操作方法
焊前準(zhǔn)備:檢查焊條的型號和規(guī)格是否符合焊接要求,焊條應(yīng)無破損、變質(zhì)等情況。對于受潮的焊條,需按照規(guī)定的溫度和時間進(jìn)行烘干,一般酸性焊條在 75 - 150℃烘干 1 - 2 小時,堿性焊條在 350 - 400℃烘干 1 - 2 小時,并放在保溫箱內(nèi)隨用隨取。同時,清理焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì),確保焊件表面清潔。
焊接參數(shù)選擇:根據(jù)焊件的厚度、焊接位置、焊條直徑等因素選擇合適的焊接電流。一般來說,焊條直徑越大,焊接電流越大;平焊位置可采用較大的電流,立焊、橫焊和仰焊位置則應(yīng)適當(dāng)減小電流。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接平焊位置的低碳鋼焊件時,焊接電流可選擇 100 - 130A;而在立焊位置時,電流宜調(diào)整為 80 - 100A。焊接電壓一般在 20 - 25V 之間,焊接速度要適中,以焊縫的熔合良好和成型美觀。
焊接操作:采用合適的引弧方法,如劃擦法或直擊法引弧,引弧位置應(yīng)在焊件的坡口內(nèi)或引弧板上。焊接過程中,保持焊條與焊件表面的角度合適,一般為 70° - 80°,并根據(jù)焊縫的形狀和尺寸選擇合適的運(yùn)條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運(yùn)條速度要均勻,避免忽快忽慢,以焊縫的寬度和高度一致。收弧時,要填滿弧坑,防止產(chǎn)生弧坑裂紋,可采用劃圈收弧法或回焊收弧法。
焊接環(huán)境溫度對碳鋼焊條的焊接質(zhì)量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產(chǎn)生淬硬組織:環(huán)境溫度過低時,焊接冷卻速度過快,焊縫及熱影響區(qū)易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現(xiàn)象更為明顯。
增大焊接應(yīng)力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過程中焊縫金屬與周圍母材的溫差更大。焊接后,焊縫收縮時受到低溫母材的約束,會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度時,就可能導(dǎo)致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應(yīng)力集中部位。
影響焊條性能:低溫會使焊條的藥皮變脆,在焊接過程中可能出現(xiàn)藥皮脫落的現(xiàn)象,影響藥皮對焊縫的保護(hù)作用和冶金反應(yīng)效果。此外,低溫還會使焊條的引弧和穩(wěn)弧性能變差,電弧穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質(zhì)量。
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(yùn)條方法:根據(jù)焊縫的形狀和尺寸,選擇合適的運(yùn)條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運(yùn)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。
由于碳是造成晶間腐蝕的主要元素,因此要,不銹鋼的焊接應(yīng)該選用低碳或低碳的不銹鋼焊條,如奧102、奧132、奧002等焊條。對于沖擊韌性和抗裂性要求較高的重要結(jié)構(gòu)焊接時可否選用酸性焊條?酸性焊條藥皮中含有較多的氧化物,氧化性較強(qiáng),焊縫金屬含氧量較多,同時使合金元素?zé)龘p較大。
碳鋼焊條在什么溫度范圍內(nèi)焊接比較合適?
一般情況下,碳鋼焊條在15 - 25℃的溫度范圍內(nèi)焊接比較合適。在這個溫度區(qū)間內(nèi),焊條的性能可以得到較好發(fā)揮,焊接電弧穩(wěn)定,藥皮能正常起到保護(hù)和冶金作用。同時,焊縫的冷卻速度適中,既可以避免因冷卻過快產(chǎn)生淬硬組織、增大焊接應(yīng)力,又能防止因冷卻過慢導(dǎo)致焊縫金屬晶粒粗大,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
不過,對于一些特殊的碳鋼材質(zhì)或焊接要求較高的情況,可能需要根據(jù)具體情況對焊接溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,比如通過焊前預(yù)熱或焊后保溫等措施來焊接質(zhì)量。
高溫環(huán)境的影響
降低焊縫力學(xué)性能:環(huán)境溫度過高,焊縫冷卻速度過慢,會使焊縫金屬的晶粒長大,形成粗大的組織。粗大晶粒會降低焊縫的強(qiáng)度、韌性和硬度等力學(xué)性能,使焊接接頭的綜合性能下降。
影響焊條藥皮性能:高溫環(huán)境可能使焊條藥皮過早地發(fā)紅、開裂甚至脫落。藥皮的過早失效會導(dǎo)致保護(hù)氣體不足,空氣容易侵入焊縫,使焊縫金屬發(fā)生氧化、氮化等反應(yīng),降低焊縫的純凈度和性能。同時,藥皮中合金元素的過渡也會受到影響,無法準(zhǔn)確地向焊縫中添加所需的合金元素,從而影響焊縫的化學(xué)成分和力學(xué)性能。
導(dǎo)致焊接變形:高溫環(huán)境下,焊件整體溫度較高,焊接時產(chǎn)生的熱量更容易使焊件產(chǎn)生不均勻的膨脹和收縮。由于碳鋼的熱膨脹系數(shù)較大,在高溫焊接時,這種膨脹和收縮更為明顯,容易導(dǎo)致焊件產(chǎn)生較大的變形,影響焊接結(jié)構(gòu)的尺寸精度和外觀質(zhì)量。
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