机电(11,焊接技术:焊接工艺的选择与评定 )

一、焊接工艺的选择

(一)焊接工艺基本知识

1,焊接工艺

焊接工艺:制造焊件所有关的加工方法和实施要求

包括:焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求

2,焊接接头的种类及接头形式

(1)焊件在热能的作用下熔化成熔池,热源离开熔池后,熔化金属冷却并结晶,与木材连在一体,形成焊接接头

焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区、母材金属组成

(2)焊接接头形式:对接接头、T形接头、角形接头及搭接接头

3,焊接坡口的基本形式与尺寸

(1)坡口形式

I形、V形、单边V形、U形、双U形,J形

(2)坡口尺寸

1)坡口面:待焊件上的坡口表面称为坡口面

2)坡口面角度及坡口角度

待加工坡面的端面与坡口面之间的夹角为坡口面角度

两坡口面之间的夹角为坡口面角度

3)根部间隙

焊前在接头根部之间预留的空隙称为根部空隙

钝边的作用是防止根部烧穿

4,焊接位置种类

焊件接缝所处的空间位置可用焊缝倾角和焊缝转角表示

平焊、横焊、立焊、仰焊位置

5,焊接参数

焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接线能量的总称

6,焊缝形式及现状尺寸

1)焊缝结合形式:

对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝

2)焊缝在空间所处位置:平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝

3)焊缝断续情况:连续焊缝、断续焊缝

7,焊接线能量

8,预热及层间温度

(1)预热

焊接开始前,对焊接的全部(或局部)进行加热的工艺措施

(2)道层温度

铬钼钢和碳钼钢焊接过程中道间温度不低于预热温度

铬镍奥氏体钢层间温度控制在150℃以上

铬镍合金、镍合金和奥氏体-铁素体(双目)不锈钢层间温度控制在100℃以上

9,后热及焊后热处理

(1)后热

1)焊接后立即对焊件的全部(局部)进行加热或保温,使其缓冷的工艺措施,它不等于焊后热处理

2)有延迟裂纹倾向的钢材,一般都要求焊后及时热处理,以防止延迟裂纹的产生;若不能及时热处理,

则应在焊后立即后热200-350℃保温缓冷。

3)后热即可减少焊缝中的影响,降低焊接残余应力,避免焊接接头中出现马氏体组织,从而防止氢质裂纹

的产生。

(2)焊后热处理

1)为改善焊接接头的焊后组织和性能或消除残余应力而进行的热处理

非合金钢管管道壁厚大于19mm时,焊接后应进行消除应力热处理

(二)材料可焊性

1,不同产品焊接难度

(1)钢结构工程焊接难度:A级(易)、B级(一般)、C级(较难)、D级(难)

影响因素:板厚、钢材分类、受力状态、钢材碳含量

(2)管道

2,各种材料焊接工艺分析

(1)非合金钢

含碳量的多少决定了非合金钢的可焊性

含碳量增加,大大增加焊接的裂纹倾向

含碳量大于0.25%的钢材不应用于制造锅炉、压力容器的承压原件

(2)合金钢

不锈钢焊接工艺难度:不锈钢材料热敏感性较强,在450-850℃温区内停留时间稍长,

焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降;

容易产生热裂纹

保护不良,高温氧化严重

线膨胀系数大,产生较大的焊接变形

(3)有色金属

1)铝及铝合金的导热系数大,必须用大功率或能量集中的焊接电源

2)铜及铜合同比铝及铝合金的导热系数更大,必须采用能量集中的热电源

3)钛及钛合金

焊接过程熔池区域和焊接接头的背面要保护,焊后正在冷却中的焊接接头正面也要保护

4)镍及镍合金具有较高的热裂纹敏感性

焊接时主要问题是热裂纹

(三)焊接工艺选择

1,确定焊接方法

(1)常用的焊接方法

电弧焊

焊条电弧焊:             SMAW

单丝埋弧焊:              SAW

钨级气体保护焊:      GTAW

熔化极气体保护焊 :  GMAW(MAG)

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其他

电渣焊:           ESW

气电立焊:      EGW

短路电弧螺柱焊:  SW

(2)不同焊接方法的特点

1)SMAW

优点 :焊接材料广,使用场合广、接头装配质量要求低

缺点:工作效率低、焊接质量依赖操作工人、技术性较强

2)GTAW

优点:变形小、适于1.5mm一下的薄板材料,焊接无飞溅、无气孔、焊后可不去焊渣、焊接材料广、焊接质量高

缺点:工作效率低、成本高、容易受钨极污染,特殊场合需增加防风措施

3)GMAW

优点:生产效率高、焊接成本低、焊缝抗腐蚀能力强、焊接形成过程易于控制焊接质量’

缺点:焊接表面不平滑、飞溅较多、设备复杂、施工场合有限

2,坡口加工

1)非合金钢坡口加工可采用机械加工或火焰切割方法

2)低温镍钢、合金钢及不锈钢复合钢坡口加工:机械加工

3)不锈钢、镍及镍合金、铝及铝合金坡口加工采用机械加工或等离子切割方法

4)钛及钛合金坡口采用机械加工

二、焊接工艺评定

各种焊接方法的专用评定规则

(1)按接头、填充材料、焊接位置、预热(后热)、气体、电特性、技术措施分别对各种焊接方法的

影响程度分为主要因素、补加因素、次要因素

(2)当改变一个主要因素,要重新焊接工艺评定

(3)增加或变更如何一个补加因素,可按照增加或变更的补加因素,赠焊冲击韧性试件进行试验

(4)增加或变更如何一个次要因素,不需要重新评定,但需重新编制预焊接工艺规程

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