焊接工艺学

焊接工艺是一门涉及多方面知识和技术的学科。

金属焊接的工业工艺包括多种方法如熔焊、压焊和钎焊。

焊接过程中要注意众多因素如焊接方法的选择、工艺参数的控制、焊缝形状的把握等以确保焊接质量。

在焊接前要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分、焊件结构类型、焊接性能要求等来确定焊接方法。

例如对于中碳钢预热是重要的工艺措施能降低焊后冷却速度防止产生冷裂纹通常预热温度为 150 至 250℃情况严重时可提高至 250 至 400℃。

选择焊接方法后还需确定合适的工艺参数。比如在熔池温度控制方面温度过高时铁水易下淌可能导致背面烧穿、形成焊瘤温度过低时易产生未焊透、未熔合、夹渣等缺陷。焊接电流与焊条直径要根据焊缝空间位置和焊接层次来选用立、横仰位应选用较小的电流和焊条直径。运条方法也会影响熔池温度如圆圈形运条熔池温度高于月牙形和锯齿形运条。焊条角度同样重要角度合适能有效控制熔池温度避免产生焊瘤或接头内凹等问题。电弧燃烧时间要合理控制对于管壁较薄的情况应适当加快断弧频率以防产生缩孔。

焊接接头有对接、搭接、丁字接和角接等基本形式。对接接头的静强度和疲劳强度较高适用于交变、冲击载荷等工作条件搭接接头的焊前准备简单焊接变形和残余应力较小但不适用于交变载荷等条件。

在焊缝符号方面基本符号、辅助符号和补充符号都有各自的含义和用法。

焊接时还需注意选择合适的焊接材料如在许可时优先选用酸性焊条。坡口形式尽量开成 U 形以减少母材熔入焊缝金属的比例降低焊缝中的含碳量。

总之掌握好焊接工艺能有效提高焊接质量满足工业生产的需求。

焊接缺陷是焊接过程中形成的不完整性包括气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边、焊瘤等。

气孔产生的原因主要有电弧保护不好弧太长焊条或焊剂受潮气体保护介质不纯坡口清理不干净。

其危害是减少焊缝工作截面与其他缺陷叠加会造成贯穿性缺陷连续气孔会破坏结构。

防止气孔要在焊接前对气路检查保证气体纯度选择合适电弧电压和送丝速度下向立焊控制好焊接速度。

夹渣原因有熔池温度低液态金属黏度大焊接速度大凝固时熔渣来不及浮出运条不当熔渣和铁水分不清坡口形状不规则坡口太窄不利于熔渣上浮多层焊时熔渣清理不干净。

危害是几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用应力集中是裂纹的起源。

防止夹渣要选择较大焊接电流正确运条清理坡口。

未焊透原因包括焊接电流小熔深浅坡口和间隙尺寸不合理钝边太大磁偏吹影响焊条偏芯度太大层间及焊根清理不良。

危害是减少焊缝有效截面积引起应力集中降低疲劳强度成为裂纹源。

防止未焊透要用较大电流焊接合理设计坡口并加强清理采用短弧焊。

未熔合原因有电流小、速度快、热量不足坡口或焊道有氧化皮、熔渣等一部分热量损失在熔化杂物上剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分。

危害是间隙很小可视为片状缺欠类似于裂纹易造成应力集中。

防止未熔合要采用较大的焊接电流正确施焊操作注意坡口清洁。

裂纹是危害最大的焊接缺陷产生原因多样如热裂纹发生于焊缝金属凝固末期冷裂纹在焊毕冷至马氏体转变温度以下产生。

防止裂纹要避免强力组对焊前预热适度增加根焊焊道厚度冬季施焊注意焊道缓冷以便扩散氢逸出。