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常溫環(huán)境的優(yōu)勢
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認為 15 - 25℃),焊接質(zhì)量相對更易。此時,焊縫的冷卻速度適中,既能避免過快冷卻產(chǎn)生淬硬組織和過大應(yīng)力,又不會因過慢冷卻導(dǎo)致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩(wěn)定,藥皮能正常發(fā)揮保護和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
濕度對碳鋼焊條焊接質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在對焊縫氣孔、裂紋傾向、力學(xué)性能以及電弧穩(wěn)定性等方面。以下是不同濕度環(huán)境下焊接的具體影響:
低濕度環(huán)境(相對濕度低于 20%)
電弧穩(wěn)定性提升:低濕度環(huán)境下,空氣中水分含量少,焊條藥皮中的水分也相對較少,這有利于保持電弧的穩(wěn)定性。因為水分會分解產(chǎn)生氫氣等氣體,干擾電弧的正常燃燒,低濕度可減少這種干擾,使焊接過程更加平穩(wěn),有助于提高焊縫的成型質(zhì)量。
氣孔產(chǎn)生幾率降低:由于空氣中水分少,焊接過程中進入熔池的氫含量較低,從而降低了氣孔產(chǎn)生的幾率。氫氣是導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因之一,低濕度環(huán)境有助于獲得致密的焊縫組織。
焊后處理
緩冷焊件:焊后可采取適當?shù)木徖浯胧?,如用石棉布覆蓋焊縫,避免焊件急劇冷卻,使焊接應(yīng)力得到充分釋放,降低裂紋產(chǎn)生的可能性。
及時進行后熱:對于一些易產(chǎn)生延遲裂紋的鋼材或焊接結(jié)構(gòu),焊后應(yīng)及時進行后熱。后熱溫度一般為 200 - 350℃,保溫時間根據(jù)焊件厚度和焊接接頭的拘束度等因素確定,通常為 0.5 - 2 小時,以加速氫的逸出,防止氫致裂紋的產(chǎn)生。
消除焊接應(yīng)力:對于重要的焊接結(jié)構(gòu),可采用熱處理等方法消除焊接殘余應(yīng)力。例如,對焊件進行整體或局部的退火處理,加熱溫度一般在 550 - 650℃之間,保溫一定時間后隨爐冷卻,以改善焊縫和熱影響區(qū)的組織性能,提高焊接接頭的抗裂能力。
焊接過程控制
選擇合理焊接參數(shù):根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊條直徑等因素,選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。焊接電流不宜過大,否則會導(dǎo)致焊縫過熱,晶粒粗大,增加裂紋傾向;焊接速度不宜過快,以免焊縫冷卻速度過快產(chǎn)生裂紋。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接時,平焊位置的焊接電流一般為 100 - 130A,焊接電壓為 20 - 25V,焊接速度控制在 30 - 50cm/min。
采用正確運條方法:根據(jù)焊縫的形狀和尺寸,選擇合適的運條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運條過程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長度,避免出現(xiàn)斷弧、收弧過快等情況,焊縫金屬的良好熔合和成型。
控制層間溫度:多層多道焊時,要控制好層間溫度,使其不低于預(yù)熱溫度且不規(guī)定的上限溫度。例如,對于一般碳鋼焊件,層間溫度宜控制在 150 - 250℃之間,防止層間溫度過高導(dǎo)致焊縫組織過熱,或過低使焊接應(yīng)力增大。
適用范圍不同:
1、碳鋼焊條(其熔敷金屬抗拉強度均小于等于500MPa即50kgf/mm2)適用碳鋼及低強度的低合金鋼焊接。
2、不銹鋼焊條是指涂有以不銹鋼為源料的一類焊條??煞譃殂t不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條,廣泛應(yīng)用于化工、化肥、石油、醫(yī)療機械制造等行業(yè)。
高濕度環(huán)境(相對濕度 60%)
氣孔數(shù)量增加:高濕度環(huán)境下,空氣中含有大量水分,在焊接電弧的高溫作用下,水分會分解成氫氣和氧氣進入熔池。氫氣在熔池冷卻過程中來不及逸出,就會在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強度。
裂紋傾向增大:氫是引起碳鋼焊接冷裂紋的重要因素之一。高濕度環(huán)境使焊縫中的氫含量增加,氫原子在焊縫金屬中擴散聚集,當應(yīng)力達到一定程度時,就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強度碳鋼或厚板時,這種裂紋傾向更為明顯。
力學(xué)性能下降:由于氣孔和裂紋等缺陷的存在,以及氫對焊縫金屬組織的影響,會導(dǎo)致焊縫的力學(xué)性能下降,如強度、韌性和塑性等指標可能達不到設(shè)計要求。
電弧穩(wěn)定性變差:過多的水分會使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護效果和穩(wěn)弧性能,導(dǎo)致電弧燃燒不穩(wěn)定,焊接過程中容易出現(xiàn)斷弧、飛濺等現(xiàn)象,影響焊縫的成型質(zhì)量和焊接效率。
當相對濕度超過 90% 時,一般不建議進行焊接作業(yè),否則需采取嚴格的除濕措施,如對焊件和焊條進行烘干、使用除濕設(shè)備降低環(huán)境濕度等,以焊接質(zhì)量。
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