『壹』 關於焊接的知識
焊接焊接是被焊工件的材質(同種或異種),通過加熱或加壓或兩者並用,並且用或不用填充材料,使工件的材質達到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。
焊接過程中,工件和焊料熔化形成熔融區域,熔池冷卻凝固後便形成材料之間的連接。這一過程中,通常還需要施加壓力。焊接的能量來源有很多種,包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。19世紀末之前,唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數百年的金屬鍛焊。最早的現代焊接技術出現在19世紀末,先是弧焊和氧燃氣焊,稍後出現了電阻焊。20世紀早期,隨著第一次和第二次世界大戰開戰,對軍用器材廉價可靠的連接方法需求極大,故促進了焊接技術的發展。今天,隨著焊接機器人在工業應用中的廣泛應用,研究人員仍在深入研究焊接的本質,繼續開發新的焊接方法,以進一步提高焊接質量。
1.焊接過程的物理本質
焊接分類
焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結合和擴散連接成一體的工藝過程. 促使原子和分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓,或同時加熱又加壓.
2.焊接的分類
金屬的焊接,按其工藝過程的特點分有熔焊,壓焊和釺焊三大類. 熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。 在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。 為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條葯皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免於氧化而進入熔池,冷卻後獲得優質焊縫。 壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連接成為一體。 台式冷焊機
各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛生條件。同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。 釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。 焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和性能變化,這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調整焊接條件,焊前對焊件介面處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善焊件的焊接質量。 另外,焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力,矯正焊接變形。 現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等於甚至高於被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭,接頭處的強度除受焊縫質量影響外,還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。 對接接頭焊縫的橫截面形狀,決定於被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時,為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口,以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時,除保證焊透外還應考慮施焊方便,填充金屬量少,焊接變形小和坡口加工費用低等因素。 厚度不同的兩塊鋼板對接時,為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接,常優先採用對接接頭的焊接。 搭接接頭的焊前准備工作簡單,裝配方便,焊接變形和殘余應力較小,因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常採用。一般來說,搭接接頭不適於在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。 採用丁字接頭和角接頭通常是由於結構上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫,這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中;焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。 角接頭承載能力低,一般不單獨使用,只有在焊透時,或在內外均有角焊縫時才有所改善,多用於封閉形結構的拐角處。 焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,對於交通運輸工具來說可以減輕自重,節約能量。焊接的密封性好,適於製造各類容器。發展聯合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結合,可以製成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構,經濟效益很高。採用焊接工藝能有效利用材料,焊接結構可以在不同部位採用不同性能的材料,充分發揮各種材料的特長,達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少,而且日益重要的加工工藝方法。 在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發展較晚,但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。 未來的焊接工藝,一方面要研製新的焊接方法、焊接設備和焊接材料,以進一步提高焊接質量和安全可靠性,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝性能,研製可靠輕巧的電弧跟蹤方法。 另一方面要提高焊接機械化和自動化水平,如焊機實現程序控制、數字控制;研製從准備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛生安全條件。
編輯本段焊接工藝的發展歷史
《天工開物》中的錘錨圖
