焊接操作机:焊材、工艺参数选用原则
栏目:公司新闻 发布时间:2019-01-30 08:53

不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分,焊件结构类型,焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等,焊接方法的种类非常多,只能根据具体情况选择。那么焊接操作机是什么?焊材怎样来选用?焊接工艺参数是什么?下面小编为大家具体介绍。

焊接操作机:焊材、工艺参数选用原则

什么是焊接操作机?


操作机是指用于把焊工或自动焊机头移动至焊接所需位置,以便于手工焊接、半自动或自动焊接,以保证接过程的稳定。焊接操作机是与焊接滚轮架、焊接变位机等组合,对构件的内外环缝、角焊缝、内外纵缝进行自动焊接的专用设备,有固定式、回转式、全位置等多种结构形式。可根据用户的需求选择结构并配套各种焊机以及增加跟踪、摆动、监控、焊剂回收输送等辅助功能。


焊材选用原则

焊接操作机:焊材、工艺参数选用原则

1考虑焊件材料的物理性能、力学性能和化学成分


(1)结构钢的焊接,一般考虑等强度原则,选择满足接头力学性能要求的焊材。


(2)对于低碳钢与低合金钢之间的异种钢焊接接头,一般选用与强度等级较低的钢材相应的焊材。


(3)对于耐热钢和不锈钢的焊接,除了考虑强度以外,还要考虑焊缝金属主要化学成分与母材的化学成分接近。


(4)当母材化学成分中碳或硫、磷等有害杂质较高时,应选择抗裂性较强的焊材。如低氢型焊材等。


2考虑焊件的工作条件和使用性能


(1)焊件在承受动载荷和冲击载荷情况下,除了要求保证抗拉强度、屈服强度外,对冲击韧性、塑性均有较高的要求。此时应选用低氢型焊材。


(2)焊件在腐蚀介质中工作时,必须分清介质种类、浓度、工作温度以及腐蚀类型(一般腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等),从而选择合适的不锈钢焊材。


(3)焊件在受磨损条件下工作时,须区分是一般磨损还是冲击磨损,是金属间磨损还是磨料磨损,是在常温下磨损还是在高温下磨损等。还应考虑是否在腐蚀介质中工作,以选择合适的堆焊焊材。


(4)处在低温或高温下工作的焊件,应选择能保证低温或高温力学性能的焊材。


3考虑焊件的复杂程度和结构特点、焊接接头型式等


(1)形状复杂或大厚度的焊件,由于其焊缝金属在冷却收缩时产生的内应力大,容易产生裂纹。因此,必须采用抗裂性好的焊材,如低氢型焊条、高韧性焊条。


(2)对于某些坡口较小的接头,或对根部焊透控制严格的接头,应选用具有较大熔深或熔透能力的焊材。


(3)因受条件限制而使某些焊接部位难以清理干净时,就应考虑选用对铁锈、氧化皮和油污反应不敏感的焊材,如酸性焊条,以免产生气孔等缺陷。


4考虑焊缝的空间位置


有的焊材只适用于某一位置的焊接,其它位置焊接时效果较差,有的焊材则是各种位置均能焊接,选用时要考虑焊接位置的特点


5考虑施焊工作条件、操作环境


(1)没有直流焊机的场合,应选用交直流两用的焊材。


(2)某些钢材(如珠光体耐热钢)需进行焊后消除应力热处理,但受设备条件限制或本身结构限制而不能进行时,应选用与母材金属化学成分不同的焊材(如奥氏体不锈钢焊材),可以免进行焊后热处理。


(3)应根据施工现场条件,如野外操作、焊接工作环境等来合理选用焊材。


(4)在酸性焊条和碱性焊条都可以满足的地方,鉴于碱性焊条对操作技术及施工准备要求高,故应尽量采用酸性焊条。


6考虑焊接的经济性


(1)在保证使用性能的前提下,尽量选用性价比高的焊材。


(2)对性能有不同要求的主次焊缝,可采用不同焊材,不要片面追求焊材的全面性能。


7考虑焊接效率


对焊接工作量大的结构,有条件时应尽量采用高效率焊材,如焊丝、铁粉焊条、有效率不锈钢焊条等。


焊接工艺参数(焊接工艺参数也称为焊接规范)

焊接操作机:焊材、工艺参数选用原则

原理预热


预热有利于降低中碳钢热影响区的最高硬度,防止产生冷裂纹,这是焊接中碳钢的主要工艺措施。预热还能改善接头塑性,减小焊后残余应力。通常,35和45钢的预热温度为150~250℃。含碳量再高或者因厚度和刚度很大,裂纹倾向大时,可将预热温度提高至250~400℃。


