避免高温停留增长,影响焊缝的机械性能,但焊速也不宜过快,以免造成未溶合、未焊透等缺陷。焊接速度直接影响生产率,应该在保证质量的基础上采用较大的焊条直径和焊接电流,以提高生产率。焊接参数对热影响区的大小和性能有很大的影响。二是焊工技术水平。焊接生产中,焊工对单面焊双面成形操作技术掌握的水平和技术经验,往往决定了焊缝的质量。因此,加强焊工单面焊双面成形操作技能的训练及各种单面焊双面成形的焊接参数的掌握是保证焊缝质量的关键。
  
  参考文献
  [1]张应力.新编焊工使用手册[M].北京:金盾出版社,2004
  [2]戴树新.焊接生产管理与检测[M].北京:机械工业出版社,2004
  [3]雷世明.焊接方法与设备[M].北京:机械工业出版社,1998


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