(1)低碳钢:含碳量低,无淬硬倾向,有良好的塑性,焊接时不需要采取特殊工艺,焊后也无需进行热处理,适用于各种焊接方法。 但是仍然应该注意:焊接接头应保证等强,焊接中不应有超过标准规定的气孔、夹渣等缺陷,这些都与操作有关,通常焊缝金属的含碳量低于母材,可适当增加Si, Mn来保证焊缝的强度。当含碳量偏高,在0.24%以上时,就要注意防止焊接中的热裂纹和焊接后的冷裂纹。国外有些钢种的含碳量高达0.30%左右,这不能不引起注意,焊接这些钢材时,应适当预热。大厚度结构在焊接时,特别是第一道打底焊,钢材不预热可能要出现裂纹。在冬天(0-10℃)焊接12 -32mm的低碳钢板,尤其是用不同类型焊条对不同板厚作焊条电弧堆焊或T形角焊时,会产生不同程度的微裂纹(图3-16)。铁铁矿塑焊条焊厚度超过12mm的角焊接头时就会产生这种裂纹,用低氢焊条焊厚度超过32mm的500MPa强度钢角焊缝时,焊缝中也产生了微裂纹。这将降低焊缝金属的缺口韧性和伸长率,但对抗拉强度无影响。
近年来,许多锅炉厂发现,中等厚度20号板在埋弧焊时,焊后冷弯试验通不过,且已经发现当钢中碳、硫、磷都偏上限时,就容易出现冷弯试验通不过。若按新标准选用钢材,则能克服碳、硫、磷都偏高的现象,20号钢埋弧焊可望能通过冷弯试验。大型电站锅炉的制造,大量采用大厚度钢板,这需要用电渣焊来完成焊接工作,由于电渣焊的焊缝有极明显的铸造组织、粗大柱状晶粒,所以焊后往往要进行正火、回火处理。因此,尽管我们说低碳钢焊接性极好,在实际工作时,还要具体情况具体分析处理。 (2)中碳钢:一般中碳钢是作为锻件或热压件用于制造各种齿轮、紧固件或轴类的,也有的以钢板、型材的形式供货,常见的有Q275,35号钢及45号钢。由于中碳钢的含碳量增加,有淬硬倾向,故在焊接热循环作用下,接头中可能产生过热、淬硬、气孔、冷裂纹等缺陷。因此,焊接中碳钢时需要预热,且按含碳量、工件尺寸及结构拘束度来定预热温度,一般为150 - 250℃,焊条宜选用强度相当的低氢型药皮焊条,并注意烘干;焊后要缓冷并宜进行高温回火热处理,一般推荐回火温度为600-650℃。 接焊时要特别注意焊好第一层,因为在坡口根部,焊缝的熔合比高,使焊缝的含碳量增高,裂纹倾向大。如有可能,宜开U形坡口,用小直径焊条、小工艺参数焊接。 (3)高碳钢:一般高碳钢不用于制造焊接结构,其焊接多为补焊或堆焊。焊条的选择按被焊件的要求而定,高要求可选E7015 G或E6015,低要求可选E5015、 E5016,或选用E309、 E309Mo焊条等。预热一般应达250-350℃以上,焊后应缓冷并高温(650℃)回火。使用奥氏体焊条时可不预热。焊接尽量用小工艺参数,必要时应用锤击焊缝以减小应力,防止裂纹。
一、 低碳钢的焊接性能
焊接性能通常称为可焊性。是指金属材料在既定条件下,经过焊接加工获得优质焊接接头的能力,或称某种材料在既定条件下好焊与否。
低碳钢的可焊性良好。焊接时,一般不需要采取特殊的工艺措施,即能得到满意的焊接接头。但在下述情况下,可能出现裂纹。
1. 基本金属或焊丝的化学成分不合格,如含碳量偏高,硫、磷等杂质含量高等。
2. 在低温下焊接刚性较大的焊件或结构。
二、 低碳钢的传统气焊及激光焊接工艺
低碳钢可进行各种空间位置的焊接。所焊工件的厚度一般在6毫米以下,超过6毫米都最好采用电焊。
焊丝的化学成分直接影响焊缝金属的机械性能。方圆激光所焊工件厚度一般不超过3毫米,基本焊接方法相同。
低碳钢所用的焊丝有H08、H08A、H08MnA、H15等。
