探索鱼鳞状焊道窄间隙埋弧焊接工艺:解决深窄坡口渣壳自动脱落难题

   日期:2025-03-09     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:208    
核心提示:窄间隙焊接工艺属于大厚度工件的深窄坡口焊接工艺,一般坡口的深宽比可达10一15。基于上述理由,窄间隙埋弧焊工艺忌用“凹面状”焊道,而必须采用“鱼鳞状”焊道。而焊接不等厚板的对接接头时,焊丝应偏于厚板一侧,以使其熔化速度与薄板相同,从而使焊缝成形合理。

窄间隙焊接工艺属于大厚度工件的深窄坡口焊接工艺,通常坡口的深宽比能达到 10 到 15 。采用埋弧焊工艺方法时,会有每个焊道焊渣渣壳的脱渣和清除问题。一般的埋弧焊工艺都期望渣壳能自动脱落。若渣壳不能自动脱落,对于宽度仅为 20 到 30mm 的深窄坡口而言,手工清除渣壳会非常困难。为此,在埋弧焊工艺方法的实践过程中,人们探索出了一种渣壳能够自动脱落的窄间隙埋弧焊工艺方法,即“鱼鳞状”焊道窄间隙埋弧焊接工艺。

这种“鱼鳞状”焊道与“凹面状”焊道的区别在于:两种焊道的渣壳与工件侧壁的切入角不同,这导致了渣壳表面张力的差异。“鱼鳞状”焊道的表面张力能让渣壳自动脱落;而“凹面状”焊道的表面张力会使渣壳牢牢地粘贴在工件的侧壁上。基于上述理由,窄间隙埋弧焊工艺不能使用“凹面状”焊道。窄间隙埋弧焊工艺必须要采用“鱼鳞状”焊道。

埋弧焊能够一次焊透厚度在 20mm 以下的工件。因为熔池比较大,若要达成一次成形的目标,就必须运用强制成形的衬垫,让熔池在衬垫上冷却凝固,不然的话很容易把工件烧穿。而在悬空焊时的熔深,通常不适合超过板厚的三分之二。对于单面焊双面成形焊缝,可以采用以下几种工艺方法(图 2-35):

1)在铜垫板上焊接。

2)在临时陶瓷垫板上焊接。

3)在焊剂垫板上焊接。

4)在永久性垫板上焊接或锁底焊。

不同厚度钢板对接焊的受力接头,若两板厚度偏差超出标准规定范围,坡口尺寸就按厚板厚度选取,或者把厚板单面或双面削薄至与薄板等厚。如此便能避免因对接焊接头处断面突变而出现的应力集中。

削薄长度方面,单面削薄时,其长度是单面削薄时的一半,如削薄长度 L 为 s2 减 s1;双面削薄时,按照削薄 2 - 34 所示进行。

焊接等厚板的对接接头时,焊丝需处于焊缝中心线上。若焊丝不对中,就可能导致未焊透以及焊缝偏移等缺陷。在焊接不等厚板的对接接头时,焊丝应偏向厚板一侧,这样能让其熔化速度与薄板相同,进而使焊缝成形合理。图 2 - 31 展示的是对接接头焊丝的偏移情况。

焊丝倾角的方向和大小对焊缝成形的影响呈现为图 2 - 30 所示的那样。

焊接电流保持不变的情况下,若加大焊丝的伸出长度,那么焊丝的熔敷速度能够提高 25%至 50%。然而,当电弧电压较低时,焊道的熔深和熔宽都会变小。用加大伸出长度的焊丝焊接出的焊缝与用正常伸出长度的焊丝焊接出的焊缝,其形状是完全不一样的。所以,当需要有较大的熔深时,就不适合将焊丝的伸出长度加大。当为了提高焊丝的熔敷速度而需要加大焊丝的伸出长度时,就应该同时把电弧电压提高,以此来保持合适的弧长。

埋弧焊具有预热焊丝的功能,它能够在不提升母材热输入的情况下,提升焊丝的熔化速度,同时增加焊丝的熔敷量,以此实现提高焊接效率的目标。从图 2 - 29 可以看出,焊丝的伸出长度与焊丝的预热之间存在一定关系。

在特定电弧功率的情况下,焊接速度发生变化会致使焊缝的热输入改变钢结构焊接坡口要求,进而会让焊缝的熔深和熔宽发生变化。若焊接速度较快,因为电弧对焊件的加热不够充分,焊缝的熔深和熔宽都会显著变小,熔合比也会降低钢结构焊接坡口要求,情况严重时会出现咬边、未焊透和气孔等缺陷。所以,在提高焊接速度的同时,一定要增大电弧功率,这样才能让焊缝的熔深和熔宽保持稳定。图2-28所示为焊接速度对焊缝成形的影响。

埋弧焊接时,电弧电压是依据焊接电流的大小来确定的。也就是说,在特定的焊接电流之下,需要维持弧长不发生变化,这样才能确保电弧能够稳定地“燃烧”,并且使焊缝的成形合理。然而,当遇到以下这些情况时,就需要进行区别对待。

多层焊道的表面焊道,如果存在装配不良的情况,或者对接焊缝根部间隙过大,那么电弧电压不宜过小。

2)深坡口焊缝不宜以较高的电弧电压焊接。

在特定条件下,改变焊接电流能改变焊丝的熔化速度以及焊缝的熔透深度。然而,过度增大焊接电流必定会致使焊缝的余高过大且焊缝的熔透深度过量。这样一来,会使焊缝成形变得恶劣。与此同时,这种过量的焊缝成形还会加剧焊缝的收缩,进而引发焊接裂纹、气孔、夹渣等缺陷,并且会导致过大的热影响区和过大的焊接变形。因此,在焊接时如果要增加焊接电流,那么就必须相应地提高电弧电压,这样才能保证得到合适的焊缝形状。焊接电流如果过大,可能会引起一些焊接缺陷,这些焊接缺陷如图 2-26 所示。

 
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