【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8090 埋弧自動(dòng)焊所選焊絲為H08MnA,焊劑為HJ431 H08MnA的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%） C Si Mn S P 《 《 《 HJ431的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）牌號(hào)MnoSiO2MgOCaF2CaO FeOSPHJ43134384044583764 HJ431的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度（MPa） 屈服強(qiáng)度（MPa）伸長(zhǎng)率（MPa）沖擊吸收功Kv 415550≥330≥22≥27 埋弧焊實(shí)施方法及工藝參數(shù)選擇 (1) 焊前準(zhǔn)備 1)坡口設(shè)計(jì)及加工 同其他焊接方法相比，埋弧焊接母材稀釋率較大，母材成分對(duì)焊縫性能影響較大，埋弧焊坡口設(shè)計(jì)必須考慮到這一點(diǎn)。依據(jù)單絲埋弧焊使用電流范圍，當(dāng)板厚小于 14mm ，可以不開坡口，裝配時(shí)留有一定間隙：板厚為 14 ～ 22mm ，一般開 V 形坡口；板厚 22 50mm 時(shí)開 X 形坡口。對(duì)于鍋爐汽包等壓力容器通常采用 U 形或雙 U 形坡口，以確保底層熔透和消除夾渣。埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)查閱 GB／T986 ～ 1988 。坡口加工方法常采用刨邊機(jī)和氣割機(jī)，加工精度有一定要求。 2)裝配點(diǎn)固 埋弧焊要求接頭間隙均勻無(wú)錯(cuò)邊，裝配時(shí)需根據(jù)不同板厚進(jìn)行定間距、定位焊。另外直縫接頭兩端尚需加引弧板和熄弧板，以減少引弧和引出時(shí)產(chǎn)生缺陷。 3) 焊前清理 坡口內(nèi)水銹、夾雜鐵末，點(diǎn)焊后放置時(shí)間較長(zhǎng)而受潮氧化等焊接時(shí)容易產(chǎn)生氣孔，焊前需提高工件溫度或用噴砂等方法進(jìn)行處理。 4)焊接速度焊接速度對(duì)熔深和熔寬都有影響，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊縫熔深和熔寬均較大，隨著焊接速度增加，焊縫熔深和熔都將減小，即熔深和熔寬與焊接速度成反比。焊接速度對(duì)焊縫斷面形狀的影響。焊接速度過(guò)小，熔化金屬量多，焊縫成形差：焊接速度較大時(shí)，熔化金屬量不足，容易產(chǎn)生咬邊。實(shí)際焊接時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，在增加焊接速度。 5)焊絲直徑焊接電流、電弧電壓、焊接速度一定時(shí)，焊絲直徑不同，焊縫形狀會(huì)發(fā)生變化。電流密度對(duì)焊縫形狀尺寸的影響，從表中可見，其他條件不變，熔深與焊絲直徑成反比關(guān)系，但這種關(guān)系隨電流密度的增加而減弱，這是由于隨著電流密度的增加，熔池熔化金屬量不斷增加，熔融金屬后排困難，熔深增加較慢，并隨著熔化金屬量的增加，余高增加焊縫成形變差，所以埋弧焊時(shí)增加焊接電流的同時(shí)要增加電弧電壓， 以保證焊縫成形質(zhì)量。(2) 工藝條件對(duì)焊縫成形的影響1）對(duì)接坡口形狀、間隙的影響 在其他條件相同時(shí)，增加坡口深度和寬度，焊縫熔深增加，熔寬略有減小，余高顯著減小。在對(duì)接焊縫中，如果改變間隙大小，也可以調(diào)整焊縫形狀，同時(shí)板厚及散熱條件對(duì)焊縫熔寬和余高也有顯著影響。 2) 焊絲傾角和工件斜度的影響 焊絲的傾斜方向分為前傾和后傾兩種。傾斜的方向和大小不同，電弧對(duì)熔池的吹力和熱的作用就不同，對(duì)焊縫成形的影響也不同。3) 焊劑堆高的影響 埋弧焊焊劑堆高一般在25～40mm，應(yīng)保證在絲極周圍埋住電弧。當(dāng)使用粘結(jié)焊劑或燒結(jié)焊劑時(shí)，由于密度小，焊劑堆高比熔煉焊劑高出 20％～50％。焊劑堆高越大，焊縫余高越大，熔深越淺。（3）焊接工藝條件對(duì)焊縫金屬性能的影響 當(dāng)焊接條件變化時(shí)，母材的稀釋率、焊劑熔化比率(焊劑熔化量／焊絲熔化量)均發(fā)生變化，從而對(duì)焊縫金屬性能產(chǎn)生影響，其中焊接電流和電弧電壓的影響較大。