(1)低碳鋼:含碳量低,無淬硬傾向,有良好的塑性,焊接時不需要采取特殊工藝,焊后也無需進行熱處理,適用于各種焊接方法。 但是仍然應該注意:焊接接頭應保證等強,焊接中不應有超過標準規(guī)定的氣孔、夾渣等缺陷,這些都與操作有關,通常焊縫金屬的含碳量低于母材,可適當增加Si, Mn來保證焊縫的強度。當含碳量偏高,在0.24%以上時,就要注意防止焊接中的熱裂紋和焊接后的冷裂紋。國外有些鋼種的含碳量高達0.30%左右,這不能不引起注意,焊接這些鋼材時,應適當預熱。大厚度結構在焊接時,特別是第一道打底焊,鋼材不預熱可能要出現裂紋。在冬天(0-10℃)焊接12 -32mm的低碳鋼板,尤其是用不同類型焊條對不同板厚作焊條電弧堆焊或T形角焊時,會產生不同程度的微裂紋(圖3-16)。鐵鐵礦塑焊條焊厚度超過12mm的角焊接頭時就會產生這種裂紋,用低氫焊條焊厚度超過32mm的500MPa強度鋼角焊縫時,焊縫中也產生了微裂紋。這將降低焊縫金屬的缺口韌性和伸長率,但對抗拉強度無影響。
近年來,許多鍋爐廠發(fā)現,中等厚度20號板在埋弧焊時,焊后冷彎試驗通不過,且已經發(fā)現當鋼中碳、硫、磷都偏上限時,就容易出現冷彎試驗通不過。若按新標準選用鋼材,則能克服碳、硫、磷都偏高的現象,20號鋼埋弧焊可望能通過冷彎試驗。大型電站鍋爐的制造,大量采用大厚度鋼板,這需要用電渣焊來完成焊接工作,由于電渣焊的焊縫有極明顯的鑄造組織、粗大柱狀晶粒,所以焊后往往要進行正火、回火處理。因此,盡管我們說低碳鋼焊接性極好,在實際工作時,還要具體情況具體分析處理。 (2)中碳鋼:一般中碳鋼是作為鍛件或熱壓件用于制造各種齒輪、緊固件或軸類的,也有的以鋼板、型材的形式供貨,常見的有Q275,35號鋼及45號鋼。由于中碳鋼的含碳量增加,有淬硬傾向,故在焊接熱循環(huán)作用下,接頭中可能產生過熱、淬硬、氣孔、冷裂紋等缺陷。因此,焊接中碳鋼時需要預熱,且按含碳量、工件尺寸及結構拘束度來定預熱溫度,一般為150 - 250℃,焊條宜選用強度相當的低氫型藥皮焊條,并注意烘干;焊后要緩冷并宜進行高溫回火熱處理,一般推薦回火溫度為600-650℃。 接焊時要特別注意焊好第一層,因為在坡口根部,焊縫的熔合比高,使焊縫的含碳量增高,裂紋傾向大。如有可能,宜開U形坡口,用小直徑焊條、小工藝參數焊接。 (3)高碳鋼:一般高碳鋼不用于制造焊接結構,其焊接多為補焊或堆焊。焊條的選擇按被焊件的要求而定,高要求可選E7015 G或E6015,低要求可選E5015、 E5016,或選用E309、 E309Mo焊條等。預熱一般應達250-350℃以上,焊后應緩冷并高溫(650℃)回火。使用奧氏體焊條時可不預熱。焊接盡量用小工藝參數,必要時應用錘擊焊縫以減小應力,防止裂紋。
一、 低碳鋼的焊接性能
焊接性能通常稱為可焊性。是指金屬材料在既定條件下,經過焊接加工獲得優(yōu)質焊接接頭的能力,或稱某種材料在既定條件下好焊與否。
低碳鋼的可焊性良好。焊接時,一般不需要采取特殊的工藝措施,即能得到滿意的焊接接頭。但在下述情況下,可能出現裂紋。
1. 基本金屬或焊絲的化學成分不合格,如含碳量偏高,硫、磷等雜質含量高等。
2. 在低溫下焊接剛性較大的焊件或結構。
二、 低碳鋼的傳統(tǒng)氣焊及激光焊接工藝
低碳鋼可進行各種空間位置的焊接。所焊工件的厚度一般在6毫米以下,超過6毫米都最好采用電焊。
焊絲的化學成分直接影響焊縫金屬的機械性能。方圓激光所焊工件厚度一般不超過3毫米,基本焊接方法相同。
低碳鋼所用的焊絲有H08、H08A、H08MnA、H15等。