焊接技術是隨著銅鐵等金屬的冶煉生產、各種熱源的應用而出現的。古代的焊接方法主要是鑄焊、釺焊、鍛焊、鉚焊。中國商朝製造的鐵刃銅鉞,就是鐵與銅的鑄焊件,其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折,接合良好。 春秋戰國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍,是分段釺焊連接而成的。經分析,所用的與現代軟釺料成分相近。戰國時期製造的刀劍,刀刃為鋼,刀背為熟鐵,一般是經過加熱鍛焊而成的。據明朝宋應星所著《天工開物》一書記載:中國古代將銅和鐵一起入爐加熱,經鍛打製造刀、斧;用黃泥或篩細的陳久壁土撒在介面上,分段煅焊大型船錨。中世紀,在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊製造兵器。 古代焊接技術長期停留在鑄焊、鍛焊、釺焊和鉚焊的水平上,使用的熱源都是爐火,溫度低、能量不集中,無法用於大截面、長焊縫工件的焊接,只能用以製作裝飾品、簡單的工具、生活器具和武器。19世紀初,英國的戴維斯發現電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫熱源;1885~1887年,俄國的別納爾多斯發明碳極電弧焊鉗;1900年又出現了鋁熱焊。 焊條電弧焊
20世紀初,碳極電弧焊和氣焊得到應用,同時還出現了薄葯皮焊條電弧焊,電弧比較穩定,焊接熔池受到熔渣保護,焊接質量得到提高,使手工電弧焊進入實用階段,電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。也成為現代焊接工藝的發展開端。在此期間,美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度,製成自動電弧焊機,從而成為焊接機械化、自動化的開端。1930年美國的羅賓諾夫發明使用焊絲和焊劑的埋弧焊,焊接機械化得到進一步發展。40年代,為適應鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要,鎢極和熔化極惰性氣體保護焊相繼問世。 1951年蘇聯的巴頓電焊研究所創造電渣焊,成為大厚度工件的高效焊接法。1953年,蘇聯的柳巴夫斯基等人發明二氧化碳氣體保護焊,促進了氣體保護電弧焊的應用和發展,如出現了混合氣體保護焊、葯芯焊絲氣渣聯合保護焊和自保護電弧焊等。1957年美國的蓋奇發明等離子弧焊;40年代德國和法國發明的電子束焊,也在50年代得到實用和進一步發展;60年代又出現激光焊等離子、電子束和激光焊接方法的出現,標志著高能量密度熔焊的新發展,大大改善了材料的焊接性,使許多難以用其他方法焊接的材料和結構得以焊接。 其他的焊接技術還有1887年,美國的湯普森發明電阻焊,並用於薄板的點焊和縫焊;縫焊是壓焊中最早的半機械化焊接方法,隨著縫焊過程的進行,工件被兩滾輪推送前進;二十世紀世紀20年代開始使用閃光對焊方法焊接棒材和鏈條。至此電阻焊進入實用階段。1956年,美國的瓊斯發明超聲波焊;蘇聯的丘季科夫發明摩擦焊;1959年,美國斯坦福研究所研究成功爆炸焊;50年代末蘇聯又製成真空擴散焊設備。
編輯本段焊接技術的發展趨勢
焊接技術的發展趨勢 1、提高焊接生產率是推動焊接技術發展的重要驅動力 提高生產率的途徑有二:第一提高焊接熔敷率,例如三絲埋弧焊,其工藝參數分別為220A/33V、1400A40V、1100A45V。採用坡口斷面小,背後設置擋板或襯墊,50~60mm的鋼板可一次焊透成形,焊接速度可達到,0.4m/min以上,其熔敷率與焊條電弧焊相比在100倍以上,第二個途徑則是減少坡口斷面及金屬熔敷,近十年來最突出的成就就是窄間隙焊接。窄間隙焊接採用氣體保護焊為基礎,利用單絲、雙絲、三絲進行焊接,無論接頭厚度如何,均可採用對接形式,例如鋼板厚度為50~300mm,間隙均可設計為13mm左右,因此所需熔敷金屬量成數倍、數十倍的地降低,從而大大提高生產率。窄間焊接的主要技術關鍵是看如何保證兩側熔透和保證電弧中心自動跟蹤並處於坡口中心線上,為此,世界各國開發出多種不同的方案,因而出現了多種窄間隙焊接法。 電子束焊,等離子焊,激光焊時,可採用對接接頭,且不用開坡口,因此是更理想的間窄隙焊接法,這也是它廣泛受到重視的原因之一。 最新開發成功的激光電弧復合焊接方法可以提高焊接速度,如5mm的鋼板或鋁板,焊接速度可達2~3m/min,獲得好的成形和質量,焊接變形小。 2、提高准備車間的機械化,自動化水平是當前世界先進工業國家的重點發展方向。 為了提高焊接結構的生產效率和質量,僅僅從焊接工藝著手有一定的局限性,因而世界各國特別重視車間的技術改造。准備車間的主要工序包括材料運輸,材料表面去油,噴砂,塗保護漆;鋼板劃線,切割,開坡口;部件組裝及點固。以上工序在現代化的工廠中均已採用機械化、自動化。其優點不僅是提高了產品的生產率,更重要的是提高了產品的質量。 3、焊接過程自動化,智能化是提高焊接質量穩定性,解決惡劣勞動條件的重要方向。 4、新興工業的發展不斷推動焊接技術的前進。 焊接技術自發明至今已有百多年歷史,它幾乎可以滿足當前工業中一切重要產品生產製造的需要。但是新興工業的發展仍然迫使焊接技術不斷前進。微電子工業的發展促進微型連接工藝的和設備的發展;又如陶瓷材料和復合材料的發展促進了真空釺焊、真空擴散焊。宇航技術的發展也將促進空間焊接技術的發展。 5、熱源的研究與開發是推動焊接工藝發展的根本動力。 焊接工藝幾乎運用了世界上一切可以利用的熱源,其中包括火焰、電弧、電阻、超聲波、摩擦、等離子、電子束、激光束、微波等等(我司主要以弧焊、電阻焊自動化焊接設備為主),歷史上每一種熱源的出現,都伴有新的焊接工藝的出現。但是,至今焊接熱源的開發與研究並未終止。 6、節能技術是普遍關注的問題 眾所周知,焊接消耗能量甚大,以焊條電弧焊為例,每台約10KVA,埋弧焊機每台90KVA,電阻焊機可高達上千KVA,不少新技術的出現就是為了實現這一節能目標。在電阻點焊中,利用電子技術的發展,將交流點焊機改成次級整流點焊機,可以提高焊機的功率因素,減少焊機容量,1000KVA的點焊機可以降低至200KVA,而扔能達到同樣的焊接效果。近十年來,逆變焊機的出現是另外一個成功的例子,它可以減少焊機的重量,提高焊機的功率因率的控制性能,已廣泛應用於生產。
編輯本段焊接-工業藝術
焊接的出現迎合了金屬藝術發展對新工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。在今天的金屬藝術創作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現語言而著力加以表現。本文對這一技術的出現與運用進行了分析。 藝術創造與工藝方法永遠是密不可分的。作為一種工業技術,焊接的出現迎合了金屬藝術發展對新的工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。在今天的金屬藝術創作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現語言而著力加以表現。金屬焊接藝術可以作為一種相對獨立的藝術形式以分支的方式從傳統的金屬藝術中分離出來,這是因為焊接具有藝術性。 焊瘤
