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fairlin001 2008-03-24 14:41

焊接解决方案

纤维素焊条立向下焊的工艺特点及电源特性

近年来,随着石油管道铺设工程的发展,大口径管道的焊接工艺不断进步,由过去单一的焊条电弧焊(酸性、碱性焊条),发展到管道自动焊、半自动焊工艺。焊条电弧焊也由结507焊条单一品种全位置施焊发展为纤维素焊条立向下焊等高效焊接施工工艺。改变了普通焊条立向上焊的传统工艺方法,将原水平固定管状对接全位置运条操作法,改变为类似平焊运条法的下向焊,即由12点位置起弧焊至管口下部6点位置结束,提高熔数效率1~3倍,深受管道施工单位的好评。西气东输工程中大口径管道(Φ1016)根部打底焊和部分管道的多层焊接均采用纤维素焊条施焊。
纤维素焊条立向下焊,电弧具有熔深大,穿透力强,根部打底焊单面焊双面成形好,气孔敏感性小,操作难度小,焊缝内外质量高,焊工易掌握,培训周期短等工艺特点。广泛应用于石油化工、天然气、电力、民用行业的输油、输气、输水大口径管道安装铺设施工中。
1、 纤维素焊条药皮成分和工艺特性
1. 1纤维素焊条药皮的主要成分:
25~40%纤维素(木粉、淀粉、酚醛树脂粉、微量纤维、表粉等);
8~16%碳酸盐(碳酸钾、钙等);
8~20%铁合金(SiO2、TiO2、MnO、FeO、MgO、Al2O3等);
10~15%金属氧化物;
20%其它成分。
1. 2药皮中大量有机物分解,形成大量气体(CO、CO2、H2、H2O等),对焊缝有很强的保护效果,并且电弧吹力大,熔滴过渡呈喷射状。
1. 3在直流弧焊机电源正接和反接时,其熔滴过渡的形态不同。
直流正接时,焊条端部形成的熔融金属体积小,电弧吹力大,气流足以使焊条端头熔化金属飞离,实现小颗粒过渡。电弧稳定性强,度大,焊缝熔深大,一般适用于根部打底焊,单面焊双面成形背面成形好。
由于正接电弧的飞溅大,熔深大,不易获得满意的表面成形,在热焊、填充焊和盖面焊不常使用。
直流反接时,焊条端部熔融金属几乎完全是块状的熔化金属,表面吹力大,虽有这么大的造气剂也很难将熔滴吹成小颗粒过渡形态。因此,直流反接时,其熔滴过渡为接触式短路过渡。每次短路过渡后,由于焊条端部熔融金属体积变小,在药皮套筒和气流的影响下,又出现颗粒过渡形态。所以,纤维素焊条直流反接时是短路过渡伴随颗粒过渡的混合过渡形态。这是不同于其它焊条过渡形态的特殊形式,直流反接一般适用于热焊、填充焊、盖面焊层的施焊。
2、 纤维素焊条弧焊电源的工艺特点
2. 1一般普通直流焊条电弧焊电源,在用于纤维素焊条时,会出现断弧、熄弧、“喘息”灭弧,粘条、电弧不稳定、过渡颗粒粗大等不良工艺现象。因此纤维素焊条的电弧电压高于普通焊条8~12V(如E6010,Uf=26~35V)。电弧拉长时,电弧电压高过电源外特性的恒流段,找不到稳定的工作点,必然熄弧。而电弧电压低时,电弧电压偏低,直流反接时,融滴短路过渡,熔融金属体积大,很容易粘条,尤其是小电流(If=70A)。下向焊时,粘条倾向严重,妨碍正常焊接,且焊层接头多,内部凹陷,气孔等缺陷严重。
2.2纤维素焊条专用焊机增设了推力电流,其外特性曲线如图一。
在电弧较短、电弧电压低时,在原焊接电流值上瞬时加上50~80A的推力电流。因此,药皮发气量与电流平方成正比关系,电弧力也是以电流的平方成正比猛增,瞬时将短路熔滴吹开,增加小颗粒过渡的次数,有效地防止了焊条与熔池粘接的现象发生。
2.3纤维素焊条专用焊机在二次输出回路中串接大容量输出电抗器,减缓短路电流的上升速度,解决了小电流时电流连续稳定的动特性问题,有效地解决了熄弧、灭弧、粘条现象。Φ3.2纤维素焊条(E6010)在直流正接时,最小电流If=30A。直流反接If=40A时,电弧仍然十分稳定,这是其它直流弧焊机难于实现的工艺参数。
2.4由于纤维素焊条专用焊机上以输出电感和控制电路上不同于普通焊条弧焊机的电源特性,所以在纤维素焊条输出特性上,烧焊碱性焊条(如E5015)电弧稳定性降低,又带来了碱性焊条的熄弧、粘条等不良工艺问题。为了兼容两类焊条的熔化特性,直流弧焊机电源设计上应该考虑两种最佳特性共存的弧焊电源,即满足于纤维素焊条的熔化特性,又适合于普通碱性焊条的熔化特性,即在这种弧焊电源上各类型焊条的工艺特性均达到最佳效果。
2. 5据上述思路,唐山松下引进、研制开发了YD-400AT2HGF纤维素焊条和普通焊条工艺性能兼容的直流逆变弧焊机。该焊机设有三个输出端子,一是纤维素焊条,二是普通焊条,三是母材工件。正反接转换由快插接头迅速调整。电流、引弧电流调节,焊接电流适用范围大(20~400A),并设有防触电功能和保护电路。两年来,经广大用户的使用,性能稳定,可靠性高,适用各类焊条电弧焊工艺,尤其是纤维素焊条的管道下向焊工艺。
3、 纤维素焊条的种类机工艺参数
3.1常用纤维素焊条有:
E6010(相当于E4310、J425G)适用于打底焊、热焊、填充焊;
E8010(相当于E5511、J555)适用于热焊、填充焊、盖面焊层,一般用低氢下向焊条;
E7048(相当于J506X)焊缝外形整洁、美观。
3.2常用焊接工艺规范参数
a) 试件装配尺寸
坡口角度(a)
对口间隙(c)
钝边尺寸(p)

