中文名 | 熔焊 | 外文名 | Fusion welding |
---|---|---|---|
別????名 | 熔化焊 | 分????類 | 氣焊、電弧焊、激光焊等 |
熔焊分類
氣焊所用的可燃氣體與氣割相同,主要有乙炔、液化石油氣(丙烷、丁烷、丙烯等)和氫氣等,氧氣為助燃氣體。
氣焊用的焊絲起填充金屬的作用,焊接時與熔化的母材一起組成焊縫金屬。因此,應(yīng)根據(jù)工件的化學(xué)成份和機械性能選用相應(yīng)成份或性能的焊絲,有時也可以用從被焊板材上切下的條料作焊絲。
焊接有色金屬、鑄鐵和不銹鋼時,還應(yīng)采用焊粉(熔劑),用以消除覆蓋在焊材及熔池表面上的難熔的氧化膜和其它雜質(zhì),并在熔池表面形成一層熔渣,保護熔池金屬不被氧化,排除熔池中的氣體、氧化物及其它雜質(zhì),提高熔化金屬的流動性,使焊接順利并保證質(zhì)量和成形。
氣焊主要應(yīng)用于薄鋼板、低熔點材料(有色金屬及其合金)、鑄鐵件和硬質(zhì)合金刀具等材料的焊接,以及磨損、報廢車件的補焊、構(gòu)件變形的火焰矯正等。
氣焊的優(yōu)點是設(shè)備簡單(氧氣瓶、乙炔瓶、回火保險器、焊炬、減壓器、氧氣、乙炔、輸送管等)使用靈活;對鑄鐵及些有色金屬的焊接有較好的適應(yīng)性;在電力供應(yīng)不足的地方需要焊接時,氣焊可以發(fā)揮更大的作用。其缺點是生產(chǎn)效率較低;焊接后工件變形和熱影響區(qū)較大;較難實現(xiàn)自動化。
電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法,它的原理是利用電弧放電(俗稱電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫,從而獲得牢固接頭的焊接過程。電弧焊焊接低碳鋼或低合金鋼時,電弧中心部分的溫度可達6000~8000℃,兩電極的溫度可達到2400~2600℃。
1) 手弧焊
手工電弧焊可以進行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。另外由于電弧焊設(shè)備輕便,搬運靈活,可以在任何有電源的地方進行維修及裝配中的短縫的焊接作業(yè)。特別適用于難以達到部位的焊接。適用于各種金屬材料、各種厚度和各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接。如工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及合金。
2) 埋弧焊
埋弧焊也是利用電弧作為熱源的焊接方法。埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒,電弧光不外露。埋弧有自動埋弧焊和半自動埋弧焊兩種方式。前者的焊絲送進和電弧移動都由專門的機頭自動完成,后者的焊絲送進由機械完成,電弧移動則由人工進行。埋弧焊的主要優(yōu)點是:
①熱效率較高,熔深大,工件的坡口可較小,減少了填充金屬量;
②焊接速度高,當(dāng)焊接厚度為8~10mm的鋼板時,單絲埋弧焊速度可達 50~2000px/min;
③焊劑的存在不僅能隔開熔化金屬與空氣的接觸,而且使熔池金屬較慢地凝固,減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性。
但由于采用顆粒狀焊劑,這種焊接方法一般只適用于平焊位置,且不能直接觀察電弧與坡口的相對位置,容易焊偏。另外,不適于焊接厚度小于1 mm的薄板。
由于埋弧焊熔深大,生產(chǎn)效率高,機械化操作的程度高,因而適于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長焊縫。在造船、鍋爐與壓力容器、橋梁、起重機械、鐵路車輛、工程機械、重型機械和冶金機械、核電站結(jié)構(gòu)和海洋結(jié)構(gòu)等制造部門有著廣泛的應(yīng)用,是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中最普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊能焊的材料已從碳素結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展到低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼等以及某些有色金屬,如鎳基合金、鈦合金和銅合金等。
計算公式:
q=IU/v
式中I——焊接電流(A);
U——電弧電壓(V);
v——焊接速度(mm/s);
q——熱輸入(J/mm)。