由于焊劑熔化比率的變化，焊縫金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能均發(fā)生變化，特別是燒結(jié)焊劑中合金元素的加入對(duì)焊縫金屬化學(xué)成分的影響最大。 焊接接頭中常見工藝缺陷產(chǎn)生的原因及防止方法一、裂紋焊接裂紋，按照產(chǎn)生的機(jī)理可分為：冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂裂紋幾大類。（一） 冷裂紋冷裂紋是在焊接過(guò)程中或焊后，在較低的溫度下，大約在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（即Ms點(diǎn)）附近，或300~200℃以下（或T＜，Tm為以絕對(duì)溫度表示的熔點(diǎn)溫度）的溫度區(qū)間產(chǎn)生的，故稱冷裂紋。冷裂紋又可分為：延遲裂紋、淬火裂紋和低塑性脆化裂紋。延遲裂紋，也稱氫致裂紋，可以延至焊后幾小時(shí)、幾天、幾周甚至更長(zhǎng)的時(shí)間再發(fā)生，會(huì)造成預(yù)料不到的重大事故，所以具有重大的危險(xiǎn)性。產(chǎn)生的條件：①焊接接頭形成淬硬組織。由于鋼的淬硬傾向較大，冷卻過(guò)程中產(chǎn)生大量的脆、硬，而且體積很大的馬氏體，形成很大的內(nèi)應(yīng)力。接頭的硬化傾向：碳的影響是關(guān)鍵，含碳和鉻量越多、板越厚、截面積越大、熱輸入量越小，硬化越嚴(yán)重。②鋼材及焊縫中含擴(kuò)散氫較多，氫原子在缺陷處（空穴、錯(cuò)位）聚積（濃集）形成氫分子，氫分子體積較氫原子大，不能繼續(xù)擴(kuò)散，不斷聚積，產(chǎn)生巨大的氫分子壓力，甚至?xí)_(dá)到幾萬(wàn)個(gè)大氣壓，使焊接接頭開裂。許多情況下，氫是誘發(fā)冷裂紋最活躍的因素。③焊接拉應(yīng)力及拘束應(yīng)力較大（或應(yīng)力集中）超過(guò)接頭的強(qiáng)度極限時(shí)產(chǎn)生開裂。２、產(chǎn)生的原因：可分為選材和焊接工藝兩個(gè)方面。①選材方面：ａ、母材與焊材選擇匹配不當(dāng)，造成懸殊的強(qiáng)度差異；ｂ、材料中含碳、鉻、鉬、釩、硼等元素過(guò)高，鋼的淬硬敏感性增加。②焊接工藝方面：ａ、焊條沒有充分烘干，藥皮中存在著水分（游離水和結(jié)晶水）；焊材及母材坡口上有油、銹、水、漆等；環(huán)境濕度過(guò)大(＞90%)；有雨、雪污染坡口。以上的水分及有機(jī)物，在焊接電弧的作用下分解產(chǎn)生H，使焊縫中溶入過(guò)飽和的氫。ｂ、環(huán)境溫度太低；焊接速度太快；焊接線能量太少。會(huì)使接頭區(qū)域冷卻過(guò)快，造成很大的內(nèi)應(yīng)力。ｃ、焊接結(jié)構(gòu)不當(dāng)，產(chǎn)生很大的拘束應(yīng)力。ｄ、點(diǎn)焊處已產(chǎn)生裂紋，焊接時(shí)沒有鏟除掉；咬邊等應(yīng)力集中處引起焊趾裂紋；未焊透等應(yīng)力集中處引起焊根裂紋；夾渣等應(yīng)力集中處引起焊縫中裂紋。防止方法：可以從選材和焊接工藝兩個(gè)方面著手。①正確地選材。選用堿性低氫型焊條和焊劑，減少焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含量；搞好母材和焊材的選擇匹配；在技術(shù)條件許可的前提下，可選用韌性好的材料（如低一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的焊材），或施行“軟”蓋面，以減小表面殘余應(yīng)力；必要時(shí)，在制造前對(duì)母材和焊材進(jìn)行化學(xué)分析、機(jī)械性能及可焊性、裂紋敏感性試驗(yàn)。 ②焊接工藝方面。a、嚴(yán)格地按照試驗(yàn)得出的正確工藝規(guī)范進(jìn)行焊接操作。主要包括：嚴(yán)格地按規(guī)范進(jìn)行焊條烘干；選擇合適的焊接規(guī)范及線能量，合理的電流、電壓、焊接速度、層間溫度及正確的焊接順序；對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行檢查處理；搞好雙面焊的清根等；仔細(xì)清理坡口和焊絲，除去油、銹和水分。b、選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)，避免拘束應(yīng)力過(guò)大；正確的坡口形式和焊接順序；降低焊接殘余應(yīng)力的峰值。