60°
2-2.5
0.5-1.0

b、焊接工艺规范参数
焊接层次
焊条直径
电源极性
焊接电流(A)
电弧电压
(V)
焊接速度
(cm/min)
运条方法

打底焊
Φ3.2
正接
50-55
22-24
12-15
直拉

热 焊
Φ4.0
反接
90-95
26-28
15-18
直拉

或摆动

填充焊
Φ4.0
反接
130-150
28-30
12-15
直拉

或摆动

盖面焊
Φ4.0
反接
130-150
28-30
14-18
直拉

或摆动

fairlin001 2008-03-24 14:42
CO2/MAG焊接技术在压力管道上应用的工艺特点

1 压力管道焊接工艺的现状
目前国内压力管道现场安装焊接工艺方法仍然以焊条电弧焊为主,重要焊缝采用钨极氩弧焊打底/焊条电弧焊填充盖面焊工艺;西气东输工程中大部分采用纤维素焊条打底/药芯自保焊丝填充盖面焊工艺。CO2气体保护焊接方法在压力管道焊接上应用的还不十分普遍,分析其原因主要存在以下认识误区。
1.1 CO2焊接过程中有飞溅,焊接接头质量比焊条电弧焊要低;CO2气体保护防风能力差,不适合压力管道现场安装焊接。
1.2 电弧气氛中具有较强的氧化性,焊缝金属的含氧量较高,焊接接头的冲击韧性值低。
1.3 管道CO2全位置焊接,焊工操作难度大,焊缝成形差,焊缝容易产生咬边及未熔合等焊接缺陷。
随着CO2焊接电源先进控制技术的提高,高品质焊接材料的发展及新型焊接工艺的应用,上述CO2焊接缺点(飞溅大、成形差、韧性低)均能得到有效的解决。
2 管道CO2焊接工艺的改进和提高
CO2气体保护焊具有明弧、无渣、节能、生产率高、成本低、变形小、抗锈能力强、焊缝含氢量低、抗裂性好、可进行全位置焊接、容易实现自动化等特点,因此这种焊接方法应用很广泛,并且普及率逐年上升。CO2焊接工艺方法具有的优质、高效、低成本综合优点是其它焊接方法所不能比拟的。 据有关资料介绍:在某行业CO2焊接熔敷金属量占焊接总熔敷量由8%提高到15%,可获得经济效益5.65亿元。
2.1 CO2焊接接头塑韧性不稳定。主要原因是过去的CO2焊丝标准沿袭了原苏联的旧标准,焊丝含Mn量偏高:(Mn:1.8~2.1%),Mn/Si比值高,焊缝强度高,塑韧性偏低。随着焊丝质量的改进,引用欧美焊丝标准(如ER50-6、唐山神钢MG-51T),Mn/Si比值适当(Mn:1.4~1.85% Si:0.8~1.15%),CO2焊缝塑韧性值均略高于碱性低氢焊条的塑韧性值指标,完全可以替代碱性低氢焊条的焊接接头。
2.2 当焊接作业环境的风力≥2m/sec时,为加强气体保护,防止气流紊乱,造成气孔和焊缝成形不良,焊接区域做些局部遮挡,完全能够满足焊接质量要求(海边造船及管道安装CO2焊接作业十分普遍)。
2.3 80年代中期浙江省安装公司就已经将CO2焊接工艺应用于压力管道的焊接施工中,取得非常可观的质量效益和经济效益。
2.4 从93年开始CO2焊接操作技能就列入全国焊工比赛的项目,随后增加了管道垂直固定、水平固定、45°固定的考核项目,推动了焊工CO2焊接压力管道操作技能的提高。
2.5 控制焊缝外观成形也依靠焊工熟练的操作技能,管道全位置焊接的运枪手法见图一,推荐采用反月牙形运枪手法,焊丝在焊缝两侧略作停留,中间快速过渡,焊缝余高低,成形美观,无咬边等缺陷。