實際工作中,如無合乎要求的焊絲時,可用一般低碳鋼焊條去掉藥皮做焊絲用。
焊絲直徑,可根據工件的厚度選擇。
焊前準備:
1. 焊件被焊區(qū)及焊絲表面的清理
為保證焊縫金屬不產生夾渣、氣孔等缺陷,焊接前應將焊件被焊區(qū)及焊絲表面的油污、鐵銹及氧化皮等清除干凈,可用砂布、銼刀、鋼絲刷等工具清理。
2. 選擇防護措施
露天作業(yè)應視天氣情況作防風、雨、雪等措施,如設防風(雨、雪)棚。焊接管子時應堵住管子端頭,避免“穿堂風”的影響等。
3. 定位焊
定位焊又稱點固焊,其目的是使焊件的裝配間隙在焊接過程中保持不變,以防焊后工件產生較大的變形。定位焊時必須注意以下幾點:
1) 認真仔細地進行,一切按正式焊接要求。
2) 定位焊必須焊透,不許可出現未熔合、氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。
3) 定位焊焊縫不宜過長,更不宜過高和過寬。
4) 應注意合理選擇定位焊焊接順序。
5) 管子定位焊時,直徑小于50毫米的只需定位焊兩點,管子直徑較大時應采用對稱定位焊。
4. 焊嘴的傾斜角度及焊接速度的選擇
1) 焊嘴的傾斜角度(又稱焊嘴傾角)
焊接過程中常用改變焊嘴與工件的夾角的方法調節(jié)工件的熱量,以利于焊接過程的順利進行。焊嘴傾角減小,焊件的受熱量即降低,反之則升高。焊嘴傾角的大小,要根據焊件的厚度、焊嘴的大小及施焊位置等因素而定。
2) 焊接速度
焊接速度應根據焊工操作的熟練程度靈活掌握。在保證焊接質量的情況下力求快,以提高生產率。如果焊接速度太慢,焊件受熱過大,易使接頭組織粗化,性能降低,同時還會增大變形。
5. 操作要點
1) 焊接不同厚度的工件時,火焰應偏向較厚的一側,以防止焊縫的兩側熔化不良。
2) 對于一些較厚的工件,需焊接兩層或三層焊肉。第一層焊肉的焊接很關鍵,特別是焊接管子的第一層焊肉時更應注意。
3) 焊接操作方法有多種,除一般焊接法外,還有“基本金屬熔化法”、的“打穿焊法”等。其中“打穿焊法”近年來得越來越廣泛地應用。所謂“打穿焊法”,就是在整個焊接過程中,使焊接熔池前沿始終保持一個“小洞”(或稱熔孔)的焊接方法。它所不同的是裝配間隙稍大約0.5毫米,鈍邊減薄約0.5毫米左右。它的操作要點如下:
a. 氣焊的左向焊和右向焊均可采用打穿焊法。焊絲直徑可根據焊縫所處的空間位置、工件厚度和操作習慣來選擇。
b. 調整好火焰后,火焰熔化基本金屬和焊絲,形成熔池。焰心末端距離熔池4~5毫米。在熔池的前沿形成以裝配間隙為直徑的小孔,火焰要頂信熔池,隨著小孔的前移和焊絲的熔化,熔池不斷前移形成焊縫。
c. 焊嘴不要離熔池過高或過低,過高會使焊絲熔化比基本金屬快,而且火焰打穿能力(即吹透性)差,不易形成小孔。過低則火焰溫度低,易產生夾渣、氣孔等缺陷。
d. 焊接速度要快。
e. 焊炬劃圓圈前進,這樣可攪動熔池,有利于雜質逸出,避免產生缺陷。
f. 每層焊縫要一次焊完。
h. 收尾時應使火焰緩慢離開熔池,以免冷卻過快而產生缺陷。
6. 打穿焊法具有以下優(yōu)點:
a. 焊接操作簡單。由于焊接過程中熔池前沿始終保持一個小孔,故能有效地防止根部未被焊透。并且由于有小孔而易于觀察施焊,能控制凸瘤和內凹的出現,非常適用于管道和薄壁容器第一遍焊縫的焊接。
b. 由于形成的小孔以原來的間隙為基礎,焊接時焊點不會焊偏,確保熔合良好。
c. 由于焊炬和焊絲離熔池較近且焊接速度快,減少了坡口的受熱面積和時間,可防止焊縫影響區(qū)過熱或過燒。
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