焊接可以產生豐富的藝術創作的表現語言。焊接通常是在高溫下進行的,而金屬在高溫下會產生許多美妙豐富的變化。金屬母材會發生顏色變化和熱變形(即焊接熱影響區) ;焊絲熔化後會形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接藝術中更是經常被應用。焊接缺陷是指焊接過程中,在焊接接頭產生的不符合設計或工藝要求的缺陷。其表現形式主要有焊接裂紋、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合、夾渣、焊瘤、塌陷、凹坑、燒穿、夾雜等。這是個十分有趣的現象 :焊接的藝術性通常體現在一些工業焊接的失敗操作之中,或者說蘊藏於一些工業焊接極力避免的焊接缺陷之中。其次,焊接藝術語言是獨特的。選用不同的金屬材料,使用不同的焊接工藝,焊接的藝術性可以在不同的金屬藝術形式中發揮得淋漓盡致。 在焊接雕塑作品中,焊縫和割痕不是作為一種技術加工的痕跡被動地存在,而是以一種精彩的、不可或缺的表現語言著力地加以體現的。一件焊接雕塑,粗的焊縫裸露在雕塑表面,各種不規則的切割痕跡也變成了藝術家優美的藝術語言在很多情況下,由於焊接雕塑所追求的粗糙質朴的風格,金屬的銹蝕、瑕疵也大多根據作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感覺到一種非雕琢的、原始的美。 雕塑下部的鋼板拼接處的焊縫很粗大,從焊接工藝的牢固性來看,這顯然不僅僅是出於對雕塑結實程度的考慮,在這件雕塑中,下部幾條扭曲的焊縫已經作為雕塑整體審美的一個重要因素而成為其不可缺少的一部分。從雕塑整體來看,不論是上半部分的文字造型,還是下半部分的肌理處理,到處有扭曲的焊接痕跡的出現,整個作品達到了整體視覺語言的統一。 手工等離子切割的方法,利用切割時電流的熱量,使切割邊緣產生熱影響區,這樣就給亮白色的不銹鋼「染」上了一圈略帶漸變的色彩。同時,通過對焊接規范的調節,割槍噴出的強烈氣流會在切割鋼板熔化的瞬間在切割邊緣「吹」起一圈隨機形成的肌理,在切割完成金屬冷卻後,固化為一道美麗的割痕,與中間平坦光亮的不銹鋼板材形成了質感的對比。這種隨機效果的形成過程帶有一定的偶然性,但又是在一定的焊接規范下必然產生的現象。從尺寸的角度考慮,尺寸較大的焊接藝術壁飾可採用半自動CO2氣體保護焊,較小的可採用手工鎢極氬弧焊。 如果把一幅壁飾作品看成一幅畫的話,畫面中的點、線、面、黑、白、灰甚至顏色的處理都可以通過焊接的方法來實現。各種型號、各種材質的金屬絲,應用不同的焊接工藝會在畫面上以不同的形式出現。不同金屬的顏色不同,不銹鋼的亮銀色、鋁材的亞銀色、碳鋼的烏亮色,鈦鋼、青銅、紫銅、黃銅而且就鋼材來說,不同的鋼材在高溫受熱時會出現不同的顏色變化,即焊接熱影響區不同。另外,切割也是焊接藝術壁飾創作的方法之一,既可以與焊接結合使用,也可以單獨使用,這完全取決於創作者的創作意圖和對工藝與效果的掌握程度。以上所述的這些方法綜合起來,變化的豐富可想而知。
編輯本段塑料焊接
採用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料製品的兩個或多個表面熔合成為一個整體的方法。 塑料焊接機
編輯本段焊接作業中發生火災、爆炸事故的原因
(1)焊接切割作業時,尤其是氣體切割時,由於使用壓縮空氣或氧氣流的噴射,使火星、熔珠和鐵渣四處飛濺(較大的熔珠和鐵渣能飛濺到距操作點5m以外的地方),當作業環境中存在易燃、易爆物品或氣體時,就可能會發生火災和爆炸事故。 (2)在高空焊接切割作業時,對火星所及的范圍內的易燃易爆物品未清理干凈,作業人員在工作過程中亂扔焊條頭,作業結束後未認真檢查是否留有火種。 (3)氣焊、氣割的工作過程中未按規定的要求放置乙炔發生器,工作前未按要求檢查焊(割)炬、橡膠管路和乙炔發生器的安全裝置。 (4)氣瓶存在制定方面的不足,氣瓶的保管充灌、運輸、使用等方面存在不足,違反安全操作規程等。 (5)乙炔、氧氣等管道的制定、安裝有缺陷,使用中未及時發現和整改其不足。 (6)在焊補燃料容器和管道時,未按要求採取相應措施。在實施置換焊補時,置換不徹底,在實施帶壓不置換焊補時壓力不夠致使外部明火導入等。
編輯本段焊接作業中發生火災、爆炸事故的防範措施
(1)焊接切割作業時,將作業環境l Om范圍內所有易燃易爆一380. 物品清理干凈,應注意作業環境的地溝、下水道內有無可燃液體和可燃氣體,以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內可燃易爆物質,以免由於焊渣、金屬火星引起災害事故。 (2)高空焊接切割時,禁止亂扔焊條頭,對焊接切割作業下方應進行隔離,作業完畢應做到認真細致的檢查,確認無火災隱患後方可離開現場。 (3)應使用符合國家有關標准、規程要求的氣瓶,在氣瓶的貯存、運輸、使用等環節應嚴格遵守安全操作規程。 (4)對輸送可燃氣體和助燃氣體的管道應按規定安裝、使用和管理,對操作人員和檢查人員應進行專門的安全技術培訓。 (5)焊補燃料容器和管道時,應結合實際情況確定焊補方法。實施置換法時,置換應徹底,工作中應嚴格控制可燃物質的含影實施帶壓不置換法時,應按要求保持一定的電壓。工作中應嚴格控制其含氧量。要加強檢測,注意監護,要有安全組織措施。 內容摘要:作為一種工業技術,焊接的出現迎合了金屬藝術發展對新工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。在今天的金屬藝術創作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現語言而著力加以表現。本文對這一技術的出現與運用進行了分析。 關鍵詞:金屬藝術 焊接 藝術創造與工藝方法永遠是密不可分的。作為一種工業技術,焊接的出現迎合了金屬藝術發展對新的工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。在今天的金屬藝術創作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現語言而著力加以表現。 金屬焊接藝術可以作為一種相對獨立的藝術形式以分支的方式從傳統的金屬藝術中分離出來,這是因為: 首先,焊接具有藝術性。 焊接可以產生豐富的藝術創作的表現語言。焊接通常是在高溫下進行的,而金屬在高溫下會產生許多美妙豐富的變化 :金屬母材會發生顏色變化和熱變形(即焊接熱影響區) ;焊絲熔化後會形成一些漂亮的肌理 ;而焊接缺陷在焊接藝術中更是經常被應用。焊接缺陷是指焊接過程中,在焊接接頭產生的不符合設計或工藝要求的缺陷。其表現形式主要有焊接裂紋、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合、夾渣、焊瘤、塌陷、凹坑、燒穿、夾雜等。這是個十分有趣的現象 :焊接的藝術性通常體現在一些工業焊接的失敗操作之中,或者說蘊藏於一些工業焊接極力避免的焊接缺陷之中。 其次,焊接藝術語言是獨特的。 上述種種焊接缺陷的表現形式以及焊接熱影響區,是通過一定規范下的焊接操作形成的,也只有通過焊接的方式才會產生這些藝術語言。焊接藝術作品的表面效果是其它金屬加工工藝無法或者很難實現的,因而說焊接藝術具有獨特的藝術性。 選用不同的金屬材料,使用不同的焊接工藝,焊接的藝術性可以在不同的金屬藝術形式中發揮得淋漓盡致:
1. 金屬焊接雕塑
在焊接雕塑作品中,焊縫和割痕不是作為一種技術加工的痕跡被動地存在,而是以一種精彩的、不可或缺的表現語言著力地加以體現的。一件焊接雕塑,粗的焊縫裸露在雕塑表面,各種不規則的切割痕跡也變成了藝術家優美的藝術語言……在很多情況下,由於焊接雕塑所追求的粗糙質朴的風格,金屬的銹蝕、瑕疵也大多根據作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感覺到一種非雕琢的、原始的美。 在圖2中,雕塑下部的鋼板拼接處的焊縫很粗大,從焊接工藝的牢固性來看,這顯然不僅僅是出於對雕塑結實程度的考慮,在這件雕塑中,下部幾條扭曲的焊縫已經作為雕塑整體審美的一個重要因素而成為其不可缺少的一部分。從雕塑整體來看,不論是上半部分的文字造型,還是下半部分的肌理處理,到處有扭曲的焊接痕跡的出現,整個作品達到了整體視覺語言的統一。