3 CO2焊接工艺在压力管道上焊接的应用
压力管道(材质:20#钢或Q295、Q345、Q390低合金结构钢)单面焊接双面成形工艺有以下几种典型组合方式,可依据自己的工艺条件,制定焊接工艺评定任务书,经模拟试件焊接,理化实验,评定合格,制订焊接工艺规程(WPS)指导焊接施工。
3.1 工艺方案一(实心焊丝+混和气体保护焊):
a、 实心焊丝ER50-6 ER50-3 焊丝直径 Φ 1.0
b、 保护气体80%Ar+20%CO2 (MAG) 流量:15--20L/min
c、 焊缝要求高韧性值,请选用ER50-3 含Mn、Si量偏低的焊丝;焊缝要求较高强度时,请选用ER50-6 含Mn、Si偏高的焊丝;经焊接工艺评定后确定。
d、 电焊机:唐山松下350EA1或 350 KR2 CO2/MAG焊机。
e、 对接坡口:50--55°,对口间隙:2--2.5mm,钝边:1.5--2mm。
f、全位置立向上焊,焊缝接头处打磨缓坡形便于接头无缺陷。
g、 焊接电流I=110—120A,电弧电压U=18—19V,焊速V=20—30cm/min 。
打底焊采用锯齿形运枪手法,其余焊层采用反月牙形运枪手法(如图一)。
h、 此工艺适合Ф219*5 以上的管道多层多道焊。
3.2 工艺方案二(钨极氩弧焊打底+CO2/MAG气保焊填充盖面焊):
a、 钨极氩弧焊(TIG焊)打底:Φ 2.4焊丝,I=80--100A 。
b、 对接坡口:55--60°,对口间隙:2.5—3.0mm,钝边:1.0—1.5mm。
c、 焊机:(1)YD-400AT2HGG接触引弧的简易TIG焊/焊条电弧焊两用直流弧焊机。
(2)YC-315TX1HGE直流脉冲钨极氩弧焊机。
d、保护气体:纯氩 7--8 L/min 。
e、 填充盖面焊用CO2(或MAG)焊接工艺:实心焊丝 ER50-6 Φ 1.0
f、 CO2焊机及工艺参数同上
g、 此工艺适合Ф159*4 以上的管道多层多道焊。
3.3 工艺方案三(陶瓷衬垫+药芯焊丝CO2焊接工艺)
a、 药芯焊丝: 国产YJ502-1 (神钢DW-100) 焊丝直径 Φ 1.2
b、 保护气体:CO2 流量:15--20L/min 。
c、 对接坡口:40--45°,对口间隙:6--8mm ,钝边:无。
d、 焊缝背面贴紧陶瓷衬垫,全位置立向上焊。
e、 焊接电流I=160—200A,电弧电压U=24—26V,焊速V=20—30cm/min 。
f、 锯齿形或反月牙形运枪手法(如图一)。
g、 此工艺适合Ф600*8 以上的管道多层多道焊。
3.4 工艺方案四(纤维素焊条打底+实心焊丝CO2焊接工艺)
a、 打底焊:纤维素焊条 E6010 (或E8010) Φ 4 I=60—80A 立向下焊。
b、 对接坡口:60°,对口间隙:2.5--3.0mm,钝边:1.0—1.5mm。
c、 焊缝接头处打磨缓坡形便于接头。打底焊缝表面打磨无焊渣。
d、 电焊机:唐山松下YD-400AT2HGF直流弧焊机(专设纤维素焊条输出端口)。
e、 填充盖面焊用CO2(或MAG)焊接工艺,CO2焊机及工艺参数同上。
f、 此工艺适合Ф273*5 以上的管道多层多道焊。