例如,一厚度為12mm的低碳鋼板,采用雙面埋弧焊,焊接參數(shù)為焊絲直徑4mm,焊接電流600A,電弧電壓38V焊接速度8mm/s,此時熱輸入為
q=(600A×38V)÷8mm/s=22800J/s÷8mm/s=2600J/mm
熱輸入綜合了焊接電流、電弧電壓和焊接速度三大焊接參數(shù)。熱輸入增大時,熱影響區(qū)寬度增大,加熱到高溫的區(qū)域增寬,焊件在高溫的停留時間增長,同時冷卻速度減慢。
用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊稱為氣體保護電弧焊,簡稱氣電焊。
氣電焊與其它焊接方法相比,具有以下特點:
1、電弧和熔池的可見性好,焊接過程中可根據(jù)熔池情況調(diào)節(jié)焊接參數(shù);
2、焊接過程操作方便,沒有熔渣或很少有熔渣,焊后基本上不需清渣;
3、電弧在保護氣流的壓縮下熱量集中,焊接速度較快,熔池較小,熱影響區(qū)窄,焊件焊后變形??;
4、有利于焊接過程的機械化和自動化,特別是空間位置的機械化焊接;
5、可以焊接化學(xué)活潑性強和易形成高熔點氧化膜的鎂、鋁、鈦及其合金;
6、可以焊接薄板;
7、在室外作業(yè)時,需設(shè)擋風(fēng)裝制,否則氣體保護效果不好,甚至很差;
7、電弧的光輻射很強;
8、焊接設(shè)備比較復(fù)雜,比焊條電弧焊設(shè)備價格高。
氣電焊通常按照電極是否熔化和保護氣體不同,分為不熔化極(鎢極)惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊,氧化混合氣體保護焊、CO2氣體保護焊和管狀焊絲氣體保護焊。
① 鎢極(不熔化極)惰性氣體保護焊
鎢極惰性氣體保護焊是在惰性氣體的保護下,利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(如果使用填充焊絲)一種焊接方法。焊接時惰性形成氣體保護層隔絕空氣,以防止其對鎢極、熔池及鄰近熱影響區(qū)的有害影響,從而可獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫,惰性氣體主要采用氬氣。
鎢極氬弧焊接操作方式分為手工焊、半自動焊和自動焊三類。鎢極惰性氣體保護焊具有下列優(yōu)點:不和金屬反應(yīng),并自動清除工件表面氧化膜的作用,可焊接化學(xué)活潑性強的有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼等和各種合金;適用于薄板及超薄板材料焊接;可進行各種位置的焊接,也是實現(xiàn)單面焊雙面成形的理想方法。不足之處是熔深淺,熔敷速度小,生產(chǎn)率較低;其微粒有可能進入熔池,造成污染(夾鎢);惰性氣體(氬氣、氦氣)較貴,生產(chǎn)成本較高。
鎢極惰性氣體保護焊所焊接的板材厚度范圍,從生產(chǎn)率考慮以3mm以下為宜。對于某些黑色和有色金屬的厚壁重要構(gòu)件(如壓力容器及管道),為了保證高的焊接質(zhì)量,也采用鎢極惰性氣體保護焊。
② 熔化極氣體保護焊
這種方法也是利用連續(xù)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源,由焊炬噴嘴噴出的氣體保護電弧來進行焊接。與鎢極氣體保護焊不同的是,作為焊極的焊絲在焊接過程中熔化為液態(tài)金屬,填充在焊縫處。因此其除具備不熔化極氣體保護焊的主要優(yōu)點(可進行各種位置的焊接;適用于有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼絕大多數(shù)金屬的焊接)外,同時也具有焊接速度較快,熔敷效率較高等優(yōu)點。
③ 二氧化碳氣體保護焊
二氧化碳 氣體保護焊屬熔化極氣體保護焊,其具有生產(chǎn)效率高、焊接變形小、適用范圍廣等特點。焊接時電弧為明弧焊,可見性好,采用半自動焊接法進行曲線焊縫和空間位置焊縫的焊接十分方便,操作簡單,容易掌握,但不足之處是焊接飛濺較大,防風(fēng)能力差。CO2 氣體保護焊是廣泛應(yīng)用的一種電弧焊方法,主要用于汽車、船舶、管道、機車車輛、集裝箱、礦山及工程機械、電站設(shè)備和建筑等金屬結(jié)構(gòu)的焊接。從被焊件材質(zhì)上看,CO2氣體保護焊可以焊接碳鋼和低合金鋼;從工件厚度上看,采用鋼絲短路過渡的方法,可以焊接薄板;采用粗絲熔滴過渡的方法,可以焊接中、厚板;從焊接位置上看,可以進行全位置焊接,也可以進行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。