2. 金屬焊接壁飾
如果把一幅壁飾作品看成一幅畫的話,畫面中的點、線、面、黑、白、灰甚至顏色的處理都可以通過焊接的方法來實現。各種型號、各種材質的金屬絲,應用不同的焊接工藝會在畫面上以不同的形式出現。不同金屬的顏色不同,不銹鋼的亮銀色、鋁材的亞銀色、碳鋼的烏亮色,鈦鋼、青銅、紫銅、黃銅……而且就鋼材來說,不同的鋼材在高溫受熱時會出現不同的顏色變化,即焊接熱影響區不同。另外,切割也是焊接藝術壁飾創作的方法之一,既可以與焊接結合使用,也可以單獨使用,這完全取決於創作者的創作意圖和對工藝與效果的掌握程度。以上所述的這些方法綜合起來,變化的豐富可想而知。 圖3所示作品採用的是手工等離子切割的方法,利用切割時電流的熱量,使切割邊緣產生熱影響區,這樣就給亮白色的不銹鋼「染」上了一圈略帶漸變的色彩。同時,通過對焊接規范的調節,割槍噴出的強烈氣流會在切割鋼板熔化的瞬間在切割邊緣「吹」起一圈隨機形成的肌理,在切割完成金屬冷卻後,固化為一道美麗的割痕,與中間平坦光亮的不銹鋼板材形成了質感的對比。這種隨機效果的形成過程帶有一定的偶然性,但又是在一定的焊接規范下必然產生的現象。 從尺寸的角度考慮,尺寸較大的焊接藝術壁飾可採用半自動CO2氣體保護焊,較小的可採用手工鎢極氬弧焊。
焊接注意事項
一、電弧的長度
電弧的長度與焊條塗料種類和葯皮厚度有關系。但都應盡可能採取短弧,特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬,形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。
二、焊接速度
適宜的焊接速度是以焊條直徑、塗料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化,不能作出標準的規定。保持適宜的焊接速度,熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間,避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快,焊接部位冷卻時,收縮應力會增大,使焊縫產生裂縫。
焊絲選用的要點
焊絲的選擇要根據被焊鋼材種類、焊接部件的質量要求、焊接施工條件(板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊後熱處理及焊接操作等待)、成本等綜合考慮。 焊絲選用要考慮的順序如下: ①根據被焊結構的鋼種選擇焊絲 對於碳鋼及低合金高強鋼,主要是按「等強匹配」的原則,選擇滿足力學性能要求的焊絲。對於耐熱鋼和耐候鋼,主要是側重考慮焊縫金屬與母材化學成分的一致相似,以滿足耐熱性和耐腐蝕性等方面的要求。 ②根據被焊部件的質量要求(特別是沖擊韌性)選擇焊絲 與焊接條件、坡口形狀、保護氣體混合比等工藝條件有關,要在確保焊接接頭性能的前提下,選擇達到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。 ③根據現場焊接位置 對應於被焊工件的板厚選擇所使用的焊絲直徑,確定所使用的電流值,參考各生產廠的產品介紹資料及使用經驗,選擇適合於焊接位置及使用電流的焊絲牌號。 焊接工藝性能包括電弧穩定性、飛濺顆粒大小及數量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等。對於碳鋼及低合金鋼的焊接(特別是半自動焊),主要是根據焊接工藝性能來選擇焊接方法及焊接材料。
『貳』 什麼是燒焊,和普通的電焊有什麼區別
燒焊是用電焊或氣焊的方法把斷裂的或分開的物品焊接起來,燒焊包括電焊。
電焊和氣焊的區別:
1、工作原理不同
氣焊是利用可燃氣體與助燃氣體混合燃燒生成的火焰為熱源,熔化焊件和焊接材料使之達到原子間結合的一種焊接方法。
電焊是指利用電能,通過加熱或加壓,或兩者並用,並且用或不用填充材料,使焊件達到原子結合的焊接方法。
2、基本操作過程不同
氣焊主要過程有:點火、調節火焰與熄火、堆平焊波。
電焊主要過程有:引弧、運條、焊縫收尾。
(2)焊接過程中元素燒損是指什麼擴展閱讀:
焊接方法根據焊接時加熱和加壓情況的不同,通常分熔焊、壓焊和釺焊三類。
熔焊是在焊接過程中將焊件接縫處金屬加熱到熔化狀態,一般不加壓力而完成焊接的方法。熔焊時,熱源將焊件接縫處的金屬和必要時添加的填充金屬迅速熔化形成熔池,熔池隨熱源的移動而延伸,冷卻後形成焊縫。
利用電能的熔焊,根據電加熱的方法不同,分為電弧焊、電渣焊、電子束焊和激光焊幾種。熔焊的適用面很廣,在各種焊接方法中用得最普遍,尤其是其中的電弧焊。
壓焊是在加壓條件下(加熱或不加熱)使焊件接縫連接在一起的焊接方法。在壓焊過程中一般不加填充金屬。壓焊根據焊接機理的不同可分為電阻焊、高頻焊、擴散焊、摩擦焊、超聲波焊等。其中以電阻焊應用最廣。
多數壓焊方法沒有熔化過程,沒有像熔焊那樣有有益合金元素燒損和有害元素浸入焊縫的問題。但壓焊的施焊條件苛刻,適用面較窄。
釺焊是用熔點比焊件低的材料(釺料)熔化後粘連焊件,冷卻後使焊件接縫連接在一起的焊接方法。
『叄』 過燒的焊接
「過燒」是指焊縫金屬在焊接過程中受熱時間過長,造成晶粒粗大,晶粒邊界被激烈氧化,焊縫表面發渣,甚至起皮。這種缺陷特別在手工電弧焊全位位置管道焊縫的平焊接頭或上爬坡處,以及氣焊時容易產生。
產生過燒的原因是焊接速度太慢;焊接電弧在某處停留時間太長;焊縫加強面過寬或過高;氣焊時不恰當選用氧化焰等。
焊縫金屬過燒後,由於碳元素的大量燒損,接頭強度下降。過燒焊縫中金屬晶粒大,尤其是魏氏組織,促使焊縫韌性及塑性下降。晶界在應力作用下還容易形成熱裂紋,有時雖然焊接過程中不形成裂紋,但由於晶界強烈氧化後,晶粒之間的聯系減弱,再次回執過程中也容易形成再熱裂紋,過燒金屬的枝晶還容易形成偏析。總之,已產生過燒的金屬其危險性很大,就當將焊縫切掉重焊。
『肆』 焊接過程中的燒穿是指什麼0592
融化金屬從坡口背面流出,形成孔的缺陷就是燒穿
『伍』 焊條葯皮中的元素C、Mn、Si、S和P對焊接過程的影響
焊條葯皮是指塗在焊芯表面的塗料層。
葯皮在焊接過程中分解熔化後形成氣體和熔渣,起到機械保護、冶金處理、改善工藝性能的作用。
葯皮的組成物有:礦物類(如大理石、氟石等)、鐵合金和金屬粉類(如錳鐵、鈦鐵等)、有機物類(如木粉、澱粉等)、化工產品類(如鈦白粉、水玻璃等)。
焊條葯皮是決定焊縫質量的重要因素,在焊接過程中有以下幾方面的作用。
提高電弧燃燒的穩定性。無葯皮的光焊條不容易引燃電弧。即使引燃了也不能穩定地燃燒。
在焊條葯皮中,一般含有鉀、鈉、鈣等電離電位低的物質,這可以提高電弧的穩定性,保證焊接過程持續進行。
保護焊接熔池。焊接過程中,空氣中的氧、氮及水蒸氣浸入焊縫,會給焊縫帶來不利的影響。不僅形成氣孔,而且還會降低焊縫的機械性能,甚至導致裂紋。而焊條葯皮熔化後,產生的大量氣體籠罩著電弧和熔池,會減少熔化的金屬和空氣的相互作用。焊縫冷卻時,熔化後的葯皮形成一層熔渣,覆蓋在焊縫表面,保護焊縫金屬並使之緩慢冷卻、減少產生氣孔的可能性。
保證焊縫脫氧、去硫磷雜質。焊接過程中雖然進行了保護,但仍難免有少量氧進入熔池,使金屬及合金元素氧化,燒損合金元素,降低焊縫質量。因此,需要在焊條葯皮中加入還原劑(如錳、硅、鈦、鋁等),使已進入熔池的氧化物還原。