fairlin001 2008-03-24 14:43
CO2/MAG焊接技术在锅炉压力容器行业应用的工艺特点

1 CO2气体保护焊的优缺点及认识误区
CO2气体保护焊接方法具有明弧、无渣、节能、生产率高、成本低、变形小、抗锈能力强、焊缝含氢量低、抗裂性好、可进行全位置焊接等特点,因此这种焊接方法应用很广泛,并且普及率逐年上升。但在锅炉压力容器行业应用的还较少,分析其原因主要存在以下认识误区。
1.1 CO2焊的焊接接头质量比焊条电弧焊要低,焊接过程中飞溅大,不适合焊接重要的焊接产品。
1.2 电弧气氛中具有较强的氧化性,焊缝金属的含氧量较高,焊接接头的冲击韧性值低;焊接工艺评定不合格,难于应用于焊接生产。
1.3 CO2焊缝成形差,焊道凸起狭窄(如驼峰焊道);焊缝容易产生咬边及未熔合等焊接缺陷。
随着CO2焊接电源先进控制技术的提高,高品质焊接材料的发展及新型焊接工艺的应用,上述CO2焊接缺点(飞溅大、成形差、韧性低)均能得到有效的解决。
2 CO2焊接工艺的改进
2.1 80年代曾有专家提出:CO2焊接工艺方法不适合锅炉,压力容器的焊接,因为其塑韧性不稳定。主要原因是过去的CO2焊丝标准沿袭了原苏联的旧标准,焊丝含Mn量偏高:(Mn:1.8~2.1%),Mn/Si比值高,焊缝强度高,塑韧性偏低。随着焊丝质量的改进,引用欧美焊丝标准,Mn/Si比值适当(Mn:1.4~1.85% Si:0.8~1.15%),CO2焊缝塑韧性值均略高于碱性低氢焊条的塑韧性值。
2.2 采用混合气体保护焊(MAG焊),合金元素过渡系数高,焊缝综合机械性能优良。焊接接头的冲击韧性值较高,如唐山神钢公司生产的MG-51T实心焊丝其熔敷金属的机械性能见下表:
焊接方法
屈服强度σs(MPa)
抗拉强度σb(MPa)
延伸率δ(%)
冲击韧性Akv(J)

CO2
460
560
32
110

MAG 520
600
31
160

2.3 Ar+CO2混合气体保护焊(MAG焊)的电弧稳定了阴极斑点,提高了电弧的稳定性。保护气体中加入75~95%Ar,增大了电弧的热功率,降低熔池的表面张力,熔池金属的润湿性好,焊道平铺无凸起缺陷,改善了焊缝熔深形状和外观成型,减小咬边倾向。
2.4 MAG焊电弧增强了熔滴过渡的稳定性。熔滴短路过渡时飞溅少(较CO2焊减少10~20%)。当焊接电流超过喷射过渡的临界电流时(如ø1.2实心焊丝MAG焊时电流I >280A),熔滴达到射流过渡状态,实现了无飞溅焊接。
2.5 当焊接电流低于临界电流时采用脉冲熔化极电源(如唐山松下AG1系列脉冲MIG/MAG焊机),均能达到无飞溅的脉冲射滴、射流过渡。
2.6 CO2焊采用药芯焊丝由于电弧和熔池都是在气+渣联合保护下,具有飞溅少、气孔少、韧性高、熔深大、熔敷速度高等特点,更加适合锅炉压力容器重要受压元件的焊接。
2.7 控制焊缝外观成形也依靠焊工熟练的操作技能,如立焊、全位置焊接的运枪手法见图一,推荐采用反月牙形运枪手法,焊缝余高低,无咬边缺陷。
3 CO2/MAG焊接工艺在锅炉压力容器受压元件上焊接的应用
3.1 Φ≥159*5锅炉压力容器筒体和管道采用MAG自动焊及半自动焊或钨极氩弧焊(TIG焊)打底+MAG半自动填充盖面焊,替代焊条电弧焊和埋弧自动焊,工效提高2~3倍以上。
3.2 压力容器筒体的纵、环焊缝,法兰、人孔及加强板焊缝采用MAG焊接工艺,能使焊接总成本降低39.6--58.7%(与焊条电弧焊比),平均降低48.5%。
3.3 锅炉本体和耐热钢管的焊接采用专用的药芯焊丝CO2气体保护焊,效率与焊条电弧焊相比可提高工效2.02--3.88倍。
3.4 药芯焊丝CO2气体保护焊接球形容器,X光一次探伤合格率达到99.04%;焊缝质量高,成本低,获得可观的经济效益。某公司油罐施工焊接中测定的CO2焊比焊条电弧焊成本降低了65%。
3.5 CO2/MAG焊工艺优质、高效、低成本的综合优点是其它焊接方法所不能比拟的。 据有关资料介绍:在某行业CO2焊接熔敷金属量占焊接总熔敷量由8%提高到15%,可获得经济效益5.65亿元。