若焊件太大,整体预热有困难时,可进行局部预热,局部预热的加热范围为焊口两侧各150~200mm。


焊条条件


许可时优先选用酸性焊条。


坡口形式


将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷,铲挖出的坡口外形应圆滑,其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例,以降低焊缝中的含碳量,防止裂纹产生。


工艺参数


由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右,所以第一层焊缝焊接时,应尽量采用小电流、慢焊接速度,以减小母材的熔深,也就是我们通常说的灼伤(电流过大时母材被烧伤)。


热处理


焊后应在200-350℃下保温2-6小时,进一步减缓冷却速度,增加塑性、韧性,并减小淬硬倾向,消除接头内的扩散氢。所以,焊接时不能在过冷的环境或雨中进行。焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理,特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。焊后消除应力的回火温度为600~650℃,保温1-2h,然后随炉冷却。


若焊后不能进行消除应力热处理,应立即进行后热处理。


焊接工艺基础知识焊接是通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。


操作方法


金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。


熔焊


熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。


在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。


为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。


压焊


压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。


各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。


钎焊


钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。


焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料、焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。


注意事项


另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。


现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。


对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。


厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。


搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。


采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。


角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。


焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。


在近代的金属加工中,焊接比铸造、锻压工艺发展较晚,但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%,铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。


未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。


另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。

焊接操作机:焊材、工艺参数选用原则

主要器材


1、手工焊条电弧焊焊机。


2、二氧化碳保护焊机。


3、氩弧焊机。


4、电阻焊焊机。


5、埋弧焊机。


6、焊丝。


7、焊剂。


8、焊接辅助材料等。


温度控制


熔池温度,直接影响焊接质量,熔池温度高、熔池较大、铁水流动性好,易于熔合,但过高时,铁水易下淌,单面焊双面成形的背面易烧穿,形成焊瘤,成形也难控制,且接头塑性下降,弯曲易开裂。熔池温度低时,熔池较小,铁水较暗,流动性差,易产生未焊透,未熔合,夹渣等缺陷。


熔池温度与焊接电流、焊条直径、焊条角度、电弧燃烧时间等有着密切关系,针对有关因素采取以下措施来控制熔池温度。


直径


焊接电流与焊条直径:根据焊缝空间位置、焊接层次来选用焊接电流和焊条直径,开焊时,选用的焊接电流和焊条直径较大,立、横仰位较小。如12mm平板对接平焊的封底层选用φ3.2mm的焊条,焊接电流:80-85A,填充,盖面层选用φ4.0mm的焊条,焊接电流:165-175A,合理选择焊接电流与焊条直径,易于控制熔池温度,是焊缝成形的基础。


方法


运条方法,圆圈形运条熔池温度高于月牙形运条温度,月牙形运条温度又高于锯齿形运条的熔池温度,在12mm平焊封底层,采用锯齿形运条,并且用摆动的幅度和在坡口两侧的停顿,有效的控制了熔池温度,使熔孔大小基本一致,坡口根部未形成焊瘤和烧穿的机率有所下降,未焊透有所改善,使乎板对接平焊的单面焊接双面成形不再是难点。


角度


焊条角度,焊条与焊接方向的夹角在90度时,电弧集中,熔池温度高,夹角小,电弧分散,熔池温度较低,如12mm平焊封底层,焊条角度:50-70度,使熔池温度有所下降,避免了背面产生焊瘤或起高。又如,在12mm板立焊封底层换焊条后,接头时采用90-95度的焊条角度,使熔池温度迅速提高,熔孔能够顺利打开,背面成形较平整,有效地控制了接头点内凹的现象。


时间


电弧燃烧时间,φ57×3.5管子的水平固定和垂直固定焊的实习教学中,采用断弧法施焊,封底层焊接时,断弧的频率和电弧燃烧时间直接影响着熔池温度,由于管壁较薄,电弧热量的承受能力有限,如果放慢断弧频率来降低熔池温度,易产生缩孔,所以,只能用电弧燃烧时间来控制熔池温度,如果熔池温度过高,熔孔较大时,可减少电弧燃烧时间,使熔池温度降低,这时,熔孔变小,管子内部成形高度适中,避免管子内部焊缝超高或产生焊瘤。


以上就是小编为大家总结的焊接操作机:焊材、工艺参数选用原则,希望能对大家提供帮助。在焊接过程中一定要注意焊接工艺标准,搞清楚最合适的方法,以免带来巨大的损失。

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