等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊,其等離子弧是自由電弧壓縮而成的,叫轉(zhuǎn)移電弧。其離子氣為氬氣、氮氣、氦氣或其中二者之混合氣。等離子弧的能量集中,溫度高,焰流速度大。這些特性使得等離子弧廣泛應(yīng)用于焊接、噴涂和堆焊。
等離子弧焊與鎢極惰性氣體保護焊相比,有以下特點:
1)等離子弧能量集中、溫度高,對于大多數(shù)金屬在一定厚度范圍內(nèi)都能獲得小孔效應(yīng),可以得到充分熔透,反面成形均勻的焊縫;
2)電弧挺度好,等離子弧的擴散角僅5°左右,基本上是圓柱形,弧長變化對工件上的加熱面積和電流密度影響比較小。所以,等離子弧焊弧長變化對焊縫成形的影響不明顯;
3)焊接速度比鎢極惰性氣體保護焊快;
4)能夠焊接更細、更薄的工件(如1mm以下極薄金屬的焊接);
5)其設(shè)備比較復(fù)雜、費用較高,工藝參數(shù)調(diào)節(jié)匹配也比較復(fù)雜。
電渣焊是利用電流通過液體熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。
激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的方式。
電子束焊是利用加速和聚集的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱能進行焊接的方法。
1、焊接過程中,焊接區(qū)內(nèi)充滿大量氣體。
用酸性焊條焊接時,主要氣體成分是CO、H2、H2O;用堿性焊條焊接時,主要氣體成分是CO、CO2;埋弧焊時,主要氣體成分是CO、H2。
焊接區(qū)內(nèi)的氣體主要來源于以下幾方面:一是為了保護焊接區(qū)域不受空氣的侵入,人為地在焊接區(qū)域添加一層保護氣體,如藥皮中的造氣劑(淀粉、木粉、大理石等)受熱分解產(chǎn)生的氣體、氣體保護焊所采用的保護氣體(CO2氣體、Ar氣)等;其次是用潮濕的焊條或焊劑焊接時,析出的氣體、保護不嚴而侵入的空氣、焊絲和母材表面上的雜質(zhì)(油污、鐵銹、油漆等)受熱產(chǎn)生的氣體,以及金屬和熔渣高溫蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣體等。
2、氮、氫、氧對焊縫金屬的作用和影響
⑴氮主要來自焊接區(qū)域周圍的空氣。手弧焊時,堆焊金屬中約含有0.025%的氮。氮是提高焊縫金屬強度、降低塑性和韌性的元素,也是在焊縫中產(chǎn)生氣孔的主要原因之一。
⑵氫主要來源于焊條藥皮、焊劑中的水分、藥皮中的有機物,焊件和焊絲表面上的污物(鐵銹、油污)和空氣中的水分等。各種焊接方法均使焊縫增氫,只是增氫的程度不同:手弧焊時用纖維素藥皮焊條焊得的焊縫含氫量比母材高出70倍;只有采用低氫型焊條施焊時,焊縫的含氫量才比較低;而用CO2氣體保護焊時,含氫量最低。
氫使焊縫金屬的塑性性嚴重下降,促使在焊接接頭中產(chǎn)生氣孔和延時裂紋,并且還會在拉伸試樣的斷面上形成白點。
⑶氧主要來源于空氣、藥皮和焊劑中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。隨著焊縫中含氧量的增加,其強度、硬度和塑性會明顯下降,還能引起金屬的熱脆、冷脆和時效硬化,并且也是焊縫中形成氣孔(CO氣孔)的主要原因之一。
總之,進入焊縫金屬中的氮、氫、氧都是屬于有害的元素。
3、對焊接區(qū)域要進行保護方法對焊接區(qū)域進行保護的目的是防止空氣侵入熔滴和熔池,減少焊縫金屬中的氮、氧含量。保護的方式有下列三種:
⑴氣體保護
例如,氣體保護焊時采用保護氣體(CO2、H2、Ar)將焊接區(qū)域與空氣隔離起來。
⑵渣保護
在熔池金屬表面覆蓋一層熔渣使其與空氣分開隔離,如電渣焊、埋弧焊。
⑶氣—渣聯(lián)合保護
利用保護氣體和熔渣同時對熔化金屬進行保護,如手弧焊。
4、 減少焊縫金屬中的含氧量
對焊接區(qū)域進行保護、防止空氣與熔化金屬進行接觸是控制焊縫金屬中含氧量的重要措施,但是不能根本解決問題,因為氧還可以通過許多其它渠道進入焊縫中,要徹底堵塞這些渠道事實上是不可能的,因此只能采取措施,對已進入熔化金屬中的氧進行脫氧處理。
5、焊縫金屬常用的脫氧方法
利用熔渣或焊芯(絲)金屬與熔化金屬相互作用進行脫氧,是焊縫金屬常用的脫氧辦法。
⑴擴散脫氧
當(dāng)溫度下降時,原先熔解于熔池中的FeO會不斷地向熔渣進行擴散,從而使焊縫中的含氧量下降,這種脫氧方法稱為擴散脫氧。
如果熔渣中有強酸性氧化物SiO2、TiO2等,它們會與FeO生成復(fù)合物,其反應(yīng)式為:
(SiO2 FeO)= FeO·SiO2
(TiO2 FeO)= FeO·TiO2