fairlin001 2008-03-24 14:46
铜及铜合金的焊接工艺与设备

1. 铜具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性、延展性及一定的强度等特性。在电气、电子、化工、食品、动力、交通及航空航天工业中得到广泛应用。在纯铜(紫铜)中添加10余种合金元素,形成固溶体的各类铜合金,如加锌为黄铜;加镍为白铜;加硅为硅青铜;加铝为铝青铜等等。
2. 铜及铜合金可用钎焊、电阻焊等工艺方法实现连接,在工业发达的今天、熔焊已占据主导地位。用焊条电弧焊、TIG焊、MIG焊等工艺方法容易实现铜及铜合金的焊接。
3. 影响铜及铜合金焊接性的工艺难点主要有四项元素:一是高导热率的影响。铜的热导热率比碳钢大7~11倍,当采用的工艺参数与焊接同厚度碳钢差不多时,则铜材很难熔化,填充金属和母材也不能很好地熔合。二是焊接接头的热裂倾向大。焊接时,熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物,使铜及铜合金具有明显的热脆性,产生热裂纹。三是产生气孔的缺陷比碳钢严重得多,与要是氢气孔。四是焊接接头性能的变化。晶粒粗化,塑性下降,耐蚀性下降等。
4. 纯铜(紫铜)可用“铜107”电焊条施焊,选用松下400AT2,400/600SS直流弧焊机,直流反接。施焊前,工件须预热400—600℃,保证焊条填充金属与母材熔合良好。硅青铜、铝青铜、磷青铜电焊条也可用上述工艺施焊化学成分相同的铜合金结构。
5. 直流TIG焊工艺方法广泛应用于铜及铜合金的焊接,焊风成型好,内外质量优良,在氩气的保护下,熔池纯净,气孔少,热裂影响小,操作易掌握。厚度≤4mm时可不用焊前预热,直接用氩气预热,待熔池温度接近600℃时,可加填充焊丝熔化母材,实现焊接。厚度大于4mm的铜材,纯铜应预热400—600℃。铜合金焊接预热200—300℃。300TSP,315TX直流TIG焊机可焊接纯铜、硅青铜、磷青铜、黄铜、白铜等铜合金。300WP5、300/500WX4交直流两用TIG焊机可用交流TIG焊接铝青铜(用交流方波清除表面氧化膜)及用直流TIG焊接上述铜材。
6. 近年来,采用MIG方法焊接铜及铜合金的施工越来越多,尤其对于厚度≥3mm的铝青铜、硅青铜和白铜最好选用MIG焊方法。厚度3~14mm或>14mm的铜及铜合金几乎总要选用MIG焊,因为熔敷效率高、熔深大、焊速快(一般为TIG焊的3~4倍),实现高效、优质、低成本的经济效益要求。铜材施焊前均应达到预热温度要求(纯铜400~600℃,铜合金200~300℃),焊丝与母材化学充分相似,氩气纯度≥99.98%。唐山松下500RF2波形控制、500AG2逆变脉冲MIG/MAG焊机适合上述铜及铜合金的熔化极气体保护焊工艺要求。

fairlin001 2008-03-24 14:47
氩气在焊接中的应用

1、氩气(Ar)的性质

氩气是无色、无味、单原子的惰性气体,原子量为39.948,密度为 1.78kg/m3(空气密度为 1.29kg/m 3)。

氩气的重量是空气的1.4倍,可在熔池上方形成一层稳定的气流层,具有良好的保护性能。另外在焊接过程中,产生的烟雾较少,便于控制焊接熔池和电弧。

氩气是一种惰性气体,在常温下与其它物质均不发生化学反应,在高温下也不溶于液态金属中,故在焊接有色金属时更能显示其优越性。

氩气是一种单原子气体,在高温下,氩气直接离解为正离子和电子,因此能量损耗低,

电弧燃烧稳定。同时分解后的正离子体积和质量较大,对阴极的冲击力很强,具有强烈的阴极破碎作用。

氩气对电弧的冷却作用小,所以电弧在氩气中燃烧时,热量损耗小,稳定性比较好。

氩气对电弧的热收缩效应较小,加上氩弧的电位梯度和电流密度不大,维持氩弧燃烧的电压较低,一般10V即可。故焊接时电弧拉长,其电压改变不大,电弧不易熄灭。这点对手工氩弧焊非常有利。

2、对氩气纯度的要求

氩气是制氧的副产品,因为氩气的沸点介于氧、氮之间,差值很小,所以在氩气中常残留一定数量的杂质。焊接用氩气按我国GB4842-84 (氩气及其检验方法)标准要求,其纯度应达到99.99%。具体技术要求见下表,如果氩气中的杂质含量超过规定标准,在焊接过程中不但影响对熔化金属的保护,而且极易使焊缝产生气孔、夹渣等缺陷,使焊接接头质量变坏,并使钨极的烧损量也增加。

表---氩气纯度的技术要求


项目名称 指标
氩含量 % ≥ 99.99
氮含量 ppm ≤ 70
氧含量 ppm ≤ 10
氢含量 ppm ≤ 5
总碳含量 ppm ≤ 10
水分含量 ppm ≤ 20