c、焊前預(yù)熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理，是可焊性較差的高強(qiáng)度鋼和不可避免的高拘束結(jié)構(gòu)形式，防止冷裂紋行之有效的方法。預(yù)熱和緩冷可減緩冷卻速度（延長(zhǎng)△t 800~500℃停留時(shí)間），改善接頭的組織狀態(tài)，降低淬硬傾向，減少組織應(yīng)力；焊后熱處理可消除焊接殘余應(yīng)力，減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量。在多數(shù)情況下，消除應(yīng)力熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。d、焊后立即錘擊，使殘余應(yīng)力分散，避免造成高應(yīng)力區(qū)，是局部補(bǔ)焊時(shí)防止冷裂紋行之有效的方法之一。e、在焊縫根部和應(yīng)力比較集中的焊縫表面，（熱影響區(qū)受到的拘束應(yīng)力較低），采用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊條，往往在高拘束度下取得良好的效果。f、采用惰性氣體保護(hù)焊，能最大地控制焊縫含氫量，降低冷裂紋敏感性，所以，應(yīng)大力推廣TIG、MIG焊接。（二）層狀撕裂 層狀撕裂是冷裂紋的一種特殊形式。主要是由于鋼板內(nèi)存在著分層（沿軋制方向）的夾雜物（特別是硫化物），在焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直于軋制方向（板厚方向）的拉伸應(yīng)力作用下，在鋼板中熱影響區(qū)或稍遠(yuǎn)的地方，產(chǎn)生“臺(tái)階”式，與母材軋制表面平行的層狀開裂。產(chǎn)生在T字型、K字型厚板的角焊接接頭中。提高鋼板質(zhì)量，減少鋼材中層狀?yuàn)A雜物，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝方面采取措施，減少板厚方向的焊接拉伸應(yīng)力，可防止層狀撕裂。厚板焊接前，進(jìn)行板材的超聲波和坡口滲透探傷，檢查分層夾雜物情況，如有層狀?yuàn)A雜物存在，可設(shè)法避開或事先修、磨處理。（三）熱裂紋熱裂紋是在高溫下產(chǎn)生的，從凝固溫度范圍至A3以上溫度，所以稱熱裂紋，又稱高溫裂紋。如果材料中存在著較多的低熔點(diǎn)共晶雜質(zhì)元素（P、S、C等）和較多的晶格缺陷，在焊接熔池結(jié)晶過(guò)程中，就容易出現(xiàn)晶界偏析，偏析出現(xiàn)的物質(zhì)多為低熔點(diǎn)共晶（如：FeS—Fe、Fe3P—Fe、NiS—Ni、Ni3P—Ni）和雜質(zhì)，它們?cè)诮Y(jié)晶過(guò)程中，以液態(tài)間層存在，形成抗變形能力很低的液態(tài)薄膜，相應(yīng)的液態(tài)相存在的時(shí)間增長(zhǎng)，最后結(jié)晶凝固，而凝固后的強(qiáng)度也極低，當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時(shí)，會(huì)將液態(tài)間層拉開，或在其凝固后不久被拉斷形成裂紋。此外，如果母材的晶界上也存在著低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)時(shí)，則在加熱溫度超過(guò)其熔點(diǎn)的熱影響區(qū)內(nèi)，這些低熔點(diǎn)共晶物將熔化成液態(tài)間層，當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時(shí)，也會(huì)被拉開而形成熱影響區(qū)液化裂紋。熱裂紋都是沿奧氏體晶界開裂，呈鋸齒狀，所以，又稱晶間裂紋。多出現(xiàn)在焊縫中間，特別是弧坑處，多數(shù)在焊縫柱狀晶的會(huì)合處，即焊縫凝固的最終位置，也是最容易引起低熔點(diǎn)共晶偏析的位置；少數(shù)出現(xiàn)在熱影響區(qū)。焊縫中的縱向裂紋一般發(fā)生在焊道中心，與焊縫長(zhǎng)度方向平行；橫向裂紋一般沿柱狀晶界發(fā)生，并與母材的晶界相連，與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。當(dāng)裂紋