反應(yīng)的結(jié)果使熔渣中的自由FeO減少,這就使熔池金屬中的[FeO]不斷地向渣中擴散,焊縫金屬中的含量因此得以減少。
酸性熔渣(如焊條J422、焊劑HJK431熔化所成的熔渣)中含有較多量的SiO2、TiO,所以其脫氧方法主要是擴散脫氧。但是在焊接條件下,由于熔池冷卻速度快,熔渣和液體金屬相互作用的時間短,擴散脫氧進行得很不充分,因此用酸性焊條(劑)焊成的焊縫,其含氧量還比較高,焊縫金屬的塑性和韌性也比較低。
6、用脫氧劑脫氧 在焊芯、藥皮或焊絲中加入某種元素,使它本身在焊接過程中被氧化,從而保證被焊金屬及其合金元素不被氧化或已被氧化的金屬還原出來,這種用來脫氧的元素稱為脫氧劑。常用的脫氧劑有碳、錳、硅、鈦和鋁。
堿性焊條的脫氧劑以鐵合金的形式加入到藥皮中去,如錳鐵、硅鐵等。埋弧焊常采用合金焊絲,如H08MnA、H10MnSi等。
用脫氧劑脫氧的效果比擴散脫氧好得多,所以用堿性焊條施焊的焊縫,其含氧量比用酸性焊條施焊時要低,塑性、韌性相應(yīng)得到提高,因此堿性焊條常用來焊合金鋼及重要的焊接結(jié)構(gòu)。
7、 減少焊縫金屬中的含氫量方法
減少焊縫金屬中含氫量的常用措施有:
1) 烘干焊條的焊劑;
2) 清除焊件和焊絲表面上的雜質(zhì)并盡量使焊絲及焊件表面保持干燥;
3) 在藥皮和焊劑中加入適量的氟石(CaF2)、硅砂(SiO2),兩者都具有較好的去氫效果;
4) 焊后立即對焊件加熱,進行后熱處理;
5) 采用低氫型焊條、超低氫型焊條和堿性焊劑。
熔焊氣體
1、焊接過程中,焊接區(qū)內(nèi)充滿大量氣體。
用酸性焊條焊接時,主要氣體成分是CO、H2、H2O;用堿性焊條焊接時,主要氣體成分是CO、CO2;埋弧焊時,主要氣體成分是CO、H2。
焊接區(qū)內(nèi)的氣體主要來源于以下幾方面:一是為了保護焊接區(qū)域不受空氣的侵入,人為地在焊接區(qū)域添加一層保護氣體,如藥皮中的造氣劑(淀粉、木粉、大理石等)受熱分解產(chǎn)生的氣體、氣體保護焊所采用的保護氣體(CO2氣體、Ar氣)等;其次是用潮濕的焊條或焊劑焊接時,析出的氣體、保護不嚴而侵入的空氣、焊絲和母材表面上的雜質(zhì)(油污、鐵銹、油漆等)受熱產(chǎn)生的氣體,以及金屬和熔渣高溫蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣體等。
2、氮、氫、氧對焊縫金屬的作用和影響
⑴氮 氮主要來自焊接區(qū)域周圍的空氣。手弧焊時,堆焊金屬中約含有0.025%的氮。氮是提高焊縫金屬強度、降低塑性和韌性的元素,也是在焊縫中產(chǎn)生氣孔的主要原因之一。
⑵氫 氫主要來源于焊條藥皮、焊劑中的水分、藥皮中的有機物,焊件和焊絲表面上的污物(鐵銹、油污)和空氣中的水分等。各種焊接方法均使焊縫增氫,只是增氫的程度不同:手弧焊時用纖維素藥皮焊條焊得的焊縫含氫量比母材高出70倍;只有采用低氫型焊條施焊時,焊縫的含氫量才比較低;而用CO2氣體保護焊時,含氫量最低。
氫使焊縫金屬的塑性性嚴重下降,促使在焊接接頭中產(chǎn)生氣孔和延時裂紋,并且還會在拉伸試樣的斷面上形成白點。
⑶氧 氧主要來源于空氣、藥皮和焊劑中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。隨著焊縫中含氧量的增加,其強度、硬度和塑性會明顯下降,還能引起金屬的熱脆、冷脆和時效硬化,并且也是焊縫中形成氣孔(CO氣孔)的主要原因之一。
總之,進入焊縫金屬中的氮、氫、氧都是屬于有害的元素。
3、對焊接區(qū)域要進行保護方法 對焊接區(qū)域進行保護的目的是防止空氣侵入熔滴和熔池,減少焊縫金屬中的氮、氧含量。保護的方式有下列三種:
⑴氣體保護 例如,氣體保護焊時采用保護氣體(CO2、H2、Ar)將焊接區(qū)域與空氣隔離起來。
⑵渣保護 在熔池金屬表面覆蓋一層熔渣使其與空氣分開隔離,如電渣焊、埋弧焊。
⑶氣-渣聯(lián)合保護 利用保護氣體和熔渣同時對熔化金屬進行保護,如手弧焊。
4、 減少焊縫金屬中的含氧量
對焊接區(qū)域進行保護、防止空氣與熔化金屬進行接觸是控制焊縫金屬中含氧量的重要措施,但是不能根本解決問題,因為氧還可以通過許多其它渠道進入焊縫中,要徹底堵塞這些渠道事實上是不可能的,因此只能采取措施,對已進入熔化金屬中的氧進行脫氧處理。
5、焊縫金屬常用的脫氧方法
利用熔渣或焊芯(絲)金屬與熔化金屬相互作用進行脫氧,是焊縫金屬常用的脫氧辦法。
⑴擴散脫氧 當(dāng)溫度下降時,原先熔解于熔池中的FeO會不斷地向熔渣進行擴散,從而使焊縫中的含氧量下降,這種脫氧方法稱為擴散脫氧。
如果熔渣中有強酸性氧化物SiO2、TiO2等,它們會與FeO生成復(fù)合物,其反應(yīng)式為
(SiO2+FeO)= FeO·SiO2
(TiO2+FeO)= FeO·TiO2