3、瓶装氩气

氩气可在低于-184℃的温度下以液态形式贮存和运送,焊接用氩气大多以气态形式装人气瓶中,每瓶大约可装7000升气体,气瓶为灰色,用绿漆标明“氩气”字样,目前我国常用氩气瓶的容积为33、40、44L,最高工作压力为15MPa。

氩气瓶在使用中严禁敲击、碰撞;不得用电磁起重机搬运氩气瓶;夏季要防日光曝晒;瓶内气体不能用尽;氩气瓶应直立放置。

fairlin001 2008-03-24 14:48
CO2气体的应用

1.CO2气体的性质 纯CO2是无色、无味的气体。密度为 1.98kg/m3,比空气重(空气为1.29kg/m3)。是空气的1.5倍。

CO2有三种状态:固态、液态、气态。
不加压力冷却时,CO2直接由气体变成固体,叫做干冰。 温度升高时,干冰升华直接变成气体。因空气中的水分不可避免地会凝结在干冰上,使干冰升华时产生的CO2气体中含有大量水分,所以固态CO2不能用于焊接。

常温CO2加压至5-7MPa时变成液体。常温下液态CO2比水轻,其沸点为-78℃。

在0℃ 和0.1 MPa时,Ikg的液态CO2可产生509L的CO2气体。

2.CO2纯度对焊缝质量的影响 CO2气体的纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大的影响。CO2气体中的主要杂质是水分和氮气。氮气一般含量较少,危害较小。水分的危害较大。随着CO2气体中水分的增加,焊缝金属中的扩散氢含量也增加,焊缝金属的塑性变差,容易出现气孔,还可能产生冷裂纹。

根据 CO2气体保护焊工艺规程 JB/Z286-87要求,焊接用CO2气体的纯度不应低于99.5%(体积法),其含水量不超过0.005%(重量法)。近年来有些国家要求焊接用CO2的纯度>99.8%,露点低于-4 0℃。

3.瓶装CO2气体 工业上使用的瓶装液态CO2既经济又方便。规定钢瓶主体喷成银白色,用黑漆标明“二氧化碳”字样。

容量为40L的标准钢瓶,可灌入25kg液态的CO2,约占钢瓶容积的80%,其余20%的空间充满了CO2气体,气瓶压力表上指示的就是这部分气体的饱和压力,它的值与环境温度有关。温度高时,饱和气压增高;温度降低时,饱和气压降低。0℃时,饱和气压为3.63MPa(35.57kgf/cm 2);20℃时,饱和气压为 5.72MPa(56.06kgf/cm 2); 30℃时,饱和气压达 7.48MPa(73.30kgf/ cm 2);因此,应防止 CO2气瓶靠近热源或让烈日曝晒,以免发生爆炸事故。当气瓶内的液态CO2全部挥发成气体后,气瓶内的压力才逐渐下降。

液态CO2中可溶解约0.05%(按重量)的水,多余的水沉在瓶底,这些水和液态CO2一起挥发后,将混人CO2气体中一起进人焊接区。溶解在液态CO2中的水也可蒸发成水蒸气混入CO2气中,将影响气体的纯度。水蒸气的蒸发量与气瓶中气体的压力有关,气瓶内压力越低,水蒸气含量越高。

4.CO2气体的提纯 目前国内焊接使用的CO2气体,主要是酿造厂、化工厂的副产品,含水分较高,纯度不稳定。为保证焊接质量,应对这种瓶装气体进行处理,以减少其中的水分和空气。

焊接现场采取以下措施,可有效地降低CO2气体中水分的含量:
①更换新气时,先放气2~3min,以排除装瓶时混入的空气和水分。
②将气瓶倒置l~2h后,打开阀门,可排出沉积在下面的自由状态的水。根据瓶中含水量的不同,每隔30min左右放一次水,需放水2~3次。然后将气瓶放正,开始焊接。

③使用时应在气路中安装加热器,对气体加热。

④气瓶中液态CO2用完后,气体的压力将随气体的消耗而下降。 气瓶中压力降到1MPa时,CO2中所含的水分将增加1倍以上,应停止使用。如果继续使用,焊缝中将产生气孔。焊接对水比较敏感的金属时。当瓶中气压降至1.5MPa时就不宜再用了。

