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焊接工藝 |
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不同的焊接方法有不同的焊接工藝。焊接工藝主要根據被焊工件的材質、牌號、化學成分，銲件結構類型，焊接性能要求來確定。首先要確定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊等等，焊接方法的種類非常多，只能根據具體情況選擇。確定焊接方法後，再製定焊接工藝參數，焊接工藝參數的種類各不相同，如手弧焊主要包括：焊條型號（或牌號）、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數、道數、檢驗方法等等。原理 預熱 預熱有利於降低中碳鋼熱影響區的最高硬度，防止產生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施。預熱還能改善接頭塑性，減小焊後殘餘應力。通常，35和45鋼的預熱溫度為150∼250℃。含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時，可將預熱溫度提高至250∼400℃。 若銲件太大，整體預熱有困難時，可進行局部預熱，局部預熱的加熱範圍為焊口兩側各150∼200mm。 焊條條件 許可時優先選用酸性焊條。 坡口形式 將銲件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產生。 工藝參數 由於母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右，所以第一層焊縫焊接時，應盡量採用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深，也就是我們通常說的灼傷（電流過大時母材被燒傷）。 熱處理 焊後應在200-350℃下保溫2-6小時，進一步減緩冷卻速度，增加塑性、韌性，並減小淬硬傾向，消除接頭內的擴散氫。所以，焊接時不能在過冷的環境或雨中進行。焊後最好對銲件立即進行消除應力熱處理，特別是對於大厚度銲件、高剛性結構件以及嚴厲條件下(動載荷或衝擊載荷)工作的銲件更應如此。焊後消除應力的回火溫度為600∼650℃，保溫1-2h,然後隨爐冷卻。 若焊後不能進行消除應力熱處理，應立即進行後熱處理。 焊接工藝基礎知識焊接是通過加熱、加壓，或兩者並用，使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用廣泛，既可用於金屬，也可用於非金屬。 操作方法 金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。 熔焊 熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，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，在焊條藥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、矽等免於氧化而進入熔池，冷卻後獲得優質焊縫。 壓焊 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。 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，因而沒有像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。 釬焊 釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高於釬料熔點、低於工件熔點的溫度，利用液態釬料潤濕工件，填充接口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，也使銲件性能下降，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件，焊前對銲件接口處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善銲件的焊接質量。 注意事項 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，冷卻後在銲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。 |
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