反應(yīng)的結(jié)果使熔渣中的自由FeO減少,這就使熔池金屬中的[FeO]不斷地向渣中擴散,焊縫金屬中的含量因此得以減少。
酸性熔渣(如焊條J422、焊劑HJK431熔化所成的熔渣)中含有較多量的SiO2、TiO,所以其脫氧方法主要是擴散脫氧。但是在焊接條件下,由于熔池冷卻速度快,熔渣和液體金屬相互作用的時間短,擴散脫氧進行得很不充分,因此用酸性焊條(劑)焊成的焊縫,其含氧量還比較高,焊縫金屬的塑性和韌性也比較低。
6、用脫氧劑脫氧 在焊芯、藥皮或焊絲中加入某種元素,使它本身在焊接過程中被氧化,從而保證被焊金屬及其合金元素不被氧化或已被氧化的金屬還原出來,這種用來脫氧的元素稱為脫氧劑。常用的脫氧劑有碳、錳、硅、鈦和鋁。
堿性焊條的脫氧劑以鐵合金的形式加入到藥皮中去,如錳鐵、硅鐵等。埋弧焊常采用合金焊絲,如H08MnA、H10MnSi等。
用脫氧劑脫氧的效果比擴散脫氧好得多,所以用堿性焊條施焊的焊縫,其含氧量比用酸性焊條施焊時要低,塑性、韌性相應(yīng)得到提高,因此堿性焊條常用來焊合金鋼及重要的焊接結(jié)構(gòu)。
7、 減少焊縫金屬中的含氫量方法
減少焊縫金屬中含氫量的常用措施有:
1) 烘干焊條的焊劑;
2) 清除焊件和焊絲表面上的雜質(zhì)并盡量使焊絲及焊件表面保持干燥;
3) 在藥皮和焊劑中加入適量的氟石(CaF2)、硅砂(SiO2),兩者都具有較好的去氫效果;
4) 焊后立即對焊件加熱,進行后熱處理;
5) 采用低氫型焊條、超低氫型焊條和堿性焊劑。
熔焊
8、焊縫金屬中硫的危害性
硫是焊縫中常存的有害元素之一。硫能促使焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋、降低沖擊韌度和需腐蝕性,并能促使產(chǎn)生偏析。厚板焊接時,硫還會引起層狀撕裂。
硫在液態(tài)金屬中以FeS的形式存在,熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脫硫作用;其反應(yīng)式如下
[Mn]+[FeS] =[MnS]+[Fe]
[MnO]+[FeS]=[MnS]+[FeO]
[CaO]+[FeS] =[CaS]+[FeO]
生成的MnS、CaS都進入熔渣中,由于MnO、CaO均屬堿性氧化物,在堿性熔渣中含量較多,所以堿性熔渣的脫硫能力比酸性熔渣強。
9 、焊縫金屬中磷的危害性。
磷也是焊縫中常存的有害元素之一。磷會增加鋼的冷脆性,大幅度地降低焊縫金屬的沖擊韌度,并使脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。焊接奧氏體類鋼或焊縫中含碳量較高時,磷也會促使焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋。
磷在液態(tài)金屬中以Fe2P、P2O5形式存在。脫磷反應(yīng)可分為兩步進行:第一步是將磷氧化成P2O5;第二步使之與渣中的堿性氧化物CaO生成穩(wěn)定的復(fù)合物進入熔渣。其反應(yīng)式為
2[Fe2P]+5(FeO=P2O5+11[Fe]
P2O5+3(CaO)=(CaO)3·P2O5
P2O5+4(CaO)=(CaO)4·P2O5
由于堿性熔渣中含有較多的CaO,所以脫磷效果比酸性熔渣要好。
但是實際上,不論是堿性熔渣還是酸性熔渣,其最終的脫硫、脫磷效果仍不理想。所以控制焊縫中的硫、磷含量,只能采取限制原材料(母材、焊條、焊絲)中硫、磷含量的方法。
10 、焊縫金屬的合金化
合金化就是把所需要的合金元素,通過焊接材料過渡到焊縫金屬(或堆焊金屬)中去。
合金化的目的:1)補償焊接過程中由于氧化、蒸發(fā)等原因造成的合金元素的損失;2)改善焊縫金屬的組織和性能;3)獲得具有特殊性能的堆焊金屬。
常用的合金化方式有:應(yīng)用合金焊絲;應(yīng)用藥芯焊絲或藥芯焊條;應(yīng)用合金藥皮或粘結(jié)焊劑;應(yīng)用合金粉末;應(yīng)用熔渣與金屬之間的置換反應(yīng)。
11 、合金元素的過渡系數(shù)
合金元素在焊接過程中總有一部分因氧化、蒸發(fā)等原因損耗掉,不可能全部過渡到焊縫中去。合金元素的過渡系數(shù)是指焊接材料中的合金元素過渡到堆焊金屬中的數(shù)量與其原始含量的百分比,即
式中η--某合金元素的過渡系數(shù)(%);
CF--堆焊金屬中某合金元素的含量;
CT--焊條(焊絲、焊劑)中某合金元素的原始總含量。
氣焊所用的可燃氣體與氣割相同,主要有乙炔、液化石油氣(丙烷、丁烷、丙烯等)和氫氣等,氧氣為助燃氣體。氣焊用的焊絲起填充金屬的作用,焊接時與熔化的母材一起組成焊縫金屬。因此,應(yīng)根據(jù)工件的化學(xué)成份和機械性...