為焊縫補充合金元素。由於電弧的高溫作用,焊縫金屬的合金元素會被蒸發燒損,使焊縫的機械性能降低。因此,必須通過葯皮向焊縫加入適當的合金元素,以彌補合金元素的燒損,保證或提高焊縫的機械性能。對有些合金鋼的焊接,也需要通過葯皮向焊縫滲入合金,使焊縫金屬能與母材金屬成分相接近,機械性能趕上甚至超過基本金屬。
提高焊接生產率。焊條葯皮具有使熔滴增加而減少飛濺的作用。焊條葯皮的熔點稍低於焊芯的焊點,但因焊芯處於電弧的中心區,溫度較高,所以焊芯先熔化,葯皮稍遲一點熔化。這樣,在焊條端頭形成一短段葯皮套管,加上電弧吹力的作用,使熔滴徑直射到熔池上,使之有利於仰焊和立焊。另外,在焊芯塗了葯皮後,電弧熱量更集中。同時,由於減少了由飛濺引起的金屬損失,提高了熔敷系數,也就提高了焊接生產率。另外,焊接過程中發塵量也會減少。
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『陸』 焊接缺陷的缺陷分類
1、外觀缺陷:外觀缺陷(表面缺陷)是指不用藉助於儀器,從工件表面可以發現的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等,有時還有表面氣孔和表面裂紋。單面焊的根部未焊透等。
A、咬邊是指沿著焊趾,在母材部分形成的凹陷或溝槽, 它是由於電弧將焊縫邊緣的母材熔化後沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口。產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高,即電流太大,運條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確,擺動不合理,電弧過長,焊接次序不合理等都會造成咬邊。直流焊時電弧的磁偏吹也是產生咬邊的一個原因。某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。
咬邊減小了母材的有效截面積,降低結構的承載能力,同時還會造成應力集中,發展為裂紋源。
矯正操作姿勢,選用合理的規范,採用良好的運條方式都會有利於消除咬邊。焊角焊縫時,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。
B、焊瘤 焊縫中的液態金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出,冷卻後形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。焊接規范過強、焊條熔化過快、焊條質量欠佳(如偏芯),焊接電源特性不穩定及操作姿勢不當等都容易帶來焊瘤。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。
焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷,易導致裂紋。同時,焊瘤改變了焊縫的實際尺寸,會帶來應力集中。管子內部的焊瘤減小了它的內徑,可能造成流動物堵塞。
防止焊瘤的措施:使焊縫處於平焊位置,正確選用規范,選用無偏芯焊條,合理操作。
C、凹坑 凹坑指焊縫表面或背面局部的低於母材的部分。
凹坑多是由於收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成的(此時的凹坑稱為弧坑),仰立、橫焊時,常在焊縫背面根部產生內凹。
凹坑減小了焊縫的有效截面積,弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。
防止凹坑的措施:選用有電流衰減系統的焊機,盡量選用平焊位置,選用合適的焊接規范,收弧時讓焊條在熔池內短時間停留或環形擺動,填滿弧坑。
D、未焊滿 未焊滿是指焊縫表面上連續的或斷續的溝槽。填充金屬不足是產生未焊滿的根本原因。規范太弱,焊條過細,運條不當等會導致未焊滿。
未焊滿同樣削弱了焊縫,容易產生應力集中,同時,由於規范太弱使冷卻速度增大,容易帶來氣孔、裂紋等。
防止未焊滿的措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。
E、燒穿 燒穿是指焊接過程中,熔深超過工件厚度,熔化金屬自焊縫背面流出,形成穿孔性缺。
焊接電流過大,速度太慢,電弧在焊縫處停留過久,都會產生燒穿缺陷。工件間隙太大,鈍邊太小也容易出現燒穿現象。
燒穿是鍋爐壓力容器產品上不允許存在的缺陷,它完全破壞了焊縫,使接頭喪失其聯接飛及承載能力。
選用較小電流並配合合適的焊接速度,減小裝配間隙,在焊縫背面加設墊板或葯墊,使用脈沖焊,能有效地防止燒穿。
F、其他表面缺陷:
(1)成形不良 指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。有焊縫超高,表面不光滑,以及焊縫過寬,焊縫向母材過渡不圓滑等。
(2)錯邊指兩個工件在厚度方向上錯開一定位置,它既可視作焊縫表面缺陷,又可視作裝配成形缺陷。
(3)塌陷 單面焊時由於輸入熱量過大,熔化金屬過多而使液態金屬向焊縫背面塌落, 成形後焊縫背面突起,正面下塌。
(4)表面氣孔及弧坑縮孔。
(5)各種焊接變形如角變形、扭曲、波浪變形等都屬於焊接缺陷O角變形也屬於裝配成形缺陷。
2、氣孔和夾渣
A、氣孔 氣孔是指焊接時,熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出,殘存於焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的,也可能是焊接冶金過程中反應生成的。
(1)氣孔的分類氣孔從其形狀上分,有球狀氣孔、條蟲狀氣孔;從數量上可分為單個氣孔和群狀氣孔。群狀氣孔又有均勻分布氣孔,密集狀氣孔和鏈狀分布氣孔之分。按氣孔內氣體成分分類,有氫氣孔、氮氣孔、二氧化碳氣孔、一氧化碳氣孔、氧氣孔等。熔焊氣孔多為氫氣孔和一氧化碳氣孔。
(2)氣孔的形成機理常溫固態金屬中氣體的溶解度只有高溫液態金屬中氣體溶解度的幾十分之一至幾百分之一,熔池金屬在凝固過程中,有大量的氣體要從金屬中逸出來。當凝固速度大於氣體逸出速度時,就形成氣孔。
(3)產生氣孔的主要原因母材或填充金屬表面有銹、油污等,焊條及焊劑未烘乾會增加氣孔量,因為銹、油污及焊條葯皮、焊劑中的水分在高溫下分解為氣體,增加了高溫金屬中氣體的含量。焊接線能量過小,熔池冷卻速度大,不利於氣體逸出。焊縫金屬脫氧不足也會增加氧氣孔。
(4)氣孔的危害氣孔減少了焊縫的有效截面積,使焊縫疏鬆,從而降低了接頭的強度,降低塑性,還會引起泄漏。氣孔也是引起應力集中的因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。
(5)防止氣孔的措施a.清除焊絲,工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。b.採用鹼性焊條、焊劑,並徹底烘乾。c.採用直流反接並用短電弧施焊。d.焊前預熱,減緩冷卻速度。e.用偏強的規范施焊。
B、夾渣 夾渣是指焊後溶渣殘存在焊縫中的現象。
(1)夾渣的分類a.金屬夾渣:指鎢、銅等金屬顆粒殘留在焊縫之中,習慣上稱為夾鎢、夾銅。b.非金屬夾渣:指未熔的焊條葯皮或焊劑、硫化物、氧化物、氮化物殘留於焊縫之中。冶金反應不完全,脫渣性不好。
(2)夾渣的分布與形狀有單個點狀夾渣,條狀夾渣,鏈狀夾渣和密集夾渣
