【導(dǎo)讀】六、焊接工藝參數(shù)的選擇及確定····························7

　　

【正文】 電焊接時(shí)更為嚴(yán)重。電弧磁偏吹會(huì)在焊縫中造成氣孔。磁偏吹的方向、受很多因素的影響，例如工件上焊接電纜的聯(lián)接位置：電纜接線處接觸不良、部分焊接電纜環(huán)繞接頭造成的二次磁場等。在同一條焊縫的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端部的一段焊縫上，磁偏吹更經(jīng)常發(fā)生，因此這段焊縫氣孔也較多。為了減少磁偏吹的影響，應(yīng)盡可能采用交流電源；工件上焊接電纜的聯(lián)接位置盡可能遠(yuǎn)離焊縫終端；避免部分焊接電纜在工件 上產(chǎn)生二次磁場等。 5)工件焊接部位被污染 焊接坡口及其附近的鐵銹、油污或其他污物在焊接時(shí)將產(chǎn)生大量氣體，促使氣孔生成，焊接之前應(yīng)予清除。 裂紋 通常情況下，埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋，即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。前者只限于焊縫金屬，后者則可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。 24 1)結(jié)晶裂紋 鋼材焊接時(shí)，焊縫中的 S 、 P等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點(diǎn)共晶。隨著結(jié)晶過程的進(jìn)行，它們逐漸被排擠在晶界，形成了 “ 液態(tài)薄膜 ” 。焊縫凝固過程中，由于收縮作用，焊縫金屬受拉應(yīng)力， “ 液態(tài)薄膜 ” ，不能承受拉應(yīng)力而形成裂紋 。可見產(chǎn)生 “ 液態(tài)薄膜 ” 和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。 鋼材的化學(xué)成分對結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大，但其影響程度又與鋼中其他元素含量有關(guān)，如 Mn 與 S 結(jié)合成 MnS 而除硫，從而對 S 的 有害作用起抑制作用。 Mn 還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此，為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，對焊縫金屬中的 Mn／ S值有一定要求。 Mn／ S值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋，還與含碳量有關(guān)。圖 13 表示 C 、 Mn 、 S 含量與焊縫裂紋傾向的關(guān)系?？梢姾?C 量愈高，要求 Mn／ S值也愈高。 Si 和 Ni的存在也會(huì)增加 S的有害作用。 圖 13 Mn 、 C、 S 同時(shí)存在對結(jié)晶裂紋的影響 25 埋弧焊焊縫的熔合比通常都較大，因而母材金屬的雜質(zhì)含量對結(jié)晶裂紋傾向有很大關(guān)系。母材雜質(zhì)較多，或因偏析使局部 C 、 S含量偏高， Mn／ S可能達(dá)不到要求?？梢酝ㄟ^工藝措施。 (如采用直流正接、加粗焊絲以減小電流密度 、改變坡口尺寸等 ) 減小熔合比；也可以通過焊接材料調(diào)整焊縫金屬的成分，如增加含 Mn量，降低含 C 、Si量等。 焊縫形狀對于結(jié)晶裂紋的形成也有明顯影響。窄而深的焊縫會(huì)造成對生的結(jié)晶面， “ 液薄膜 ” 將在焊縫中心形成，有利于結(jié)晶裂紋的形成。焊接接頭形式不同不但剛性不同， 并且散熱條件與結(jié)晶特點(diǎn)也不同，對產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的影響也不同。圖 14表示不同形式接頭對結(jié)晶裂紋的影響，圖 14a、 b兩種接頭抗裂性較高，圖 14c、 d 、e 、 f幾種接頭抗裂性較差。 圖 14接頭形式對結(jié)晶裂紋的影響 26 2)氫致裂紋這種裂紋較多的發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和高碳鋼的焊接熱影．響區(qū)中這可能在焊后立即出現(xiàn)，也可能在焊后幾時(shí)、幾天、甚至更長時(shí)間才出現(xiàn)。這種焊后若干時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋稱為延遲裂紋。 氫致裂紋是焊接接頭含氫量、接頭顯微組織、接頭拘束情況等因素相互作用的結(jié)果。在焊接厚度 10mm 以下的工件時(shí)，一般很 少發(fā)現(xiàn)這種裂紋。工件較厚時(shí)，焊接接頭冷卻速度較大，對淬硬傾向大的母材金屬，易在接頭處產(chǎn)生硬脆的組織。另一方面，焊接時(shí)溶解于焊縫金屬中的氫，由于冷卻過程中溶解度下降， 向熱影響區(qū)擴(kuò)散。當(dāng)熱影響區(qū)的某些區(qū)域氫濃度很高而溫度繼續(xù)下降時(shí)，一些氫原子開始結(jié)合成氫分子，在金屬內(nèi)部造成很大的局部應(yīng)力，在接頭拘束應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋。 焊接某些超高強(qiáng)度鋼時(shí)，這種裂紋也會(huì)出現(xiàn)在焊縫金屬中。 針對氫致裂紋產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面采取措施。 a、 減少氫的來源及其在焊縫金屬中的溶解，采用低氫焊劑；焊劑保管中注意防潮，使用前嚴(yán)格烘 干；對焊絲、工件焊口附近的銹、油污、水分等焊前必須清理干凈 通過焊劑的冶金反應(yīng)把氫結(jié)合成不溶于液態(tài)金屬的化合物，如高 Mn 高 Si 焊劑可以把 H 結(jié)合成 HF 和 OH 兩種穩(wěn)定化合物進(jìn)入熔渣中，減少氫對生成裂紋的影響。 b、 正確的選擇焊接工藝參數(shù)，降低鋼材的淬硬程度并有利于氫的逸出和改善應(yīng)力狀態(tài)，必要時(shí)可采用預(yù)熱。 C、 采用后熱或焊后熱處理 焊后后熱有利于焊縫中的溶解氫順利的逸出。有些工件焊后需要進(jìn)行熟處理，一般情況下多采用回火處理。這種熱處理的效果一方面可消除焊接殘余應(yīng)力，另一方面使已產(chǎn)生的馬氏體高 溫回火，改善組織。同時(shí)接頭中的氫可進(jìn)一步逸出，有利于消除氫致裂紋，改善熱影響區(qū)的延性。 