熔焊,又叫熔化焊,是一種最常見的焊接方法。英文:Fusion welding 所謂熔焊,是指焊接過程中,將焊接接頭在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)。由于被焊工件是緊密貼在一起的,在溫度場、重力等的作用下...
PE管件電熔焊接通常都是一次焊接,即自開始至焊接結(jié)束均為一個電壓進行焊接。有些管件含有多組電阻絲需要分別焊接,比如特殊設(shè)計的三通、鞍形管件等,中間有無間歇都可以,建議不要有間歇,防止焊接面被污染。電熔...
熔焊,又叫熔化焊,是一種最常見的焊接方法。所謂熔焊,是指焊接過程中,將聯(lián)接處的金屬在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法,可形成牢固的焊接接頭。由于被焊工件是緊密貼在一起的,在溫度場、重力等的作用下,不加壓力,兩個工件熔化的融液會發(fā)生混合現(xiàn)象。待溫度降低后,熔化部分凝結(jié),兩個工件就被牢固的焊在一起,完成焊接的方法。由于在焊接過程中固有的高溫相變過程,在焊接區(qū)域就產(chǎn)生了熱影響區(qū)。固態(tài)焊接和熔焊正相反,固態(tài)焊接沒有金屬的熔化。
熔焊焊縫種偏析
合金中各組成元素在結(jié)晶時分布不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。焊接熔池一次結(jié)晶過程中,由于冷卻速度快,已凝固的焊縫金屬中化學(xué)成分來不及擴散,造成分布不均,產(chǎn)生偏析。
焊縫中的偏析現(xiàn)象有以下三種: ⑴顯微偏析 熔池一次結(jié)晶時,最先結(jié)晶的結(jié)晶中心金屬最純,后結(jié)晶部分含其它合金元素和雜質(zhì)略高,最后結(jié)晶部分,即結(jié)晶的外端和前緣所含其它合金元素和雜質(zhì)最高。在一個柱狀晶粒內(nèi)部和晶粒之間的化學(xué)成分分布不均現(xiàn)象稱為顯微偏析。
⑵區(qū)域偏析 熔池一次結(jié)晶時,由于柱狀晶體的不斷長大和推移,會把雜質(zhì)"趕"向熔池中心,使熔池中心的雜質(zhì)含量比其它部位多,這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。焊縫的斷面形狀對區(qū)域偏析的分布影響很大。窄而深的焊縫,各柱狀晶的交界在其焊縫的中心,因此焊縫中心聚集有較多的雜質(zhì)。這種焊縫在其中心部位極易產(chǎn)生熱裂紋。寬而淺的焊縫,雜質(zhì)則聚集在焊縫的上部,這種焊縫具有較高的抗熱裂能力。
⑶層狀偏析 熔池在一次結(jié)晶的過程中,要不斷地放出結(jié)晶潛熱,當(dāng)結(jié)晶潛熱達到一定數(shù)值時,熔池的結(jié)晶就出現(xiàn)暫時的停頓。以后隨著熔池的散熱,結(jié)晶又重新開始,形成周期性的結(jié)晶,伴隨著出現(xiàn)結(jié)晶前沿液體金屬中雜質(zhì)濃度的周期變動,產(chǎn)生周期性的偏析稱為層狀偏析。層狀偏析集中了一些有害元素,因此缺陷往往出現(xiàn)在層狀偏析中。由層狀偏析所造成的氣孔。
合金化就是把所需要的合金元素,通過焊接材料過渡到焊縫金屬(或堆焊金屬)中去。
1)補償焊接過程中由于氧化、蒸發(fā)等原因造成的合金元素的損失;
2)改善焊縫金屬的組織和性能;
3)獲得具有特殊性能的堆焊金屬。
常用的合金化方式有:應(yīng)用合金焊絲;應(yīng)用藥芯焊絲或藥芯焊條;應(yīng)用合金藥皮或粘結(jié)焊劑;應(yīng)用合金粉末;應(yīng)用熔渣與金屬之間的置換反應(yīng)。
合金元素在焊接過程中總有一部分因氧化、蒸發(fā)等原因損耗掉,不可能全部過渡到焊縫中去。合金元素的過渡系數(shù)是指焊接材料中的合金元素過渡到堆焊金屬中的數(shù)量與其原始含量的百分比,即
式中η——某合金元素的過渡系數(shù)(%);
CF——堆焊金屬中某合金元素的含量;
CT——焊條(焊絲、焊劑)中某合金元素的原始總含量。