(3)夾渣產生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多層焊時,層間清渣不徹底;d.焊接線能量小;e.焊縫散熱太快,液態金屬凝固過快;f.焊條葯皮,焊劑化學成分不合理,熔點過高;g. 鎢極惰性氣體保護焊時,電源極性不當,電、流密度大, 鎢極熔化脫落於熔池中。h.手工焊時,焊條擺動不良,不利於熔渣上浮。可根據以上原因分別採取對應措施以防止夾渣的產生。
(4)夾渣的危害點狀夾渣的危害與氣孔相似,帶有尖角的夾渣會產生尖端應力集中,尖端還會發展為裂紋源,危害較大。
3、裂紋 焊縫中原子結合遭到破壞,形成新的界面而產生的縫隙稱為裂紋。
A、.裂紋的分類
根據裂紋尺寸大小,分為三類1)宏觀裂紋:肉眼可見的裂紋。(2)微觀裂紋:在顯微鏡下才能發現。(3)超顯微裂紋:在高倍數顯微鏡下才能發現,一般指晶間裂紋和晶內裂紋。
從產生溫度上看,裂紋分為兩類:
(1)熱裂紋:產生於Ac3線附近的裂紋。一般是焊接完畢即出現,又稱結晶裂紋。這種二裂紋主要發生在晶界,裂紋面上有氧化色彩,失去金屬光澤。
(2)冷裂紋:指在焊畢冷至馬氏體轉變溫度M3點以下產生的裂紋,一般是在焊後一段時間(幾小時,幾天甚至更長)才出現,故又稱延遲裂紋。
按裂紋產生的原因分,又可把裂紋分為: (1)再熱裂紋:接頭冷卻後再加熱至500~700℃時產生的裂紋。再熱裂紋產生於沉澱強化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金屬)的焊接熱影響區內的粗晶區,一般從熔合線向熱影響區的粗晶區發展,呈晶間開裂特徵。
(3)層狀撕裂主要是由於鋼材在軋制過程中,將硫化物(MnS)、硅酸鹽類等雜質夾在其中,形成各向異性。在焊接應力或外拘束應力的使用下,金屬沿軋制方向的雜物開裂。
(4)應力腐蝕裂紋:在應力和腐蝕介質共同作用下產生的裂紋。除殘余應力或拘束應力的因素外,應力腐蝕裂紋主要與焊縫組織組成及形態有關。
B、.裂紋的危害裂紋,尤其是冷裂紋,帶來的危害是災難性的。世界上的壓力容器事故除極少數是由於設計不合理,選材不當的原因引起的以外,絕大部分是由於裂紋引起的脆性破壞。
C、.熱裂紋(結晶裂紋)
(1)結晶裂紋的形成機理熱裂紋發生於焊縫金屬凝固末期,敏感溫度區大致在固相線附近的高溫區,最常見的熱裂紋是結晶裂紋,其生成原因是在焊縫金屬凝固過程中,結晶偏析使雜質生成的低熔點共晶物富集於晶界,形成所謂液態薄膜,在特定的敏感溫度區(又稱脆性溫度區)間,其強度極小,由於焊縫凝固收縮而受到拉應力,最終開裂形成裂紋。結晶裂紋最常見的情況是沿焊縫中心長度方向開裂,為縱向裂紋,有時也發生在焊縫內部兩個柱狀晶之間,為橫向裂紋。弧坑裂紋是另一種形態的,常見的熱裂紋。
熱裂紋都是沿晶界開裂,通常發生在雜質較多的碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼等材料氣焊縫中
(2)影響結晶裂紋的因素
a合金元素和雜質的影響碳元素以及硫、磷等雜質元素的增加,會擴大敏感溫度區,使結晶裂紋的產生機會增多。
b.冷卻速度的影響冷卻速度增大,一是使結晶偏析加重,二是使結晶溫度區間增大,兩者都會增加結晶裂紋的出現機會;
c.結晶應力與拘束應力的影響在脆性溫度區內,金屬的強度極低,焊接應力又使這飛部分金屬受拉,當拉應力達到一定程度時,就會出現結晶裂紋。
(3)防止結晶裂紋的措施a.減小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量較低的材料焊接。b.加入一定的合金元素,減小柱狀晶和偏析。如鋁、銳、鐵、鏡等可以細化晶粒。,c.採用熔深較淺的焊縫,改善散熱條件使低熔點物質上浮在焊縫表面而不存在於焊縫中。d.合理選用焊接規范,並採用預熱和後熱,減小冷卻速度。e.採用合理的裝配次序,減小焊接應力。
D、.再熱裂紋
(1)再熱裂紋的特徵
a.再熱裂紋產生於焊接熱影響區的過熱粗晶區。產生於焊後熱處理等再次加熱的過程中。
b.再熱裂紋的產生溫度:碳鋼與合金鋼550~650℃奧氏體不銹鋼約300℃
c.再熱裂紋為晶界開裂(沿晶開裂)。
d.最易產生於沉澱強化的鋼種中。
e.與焊接殘余應力有關。
(2)再熱裂紋的產生機理
a.再熱裂紋的產生機理有多種解釋,其中模形開裂理論的解釋如下:近縫區金屬在高溫熱循環作用下,強化相碳化物(如碳化鐵、碳化飢、碳化鏡、碳化錯等)沉積在晶內的位錯區上,使晶內強化強度大大高於晶界強化,尤其是當強化相彌散分布在晶粒內時, 阻礙晶粒內部的局部調整,又會阻礙晶粒的整體變形,這樣,由於應力鬆弛而帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔,於是,晶界應力集中,就會產生裂紋,即所謂的模形開裂。
(3)再熱裂紋的防止a.注意冶金元素的強化作用及其對再熱裂紋的影響。b.合理預熱或採用後熱,控製冷卻速度。c.降低殘余應力避免應力集中。d.回火處理時盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區或縮短在此溫度區內的停留時間。
E、.冷裂紋.
(1)冷裂紋的特徵a.產生於較低溫度,且產生於焊後一段時間以後,故又稱延遲裂紋。b.主要產生於熱影響區,也有發生在焊縫區的。c.冷裂紋可能是沿晶開裂,穿晶開裂或兩者混合出現。d.冷裂紋引起的構件破壞是典型的脆斷。
(2)冷裂紋產生機理a.淬硬組織(馬氏體)減小了金屬的塑性儲備。b.接頭的殘余應力使焊縫受拉。c.接頭內有一定的含氫量。
含氫量和拉應力是冷裂紋(這里指氫致裂紋)產生的兩個重要因素。一般來說,金屬內部原子的排列並非完全有序的,而是有許多微觀缺陷。在拉應力的作用下,氫向高應力區(缺陷部位)擴散聚集。當氫聚集到一定濃度時,就會破壞金屬中原子的結合鍵,金屬內就出現一些微觀裂紋。應力不斷作用,氫不斷地聚集,微觀裂紋不斷地擴展,直致發展為宏觀裂紋,最後斷裂。決定冷裂紋的產生與否,有一個臨界的含氫量和一個臨界的應力值o當接頭內氫的濃度小於臨界含氫量,或所受應力小於臨界應力時,將不會產生冷裂紋(即延遲時間無限長)。在所有的裂紋中,冷裂紋的危害性最大。
(3)防止冷裂紋的措施a.採用低氫型鹼性焊條,嚴格烘乾,在100~150℃下保存,隨取隨用。b.提高預熱溫度,採用後熱措施,並保證層間溫度不小於預熱溫度,選擇合理的焊接規范,避免焊縫中出現洋硬組織c.選用合理的焊接順序,減少焊接變形和焊接應力d.焊後及時進行消氫熱處理。
4、未焊透 未焊透指母材金屬未熔化,焊縫金屬沒有進入接頭根部的現象。
A、產生未焊透的原因(1)焊接電流小,熔深淺。(2)坡口和間隙尺寸不合理,鈍邊太大。(3)磁偏吹影響。(4)焊條偏芯度太大(5)層間及焊根清理不良。
B、.未焊透的危害 未焊透的危害之一是減少了焊縫的有效截面積,使接頭強度下降。其次,未焊透焊透引起的應力集中所造成的危害,比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。未焊透引起的應力集中所造成的危害,比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。
C、未焊透的防止 使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊縫時,1用交流代替直流以防止磁偏吹,合理設計坡口並加強清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產生。