fairlin001 2008-03-24 14:48
焊件及工装夹具的磁场对电弧形状和焊缝成形的影响

电弧是一种气体导电现象,电弧中的带电粒子主要依靠气体空间的电离和电极的电子发射两个物理过程所产生的。当电弧周围存在一些干扰因素(如:电磁场、气流场等),电弧中心轴线偏离焊条、钨极、焊丝的中心轴线,产生电弧偏吹现象,造成焊缝成形不良甚至无法焊接。
1.直流弧焊机(400/630SS、400AT2),烧焊电焊条时,产生磁偏吹现象。
克服的方法:
〈1〉改变工件上的接线位置(或将工件两头接双根地线),使工件上的磁场均匀分布。
〈2〉改变焊条的行走角度,将焊条向偏弧一侧倾斜。
〈3〉减少焊接电流,减小造成磁偏吹的磁场强度。
〈4〉改用交流弧焊机。
2.工件坡口上剩余磁场的干扰。如管道TIG焊、MAG焊、焊条电弧焊时电弧偏移于一侧,无法施焊。
克服的方法:
〈1〉将偏弧指向一侧的管道坡口边缘用直流弧焊机二次输出电缆按一定方向盘绕3-5圈,电缆短接形成回路;调节焊接电流旋钮由小到大,再由大到小瞬时变化一次,做消磁处理。
〈2〉上述处理后,磁场如果仍然存在,请将电缆反方向再盘绕一次,调节电流再消磁处理,直至剩余磁场完全消除为止。
3.大型焊件及工装夹具上的剩余磁场对焊缝成形(驼背焊缝、蛇行焊缝等)的影响。
〈1〉因磁场方向和强度无法测试,焊缝成形不良找不出影响因素。排除了焊接工艺规范(电流、电压、焊丝、保护气体等)诸多影响因素外,应考虑焊件及工装夹具上的剩余磁场对焊缝成形的影响。
〈2〉此类影响时有时无,焊缝表面成形质量时好时坏。
〈3〉克服的方法:
在左右工作台预留加装若干个焊接地线接线点,用于调整焊接电流均衡及磁场磁力线均匀分布,减少磁偏吹的干扰,保证电弧挺度及形态的一致性,使焊缝成形均匀美观。
克服电弧偏移,改善焊缝成形的方法和措施还有很多,请在焊接实践中发现和总结。

fairlin001 2008-03-24 14:49
CO2焊丝中所含合金元素对焊接性能的影响

CO2气体保护焊镀铜焊丝是一种高效、节能、节材的焊接材料,焊锋成型美观,适用于低碳钢和低合金钢的焊接。执行标准为<GB/T8110-1995>,其型号为H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA、H04Mn2SiAlTiA等。CO2焊丝,其含碳量都较低,大多都在0.1%以下,同时含有Si、Mn、S、P、Cr、AI、Ti、Mo、V等合金元素。这些合金元素对焊接性能有何影响,下面分别说明;

硅(Si)元素对焊接性有何影响?

硅是焊丝中最常用的脱氧元素,它可以防止铁与氧化合,并可在熔池中还原FeO。但是单独用硅脱氧,生成的SiO2熔点高(约1710℃),且生成物的颗粒小,难以从熔池中浮出,易造成焊缝金属夹渣。

锰(Mn)元素对焊接性有何影响?

锰的作用与硅相似,但脱氧能力比硅稍差一些。单独用锰脱氧,生成的MnO密度较大(15.11g/cm3),也不易从溶池中浮出。在焊丝中含锰,除了脱氧作用外,还能和硫化合生成了硫化锰(MnS),并被除去(脱硫),故可降低由硫引起的热裂纹的倾向。

由于单独用硅和锰脱氧,都难以除去脱氧的生成物。故目前多采用硅锰联合脱氧,使生成的SiO2和MnO复合成硅酸盐(MnO·SiO2)。MnO·SiO2的熔点低(约1270℃)且密度小(约3.6g / cm3),在熔池中能凝聚成大块熔渣而浮出,达到良好的脱氧效果。

锰也是钢材中的重要合金元素,也是重要的淬透性元素,它对焊缝金属的韧性有很大影响。

当Mn含量<0.05%时焊缝金属的韧性很高;

当Mn含量>3%后又很脆;

当Mn含量 = 0.6~1.8%时,焊缝金属有较高的强度和韧性。

硫(S)元素对焊接性有何影响?

硫在钢中常以硫化铁的形式存在,并呈网状分布在晶粒边界,因而显著地降低钢的韧性。铁加硫化铁的共晶温度较低(985℃),因此,在进行热加工时,由于加工开始温度一般为1150~1200℃,而铁和硫化铁共晶已经熔化,从而导致加工时开裂,这种现象就是所谓“硫的热脆性”。硫的这种性质使钢在焊接时产生热裂纹。因此,一般在钢中对硫的含量都严格加以控制。普通碳素钢、优质碳素钢以及高级优质钢的主要区别就在于硫、磷含量的多少。

前面提到,锰有脱硫作用,这是因为锰可与硫形成高熔点(1600℃)的硫化锰(MnS),它呈粒状分布于晶粒内。在热加工时,硫化锰有足够的塑性,因而消除了硫的有害作用。因此钢中保持一定的含锰量是有益的。

磷(P)元素对焊接性有何影响?