硫是焊縫中常存的有害元素之一。硫能促使焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋、降低沖擊韌度和需腐蝕性,并能促使產(chǎn)生偏析。厚板焊接時,硫還會引起層狀撕裂。
硫在液態(tài)金屬中以FeS的形式存在,熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脫硫作用;其反應(yīng)式如下:
[Mn] [FeS] =[MnS] [Fe]
[MnO] [FeS]=[MnS] [FeO]
[CaO] [FeS] =[CaS] [FeO]
生成的MnS、CaS都進入熔渣中,由于MnO、CaO均屬堿性氧化物,在堿性熔渣中含量較多,所以堿性熔渣的脫硫能力比酸性熔渣強。
磷也是焊縫中常存的有害元素之一。磷會增加鋼的冷脆性,大幅度地降低焊縫金屬的沖擊韌度,并使脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。焊接奧氏體類鋼或焊縫中含碳量較高時,磷也會促使焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋。
磷在液態(tài)金屬中以Fe2P、P2O5形式存在。脫磷反應(yīng)可分為兩步進行:第一步是將磷氧化成P2O5;第二步使之與渣中的堿性氧化物CaO生成穩(wěn)定的復(fù)合物進入熔渣。其反應(yīng)式為
2[Fe2P] 5(FeO=P2O5 11[Fe]
P2O5 3(CaO)=(CaO)3·P2O5
P2O5 4(CaO)=(CaO)4·P2O5
由于堿性熔渣中含有較多的CaO,所以脫磷效果比酸性熔渣要好。
但是實際上,不論是堿性熔渣還是酸性熔渣,其最終的脫硫、脫磷效果仍不理想。所以控制焊縫中的硫、磷含量,只能采取限制原材料(母材、焊條、焊絲)中硫、磷含量的方法。
合金中各組成元素在結(jié)晶時分布不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。焊接熔池一次結(jié)晶過程中,由于冷卻速度快,已凝固的焊縫金屬中化學(xué)成分來不及擴散,造成分布不均,產(chǎn)生偏析。
焊縫中的偏析現(xiàn)象有以下三種:
⑴顯微偏析
熔池一次結(jié)晶時,最先結(jié)晶的結(jié)晶中心金屬最純,后結(jié)晶部分含其它合金元素和雜質(zhì)略高,最后結(jié)晶部分,即結(jié)晶的外端和前緣所含其它合金元素和雜質(zhì)最高。在一個柱狀晶粒內(nèi)部和晶粒之間的化學(xué)成分分布不均現(xiàn)象稱為顯微偏析。
⑵區(qū)域偏析
熔池一次結(jié)晶時,由于柱狀晶體的不斷長大和推移,會把雜質(zhì)“趕”向熔池中心,使熔池中心的雜質(zhì)含量比其它部位多,這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。焊縫的斷面形狀對區(qū)域偏析的分布影響很大。窄而深的焊縫,各柱狀晶的交界在其焊縫的中心,因此焊縫中心聚集有較多的雜質(zhì)。這種焊縫在其中心部位極易產(chǎn)生熱裂紋。寬而淺的焊縫,雜質(zhì)則聚集在焊縫的上部,這種焊縫具有較高的抗熱裂能力。
⑶層狀偏析
熔池在一次結(jié)晶的過程中,要不斷地放出結(jié)晶潛熱,當(dāng)結(jié)晶潛熱達到一定數(shù)值時,熔池的結(jié)晶就出現(xiàn)暫時的停頓。以后隨著熔池的散熱,結(jié)晶又重新開始,形成周期性的結(jié)晶,伴隨著出現(xiàn)結(jié)晶前沿液體金屬中雜質(zhì)濃度的周期變動,產(chǎn)生周期性的偏析稱為層狀偏析。層狀偏析集中了一些有害元素,因此缺陷往往出現(xiàn)在層狀偏析中。由層狀偏析所造成的氣孔。 2100433B
格式:pdf
大?。?span id="1jxlc78" class="single-tag-height">814KB
頁數(shù): 13頁
評分: 4.6