5、未熔合 未熔合是指焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分為坡口未熔合,層間未熔合根部未熔合三種。
A、.產生未熔合缺陷的原因(1)焊接電流過小;(2)焊接速度過快;(3)焊條角度不對;(4)產生了弧偏吹現象;旺,(5)焊接處於下坡焊位置,母材未熔化時已被鐵水覆蓋;(6)母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結合等。
B、未熔合的危害 未熔合是一種面積型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對承載截面積的減小都非常明顯,應力集中也比較嚴重,其危害性僅次於裂紋。
C、.未熔合的防止 採用較大的焊接電流,正確地進行施焊操作,注意坡口部位的清潔。
6、其他缺陷
(1)焊縫化學成分或組織成分不符合要求: 焊材與母材匹配不當,或焊接過程中元素燒損等原因,容易使焊縫金屬的化學成份發生變化,或造成焊縫組織不符合要求。這可能帶來焊縫的力學性能的下降,還會影響接頭的耐蝕性能。
(2)過熱和過燒: 若焊接規范使用不當,熱影響區長時間在高溫下停留,會使晶粒變得粗大,即出現過熱組織。若溫度進一步升高,停留時間加長,可能使晶界發生氧化或局部熔化,出現過燒組織。過熱可通過熱處理來消除,而過燒是不可逆轉的缺陷。
(3)白點:在焊縫金屬的拉斷面上出現的象魚目狀的白色斑,即為自點F白點是由於氫聚集而造成的,危害極大。
『柒』 焊接燒化量什麼意思
沒有「焊接燒化量」這個概念。應該是:焊接元素燒損量。因為焊接電弧溫度很高(越3000度)部分元素會有少量氧化蒸發。蒸發的量就叫做「燒損」。
『捌』 求金屬元素在焊接過程中的焊接燒損的相關標准!!急。。。
金屬元素在焊接過程中的焊接燒損的相關標准,沒有見過。但是期刊上還是有些文章有研究的。如:
鍍鋅鋼
激光焊接
鋅燒損研究、5A06鋁合金
電子束焊接
合金元素
燒損行為研究等
『玖』 焊縫金屬的過燒,是碳元素的大量燒損,焊接接頭的強度怎樣塑性和韌性怎樣
焊縫金屬的過燒,不僅使碳元素的大量氧化,而且主要也使硅錳等有益元素燒損。有益元素燒損會使焊接接頭"失強",所有的力學性能都會降低,即強度、硬度以及塑性和韌性都下降。
但是,由於焊接材料的的設計都考慮了補充元素燒損,因此,對於普通結構鋼焊接,接頭的性能變化並不大。
『拾』 我想學習焊接方面的一些知識CO2焊
CO2氣體保護焊完全知識
CO2氣保護焊接
一、基本原理
CO2氣體保護焊是以可熔化的金屬焊絲作電極,並有CO2氣體作保護的電弧焊。是焊接黑色金屬的重要焊接方法之一。
CO2焊接工藝的由來
CO2焊接工藝的最初構想源於20世紀20年代,然而由於焊縫氣孔問題沒有解決,而使得CO2焊無法使用。直到50年代初,焊接冶金技術的發展解決了CO2焊接的冶金問題,研製出Si-Mn系列焊絲,才使得CO2焊接工藝獲得了實用價值。在這之後,根據結構材料的性能,相繼出現了不同組元成分的焊絲,滿足了CO2焊接多樣化的需求。
CO2焊接工藝的實用化為社會帶來了巨大的財富,一方面是因為CO2氣體價格低廉,易於獲得,另一方面是由於CO2焊接的金屬熔敷效率高,以半自動CO2焊接為例,其效率為手工電弧焊的3~5倍。但是由於CO2焊接熔滴過渡多為短路過渡,對CO2焊接工藝穩定性提出了更高的要求,另外CO2焊接的飛濺大,成為從20世紀50年代開始至今制約CO2焊接工藝推廣的主要技術問題之一。
二、工藝特點
1.CO2焊穿透能力強,焊接電流密度大(100-300A/m2),變形小,生產效率比焊條電弧焊高1-3倍
2.CO2氣體便宜,焊前對工件的清理可以從簡,其焊接成本只有焊條電弧焊的40%-50%
3.焊縫抗銹能力強,含氫量低,冷裂紋傾向小。
4.焊接過程中金屬飛濺較多,特別是當工藝參數調節不匹配時,尤為嚴重。
5.不能焊接易氧化的金屬材料,抗風能力差,野外作業時或漏天作業時,需要有防風措施。
6.焊接弧光強,注意弧光輻射。
三、冶金特點
CO2焊焊接過程在冶金方面主要表現在:
1.CO2氣體是一種氧化性氣體,在高溫下分解,具有強烈的氧化作用,把合金元素燒損或造成氣孔和飛濺等。解決CO2氧化性的措施是脫氧,具體做法是在焊絲中加入一定量脫氧劑。實踐表明採用Si-Mn脫氧效果最好,所以目前廣泛採用H08Mn2SiA/H10Mn2Si等焊絲。
2 CO2氣體保護焊的冶金特性
2.1 合金元素的氧化
CO2 → CO + 1/2 O2
O2→2O
CO2氣體在高溫時有強烈的氧化性,要氧化金屬,燒損合金元素
Fe + O →FeO Si + 2O → SiO2 Mn + O → MnO
FeO + C → Fe + CO
CO在電弧高溫下急劇膨脹,使熔滴爆破而引起金屬飛濺。
合金元素燒損、CO氣孔、飛濺是CO2氣保焊中三大主要問題,其都和CO2氣體的氧化性有關。
2.2 脫氧及焊縫金屬的合金化
FeO { 產生CO→氣孔和飛濺
焊縫[O]↑→焊縫力學性能↓
脫氧和滲合金:在焊絲中加入一定量的脫氧劑(如Al、Ti、Si、Mn等),常採用Si、Mn聯合脫氧。
2FeO + Si → 2Fe + SiO2Mn + FeO → Fe + MnO
Si和Mn一部分用於脫氧,另一部分充當合金元素,完成滲合金。
現在,焊接低碳鋼時常採用H08MnSiA焊絲,焊接低合金鋼時常採用H08Mn2SiA焊絲。
2.3 氣孔
(1)一氧化碳氣孔:
FeO + C → Fe + CO
焊絲中加入足夠的脫氧劑和限制焊絲的含碳量,就可有效地防止CO氣孔產生。
(2)氫氣孔
氫主要來源於焊絲、工件表現的油污及鐵銹,以及CO2氣體中所含的水分。CO2氣體的氧化性可約制氫的危害-------- H2 + CO2 → H2O + CO
CO2氣保焊對鐵銹和水分的敏感性沒有埋弧焊和氬弧焊高,除非在鋼板表面已銹蝕一層黃銹外,焊前一般不必除銹, 但焊絲表面的油污必須用汽油等溶劑擦乾凈。
(3)氮氣孔
N2的來源:①空氣侵入焊接區;②CO2氣體不純(可能性不大)
焊縫中產生N氣孔的主要原因是由於保護氣層遭破壞,大量空氣侵入焊接區所致。造成保護氣層失效的因素有:過小的CO2氣流量;噴嘴被飛濺物部分堵塞;噴嘴與工件的距離過大;焊接場地有側向風等。保證氣層穩定、可靠是防止焊縫中N氣孔的關鍵。
2.4 熔滴過渡方式:
CO2氣保焊中,為獲得穩定的焊接過程,正常採用短路過渡和細顆粒過渡兩種過渡形式。
短路過渡的特點:電弧穩定,飛濺較小,熔滴過渡頻率高,焊縫成形較好;適合於焊接薄板及進行全位置焊接;短路過渡焊接主要採用細焊絲,一般為φ0.6~1.4mm。
細顆粒過渡特點:電弧穿透力強,母材熔深大,適合於焊接中等厚度及大厚度工件,主要採用較粗的焊絲,一般為φ1.6和φ2.0mm焊絲。
CO2氣保焊一般都採用直流反接,因反接時飛濺小,電弧穩定,成形較好,而且焊縫金屬含氫量低,熔深大。
四、焊接材料
1.保護氣體CO2
用於焊接的CO2氣體,其純度要求≥99.5%,通常CO2是以液態裝入鋼瓶中,容量為40L的標准鋼瓶可灌入25Kg的液態CO2,l 25Kg的液態CO2約占鋼瓶容積的80%,其餘20%左右的空間充滿氣化的CO2。氣瓶壓力表上所指的壓力就是這部分飽和壓力。該壓力大小與環境溫度有關,所以正確估算瓶內CO2氣體儲量是採用稱鋼瓶質量的方法。(備註:1Kg的液態CO2可汽化509LCO2氣體)
CO2氣瓶外表漆黑色並寫有黃色字樣l