实际工作中,如无合乎要求的焊丝时,可用一般低碳钢焊条去掉药皮做焊丝用。
焊丝直径,可根据工件的厚度选择。
焊前准备:
1. 焊件被焊区及焊丝表面的清理
为保证焊缝金属不产生夹渣、气孔等缺陷,焊接前应将焊件被焊区及焊丝表面的油污、铁锈及氧化皮等清除干净,可用砂布、锉刀、钢丝刷等工具清理。
2. 选择防护措施
露天作业应视天气情况作防风、雨、雪等措施,如设防风(雨、雪)棚。焊接管子时应堵住管子端头,避免“穿堂风”的影响等。
3. 定位焊
定位焊又称点固焊,其目的是使焊件的装配间隙在焊接过程中保持不变,以防焊后工件产生较大的变形。定位焊时必须注意以下几点:
1) 认真仔细地进行,一切按正式焊接要求。
2) 定位焊必须焊透,不许可出现未熔合、气孔、夹渣、裂纹等缺陷。
3) 定位焊焊缝不宜过长,更不宜过高和过宽。
4) 应注意合理选择定位焊焊接顺序。
5) 管子定位焊时,直径小于50毫米的只需定位焊两点,管子直径较大时应采用对称定位焊。
4. 焊嘴的倾斜角度及焊接速度的选择
1) 焊嘴的倾斜角度(又称焊嘴倾角)
焊接过程中常用改变焊嘴与工件的夹角的方法调节工件的热量,以利于焊接过程的顺利进行。焊嘴倾角减小,焊件的受热量即降低,反之则升高。焊嘴倾角的大小,要根据焊件的厚度、焊嘴的大小及施焊位置等因素而定。
2) 焊接速度
焊接速度应根据焊工操作的熟练程度灵活掌握。在保证焊接质量的情况下力求快,以提高生产率。如果焊接速度太慢,焊件受热过大,易使接头组织粗化,性能降低,同时还会增大变形。
5. 操作要点
1) 焊接不同厚度的工件时,火焰应偏向较厚的一侧,以防止焊缝的两侧熔化不良。
2) 对于一些较厚的工件,需焊接两层或三层焊肉。第一层焊肉的焊接很关键,特别是焊接管子的第一层焊肉时更应注意。
3) 焊接操作方法有多种,除一般焊接法外,还有“基本金属熔化法”、的“打穿焊法”等。其中“打穿焊法”近年来得越来越广泛地应用。所谓“打穿焊法”,就是在整个焊接过程中,使焊接熔池前沿始终保持一个“小洞”(或称熔孔)的焊接方法。它所不同的是装配间隙稍大约0.5毫米,钝边减薄约0.5毫米左右。它的操作要点如下:
a. 气焊的左向焊和右向焊均可采用打穿焊法。焊丝直径可根据焊缝所处的空间位置、工件厚度和操作习惯来选择。
b. 调整好火焰后,火焰熔化基本金属和焊丝,形成熔池。焰心末端距离熔池4~5毫米。在熔池的前沿形成以装配间隙为直径的小孔,火焰要顶信熔池,随着小孔的前移和焊丝的熔化,熔池不断前移形成焊缝。
c. 焊嘴不要离熔池过高或过低,过高会使焊丝熔化比基本金属快,而且火焰打穿能力(即吹透性)差,不易形成小孔。过低则火焰温度低,易产生夹渣、气孔等缺陷。
d. 焊接速度要快。
e. 焊炬划圆圈前进,这样可搅动熔池,有利于杂质逸出,避免产生缺陷。
f. 每层焊缝要一次焊完。
h. 收尾时应使火焰缓慢离开熔池,以免冷却过快而产生缺陷。
6. 打穿焊法具有以下优点:
a. 焊接操作简单。由于焊接过程中熔池前沿始终保持一个小孔,故能有效地防止根部未被焊透。并且由于有小孔而易于观察施焊,能控制凸瘤和内凹的出现,非常适用于管道和薄壁容器第一遍焊缝的焊接。
b. 由于形成的小孔以原来的间隙为基础,焊接时焊点不会焊偏,确保熔合良好。
c. 由于焊炬和焊丝离熔池较近且焊接速度快,减少了坡口的受热面积和时间,可防止焊缝影响区过热或过烧。
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2014-092501 |