PE管熱熔焊接工藝 隨著國家西氣東輸?shù)戎攸c工程相繼啟動,聚乙烯 ——PE (polyethylene )管道 的應(yīng)用日漸廣泛,目前該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于燃氣、天然氣、供水等領(lǐng)域。 PE 管線具有易施工, 速度快, 耐腐蝕, 無污染,使用壽命長等特點。 PE 管 道連接主要有兩種方法:熱熔連接和電熔連接。目前主管道主要采用熱熔連接。 熱熔連接原理是將兩根 PE管道的配合面緊貼在加熱工具上來加熱其平整的端面 直至熔融,移走加熱工具后, 將兩個熔融的端面緊靠在一起, 在壓力的作用下 保持到接頭冷卻, 使之成為一個整體。 一、 焊接準備。熱熔焊接施工準備工作如下: ①將與管材規(guī)格一致的卡瓦裝入機架; ②準備足夠的支撐物, 保證待焊接管材可與機架中心線處于同一高度, 并能方 便移動; ③設(shè)定加熱板溫度 200~230℃ (本數(shù)據(jù)以杭州東雷機械廠供應(yīng)的焊機為參考, 具體溫度以廠家提供的數(shù)據(jù)為準) ; ④接
格式:pdf
大?。?span id="2jkflkl" class="single-tag-height">814KB
頁數(shù): 37頁
評分: 4.6
PE管熱熔焊接工藝 一、 焊接準備。熱熔焊接施工準備工作如下: ①將與管材規(guī)格一致的卡瓦裝入機架; ②準備足夠的支撐物, 保證待焊接管材可與機架中心線處于同 一高度, 并能方便移動; ③設(shè)定加熱板溫度 200~230℃ ④接通焊機電源, 打開加熱板、銑刀和油泵開關(guān)并試運行。 二、 焊接。焊接工藝流程如下: 檢查管材并清理管端→緊固管 材→銑刀銑削管端→檢查管端錯位和間隙→加熱管材并觀察最小卷 邊高度→管材熔接并冷卻至規(guī)定時間→取出管材。 在焊接過程中, 操 作人員應(yīng)參照焊接工藝卡各項參數(shù)進行操作, 而且在必要時, 應(yīng)根 據(jù)天氣、環(huán)境溫度等變化對其進行適當(dāng)調(diào)整: ①核對欲焊接管材規(guī)格、 壓力等級是否正確, 檢查其表面是否有 磕、碰、劃傷, 如傷痕深度超過管材壁厚的 10% , 應(yīng)進行局部切 除后方可使用; ②用軟紙或布蘸酒精清除兩管端的油污或異物; ③將欲焊接的管材置于機架卡瓦內(nèi), 使兩端伸
熔焊-釬焊,對一種金屬是熔焊,而對另一種金屬是釬焊的焊接方法。因一種金屬受熱熔化,而另一種金屬處于固態(tài),故要求熔化金屬對固態(tài)金屬有良好的潤濕性能。
火泥熔焊工藝以代替電焊所帶來的:火泥熔焊焊粉和火泥熔焊模具等缺點。
火泥熔焊優(yōu)點:
火泥熔焊工藝焊接點分子結(jié)合相當(dāng)牢固、防腐蝕性相當(dāng)好、導(dǎo)電率極佳、能承受多次的達浪涌電流而不退化等優(yōu)點;操作簡單、易攜帶、易操作(對于操作沒有過硬的要求 )
動熔焊是電接觸研究中的最重要主題之一,近年來國內(nèi)外針對觸點動熔焊的實驗研究發(fā)現(xiàn)了有悖于傳統(tǒng)主流結(jié)論的奇異現(xiàn)象,即動熔焊發(fā)生于觸點分離過程而非閉合過程,強熔焊主來自短彈跳電弧而非長彈跳電弧。此奇異現(xiàn)象至今尚無系統(tǒng)合理的機理解釋,也缺乏系統(tǒng)深入的多條件實驗測試分析。因此,關(guān)于動熔焊的兩個基本問題尚無清晰肯定的結(jié)論,即(1)動熔焊到底發(fā)生在什么階段?是分離過程,還是閉合過程,二者誰更主要?(2)動熔焊的發(fā)生與當(dāng)時燃弧時間、電弧長度到底是何關(guān)系,有無臨界值?本項目即針對此展開實驗與理論研究,利用觸點模擬實驗系統(tǒng)研究觸點壓力、位移、開距、合分速度、觸點材料、工作氣氛、電流、電壓等機電參數(shù)改變時,觸點熔焊發(fā)生的位置及其燃弧特性規(guī)律。開展基于時序特征的分離熔焊理論研究,探討分離運動速度、轉(zhuǎn)移橋接速度、液橋降溫凝固速度三者競爭關(guān)系。為抗熔焊新型開關(guān)電器的研發(fā)提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)依據(jù)。