磷在钢中能全部溶于铁素体内。它对钢的强化作用仅次于碳,使钢的强度和硬度增加,磷能提高钢的抗腐蚀性能,而塑性和韧性则显著降低。特别在低温时影响更为严重,这称为磷的冷跪倾向。故它对焊接不利,增加钢的裂缝敏感性。作为杂质,磷在钢中的含量也要加以限制。
铬(Cr)元素对焊接性有何影响?

铬能提高钢的强度和硬度而塑性和韧性降低不大。铬具有很强的耐蚀、耐酸的能力,所以奥氏体不锈钢中一般都含有较多的铬(13%以上)。铬还具有很强的抗氧化能力和耐热性。因此,铬在耐热钢中应用也很广,如12CrMo、15CrMo 5CrMo 等钢中都含有一定量的铬。

铬是奥氏体钢的重要组成元素和铁素体化的元素,它在合金钢中能提高在高温时的抗氧化能力和机械性能。在奥氏体不锈钢中,当铬镍的总量为40%,Cr/Ni = 1时,有热裂缝倾向;当Cr/Ni = 2.7时,就没有热裂缝倾向。所以一般18-8型钢中Cr/Ni = 2.2~2.3左右时,铬在合金钢中就容易产生碳化物,使合金钢导热变差,容易产生氧化铬,使焊接造成困难。

铝(AI)元素对焊接性有何影响?

铝是强烈的脱氧元素之一,故用铝作脱氧剂,不仅可少产生FeO,且易于使FeO还原,有效地抑制在熔池中产生的CO气体的化学反应,提高抗CO气孔的能力。另外,铝还能和氮化合而起固氮作用,故也能减少氮气孔。但是用铝脱氧,生成的AI2O3熔点很高(约2050℃),以固态存在熔池中,容易引起焊缝夹渣。同时,含铝的焊丝容易引起飞溅,铝的含量过高还会降低焊缝金属抗热裂能力, 因而焊丝中含铝量必须严格控制,不宜过多。若在焊丝中含铝量控制适当,则在焊缝金属的硬度、屈服点、抗拉强度均稍有提高。

钛(Ti)元素对焊接性有何影响?,

钛也是一种强烈的脱氧元素,且也能和氮化合成TiN而起固氮作用,提高焊缝金属抗氮气孔的能力。

若Ti和B(硼)在焊缝组织中含量适当,可以使焊缝组织得到细化。

钼(Mo)元素对焊接性有何影响?

钼在合金钢中能提高钢的强度、硬度,细化晶粒,防止回火脆性和过热倾向,提高高温强度、蠕变强度及持久强度、含钼小于0.6%时,可以提高塑性,减少产生裂纹的倾向,提高冲击韧性。钼有促进石墨化的倾向。故一般含钼的耐热钢如16Mo、12CrMo、15CrMo等含钼量约在0.5%左右。钼在合金钢中的含量在0.6 ~1.0%时,钼会使合金钢的塑性和韧性下降,增加合金钢的淬火倾向。

钒(V)元素对焊接性有何影响?

钒可提高钢的强度,细化晶粒,降低晶粒长大倾向,提高淬硬性。钒是较强烈的碳化物形成元素,所形成的碳化物在650℃以下都是稳定的。有时效硬化作用。钒的碳化物具有高温稳定性,因而能提高钢的高温硬度。钒能够改变碳化物在钢中的分布状况,但是钒容易生成难熔的氧化物,增加了气焊和气割的困难。一般焊缝中含钒量在0.11%左右时,可以起到固氮作用,变不利为有利。

焊接飞溅 2008-03-25 15:30
[s:6] 斑竹加油!

昊天 2008-08-11 11:03
以上内容BZ讲的还可以,继续加油!

小子贼野 2008-09-14 16:01
谢谢真的很感谢你,学到了很多东西

迎风 2008-09-15 11:55
呵呵 好东西 [s:4]

焊花闪闪 2009-02-10 18:16
很实在的内容
[s:17]

ZXJ153 2009-05-08 20:02
S135钢板氣保焊用什么焊接?

高手都是谁 2009-11-05 22:38
现在管道焊接高级别的钢用STT根焊
或者是RMD内焊机 斑竹可以找找资料补充下

sxddyx1 2010-03-02 22:54
学习了。

zhanggs 2010-03-08 21:35
学习了,谢谢LZ

zhoufee 2010-08-04 12:25
不错的资料啊

ae38 2011-04-21 23:55
看起来不错,谢谢分享.

jdz0459 2011-11-26 10:06
很实用的

hjgfhh 2011-11-26 10:49
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ae38 2012-02-12 17:51
好帖一定要顶

ae38 2012-02-12 17:52
我也来了,取经来了

ae38 2012-02-12 17:53
占个位

ae38 2012-02-12 17:54
听取经验来了

ae38 2012-02-12 17:54
不错顶起来

myyeh 2012-12-26 08:48
谢谢分享.


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