d、 改善接頭設(shè)計(jì)，降低焊接接，頭的拘束應(yīng)力在焊接接頭設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能消除引起應(yīng)力集中的因素，如避免缺口、防止焊縫的分布過分密集等。坡口形狀盡量對稱為宜，不對稱的坡口裂紋敏感性較大。在滿足焊縫強(qiáng)度的基本要求下，應(yīng)盡量減少填充金屬的用量。 埋弧焊時(shí)，焊接熱影響區(qū)除了可能產(chǎn)生氫致裂紋外，還可能產(chǎn)生淬硬脆化裂紋、層狀撕裂等。 27 夾渣 埋弧焊時(shí)，焊縫的夾渣除與焊劑的脫渣性能有關(guān)外，還與工件的裝配情況和焊接工藝有關(guān)。對接焊縫裝 配不良時(shí)，易在焊縫底層產(chǎn)生夾渣。焊縫成形對脫渣情況也有明顯影響。平而略凸的焊縫比深凹或咬邊的焊縫更容易脫渣。雙道焊的第一道焊縫，當(dāng)它與坡口上緣熔合時(shí)，脫渣容易，如圖 15a 所示；而當(dāng)焊縫不能與坡口邊緣充分熔合時(shí)，脫渣困難，如圖 15b 所示。在焊接第二道焊縫時(shí)易造成夾渣。焊接深坡口時(shí)，有較多的小焊道組成的焊縫，夾渣的可能性?。欢休^多的大焊道組成的焊縫，夾渣的可能性大。圖 16 為這兩種焊縫對夾渣的影響。 圖 15 焊道與坡口熔合情況對脫渣的影響 a) 脫渣容易 b) 脫渣困難 a) b) 圖 16多層焊時(shí)焊道大小對脫渣的影響 a) 脫渣容易 b) 脫渣困難 28 八、 中厚板埋弧自動(dòng)焊接工藝參數(shù)的確定 焊前準(zhǔn)備 （ 1）試件材料 Q235Q （ 2）試件尺寸 400 ㎜ 240 ㎜ 12 ㎜ （ 3）焊接要求：雙面焊 （ 4）焊接材料，焊絲 H08MnA，焊劑 HJ431，使用前烘干 150200℃ 恒溫 2 小時(shí)。 試件裝配 （ 1）清理油、污、銹 （ 2）裝配間隙，始端 ㎜，終端 ㎜ （ 3）定位焊。焊接引弧板 （ 4）試件反變形量 3176。 焊接工藝參數(shù) 焊接層次 焊絲直徑（㎜ ） 焊接電流（ A） 焊接電壓（ V） 焊接速度 (m/h) 正面 500550 3537 3032 表面 550600 3537 3032 操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng) （ 1）先焊背面焊縫，后焊正面焊縫 （ 2）背面焊道操作要點(diǎn) 1）墊焊劑墊 2）焊絲對中 3）準(zhǔn)備引弧 4）引弧 5）收弧 6）清渣 （ 3） 正面焊操作要點(diǎn) 1）為防止未焊透和夾渣、正面焊道熔深度達(dá)到板厚的 60%~70% 2) 不必用焊劑墊，可直接進(jìn)行焊接 29 九、畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì) 緊張而又辛苦的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，當(dāng)我 快要完成老師下達(dá)的任務(wù)的時(shí)候，我感到很高興，很興奮。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步的理解了所學(xué)過的理論知識以及具體運(yùn)用了這些知識。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)，從事工作前的一個(gè)必不可少的過程，我們今天人真的進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)了腳踏實(shí)地的邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健的在社會(huì)生活中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了查資料、圖表、手冊等工具書，讓我獲益不淺。說實(shí)話，畢業(yè)設(shè)計(jì)是有點(diǎn)累，然而，當(dāng)我看著自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)回味這幾周的心路歷程，有一種少有的成功的喜悅，雖然 這僅僅是一次設(shè)計(jì)，然而它卻讓我感到自己成熟了許多。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，做任何事都必須 有耐心，細(xì)致。畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，許多的困難不免寧我心煩意亂，有一種想放棄的感覺，然而我還是堅(jiān)持下來了，我時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，一絲不茍發(fā)熱良好習(xí)慣，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到一次難得的磨練。 短短的幾周的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是如此的貧乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識的能力是如此的不足用，使我認(rèn)識到還要好好的學(xué)習(xí)。 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺，為今后的學(xué)習(xí)與工作打下了基礎(chǔ) 。 最后，我衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。 30 十、 參考文獻(xiàn) 雷世明主編 .焊接方法與設(shè)備 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 美國焊接協(xié)會(huì) .焊接手冊 .黃靜文等議 .北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 牛濟(jì)泰、王式正 .焊接基礎(chǔ) .黑龍江：科學(xué)技術(shù)出版社 ， 1986 孫景榮、王麗華主編 .電焊工 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 孫景榮主編 .焊工工藝入門 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 陳 淦方編著 ．埋弧焊． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1985 陳祝年編著 .焊接工程師手冊 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 198