市售CO2氣體含水量較高,焊接時候容易產生氣孔等缺陷,在現場減少水分的措施為:l
1)將氣瓶倒立靜置1-2小時,然後開啟閥門,把沉積在瓶口部的水排出,可放2-3次,每次間隔30分鍾,放後將氣瓶放正。
2)倒置放水後的氣瓶,使用前先打開閥門放掉瓶上面純度較低的氣體,然後在套上輸氣管。
3)在氣路中設置高壓乾燥器和低壓乾燥器,另外在氣路中設置氣體預熱裝置,防止CO2氣中水分在減壓器內結冰而堵塞氣路。
2.焊接材料(焊絲)
1.)焊絲要有足夠的脫氧元素
2.)含碳量Wc≤0.11%,可減少飛濺和氣孔。
3.)要有足夠的力學性能和抗裂性能。
焊絲直徑及其允差(GB/T8110-1995)
焊絲直徑mm 允許偏差
φ0.5;φ0.6 +0.01,-0.03
φ0.8,φ1.0
φ1.2,φ1.6, +0.01,-0.04
φ3.0;φ3.2 +0.01,-0.07
五.焊接設備(略)
六.焊接工藝
序號 型號 牌號 規格 適用范圍
1 ER49-1 H08Mn2SiA φ1.2 Q235.20#.20g.2OR、16MnR間焊接
2 ER50-6 / φ1.2 Q345.16MnR等間焊接
3 ER49-1 H08Mn2SiA φ1.2 Q235.20#.20g.2OR Q345.16MnR間焊接
對接平焊(I型坡口)
板厚mm 焊絲直徑 焊接電流A 焊接電壓V 焊接速度Cm/min 焊絲干伸長mm 氣流量L/min 層數
6 φ1.2 120-140 20-22 50-60 10-12 10-15 2
8 φ1.2 130-150 21-23 45-50 10-12 10-15 2
10 φ1.2 200-250 24-26 45-50 10-12 10-15 3
14 φ1.2 280-320 28-34 35-45 10-12 12-18 5
20 φ1.2 360-400 34-38 35-40 10-12 15-20 7
角焊板厚mm 焊絲直徑 焊接電流A 焊接電壓V 焊接速度Cm/min 焊絲干伸長mm 氣流量L/min 層數
6 φ1.2 150-180 22-25 50-60 10-12 10-15 1
10 φ1.2 200-250 24-26 45-50 10-12 10-15 2
14 φ1.2 280-320 28-32 35-45 10-12 12-18 2
20 φ1.2 360-400 34-38 35-40 10-12 15-20 3
備注:對接間隙為1-1.5毫米
七.CO2焊常見缺陷及其產生原因
缺陷名稱 產生原因
氣孔 1.CO2氣體不純或供氣不足
2.焊接時候捲入空氣
3.預熱器不起作用
4.焊接區域風大,氣體保護不好
5.噴嘴被飛濺物堵塞,不通暢。噴嘴與工件距離過大
6.焊件表面油污、銹蝕處理不徹底
7.電弧過長,電弧電壓過高
8.焊絲中Si-Mn含量不足
咬邊 1. 電弧過長,電弧電壓過高
2.焊接速度過快、焊接電流過大
3.焊工擺動不當
焊縫成型不良 1..工藝參數不合適
2.焊絲矯正機構調節不當
3.送絲輪中心偏移
4.導電嘴松動。
電弧不穩 1.外界網路電壓影響
2.焊接參數調節不當
3.導電嘴松動。
4.送絲機構、導電嘴堵塞等。
飛濺 1..焊接電參數調節不匹配
2. 氣流量過大
3.工件表面過於粗糙
4.焊絲伸出長度過長
未焊透 1.焊接電流太小,送絲不當
2.焊接速度過快或過慢
3.坡口角度太小,間隙過小
4.焊絲位置不當,對中性差
5.焊工技能水平
八.CO2焊接的發展方向
通常低碳鋼CO2焊的主要問題是焊接飛濺的與焊縫成形。這些問題的解決思路前面已經進行了描述。但是,為了CO2焊接工藝的進一步推廣,還應擴大其應用領域。如:高效CO2焊全位置焊、電弧點焊和自動化焊等。這些實際焊接生產的需求已經成為CO2焊接的發展方向。
1 高效CO2焊接?
現代化的工業生產對焊接生產提出了高效率的要求,目前主要有高速CO2焊接和高效MAG焊。高速CO2焊接主要是針對傳統CO2焊接速度為0.3~0.5m/min的低焊速提出來的。目前解決這個問題的措施有雙絲CO2焊和葯芯焊絲CO2焊。雙絲CO2焊因一把焊槍中通過兩根焊絲,使得焊槍重量過大,所以難以採取通常的半自動焊法,而只能採用自動焊接,從而限制了該法的應用。另外,葯芯焊絲CO2焊的應用范圍遠遠不及實心焊絲。實際上實心單絲CO2焊絲是CO2焊最普及的方法,如何解決它的高速焊工藝是大家都關心的。單絲高速CO2焊工藝最主要的問題是產生咬邊和駝峰焊邊。這些問題都與熔池行為有關,也就是應從焊接工藝角度解決熔池的穩定問題。通過對焊接電弧現象的控制,現在高速CO2焊焊接速度已經達到2m/min,甚至3m/min。高速CO2焊主要用於較薄的工件,如集裝箱的焊接等。
高效MAG焊主要用於增加熔敷速度,有利於焊接厚板。通常CO2焊的送絲速度為2~16m/min,對?1.2mm焊絲,最大焊接電流只能達到350A左右。若採用富Ar混合氣體保護焊(CO2+Ar),在高速送絲時必將產生旋轉射流過渡而引起很大的飛濺損失。為此,由加拿大的Canada Weld Process公司於1980年研究成功了一種高性能的MAG焊法,通常稱為T.I.M.E焊(Transferred Ionised Molten Energy)。T.I.M.E氣體是一種四氣氣體(0.5%O2,8%CO2,26.5%He,65%Ar)。由於其中加入了He氣,它約束了旋轉射流過渡的橫向旋轉飛濺,而成為繞焊絲軸線的錐狀旋轉射流。這是一種較穩定的熔滴過渡形式,可以得到良好的焊縫熔深。T.I.M.E焊可以達到50m/min的送絲速度,其熔敷率達到450g/min。該法已在歐洲和日本推廣應用。但是,由於我國是貧He的國家,因其價格昂貴,T.I.M.E焊難以在我國推廣。為此北京工業大學在尋找無He的高效MAG焊焊接方法,並已成功地實現了35m/min的送絲速度。
2 全位置CO2焊
全位置CO2焊已在管道安裝、鋼結構及造船等焊接生產中得到應用。全位置CO2焊的關鍵是能保持住熔池中的鐵水不流淌。為此,熔池的尺寸不能太大,也就是要採用小熔池,依靠表面張力保持熔池中的鐵水。小熔池就要求小焊接電流,而小時接厚壁工件時,常常會產生未熔合或夾渣。為了解決小熔池與熔透的矛盾,這時常常採用調節短路過渡CO2焊的燃弧-短路能量分配比及合理的焊絲擺動方式。全位置CO2焊時採用的焊絲直徑小於?1.2mm,焊接電流約為120~150A。
3 CO2自動焊接
自動焊由於其優質、高效的特點在工業發達國家應用已經相當普遍,以焊接機器人為例,日本焊接機人與焊工的比例為1:2。自動化焊接優點有:
(1)工藝過程穩定。由於採用機械裝置,消除了許多人為因素對焊接工藝的過程的干擾,如手的抖動而引起的干伸長的變化等等。自動化CO2焊接焊出來的焊道美觀,質量容易保證。
(2)工藝再現性好,有利於大批量重復進行焊接生產。
(3)生產效率高。CO2自動焊接較CO2半自動焊接的生產效率有進一步的提高,同時機械裝置可以不知疲倦地連續工作。
(4)更有利於保護焊接操作人員的身體健康。
CO2自動焊接對焊接電源提出了一些特殊的要求,如:提高引弧成功率和焊接結束時的去球問題等。同時,CO2自動焊接技術並非簡單的機器人與焊接電源的結合,其涉及的技術更為龐雜。如:機器人的軌跡控制、姿態控制以及感測技術、焊縫跟蹤、熔透控制等等。一套性能優異的CO2自動焊接設備正是這些技術的完美結合。目前,我國的自動化CO2焊接技術的應用水平尚有待進一步提高。自動化CO2焊接技術代表著CO2焊接工藝的未來。