低合金鋼焊條在焊接過程中有許多需要注意的事項,以下從焊接環境、焊接順序、操作要點及特殊情況處理等方面詳細說明:
焊接環境
溫度:焊接環境溫度不宜過低,當環境溫度低于 0℃時,通常需要對焊件進行預熱,以防止焊件冷卻速度過快產生淬硬組織和裂紋。對于不同的低合金鋼材質和焊件厚度,預熱溫度有所不同,一般在 100 - 300℃之間。
濕度:環境濕度應控制在一定范圍內,相對濕度不宜超過 90%。濕度過高會使焊條吸收過多水分,導致焊接時產生氣孔、裂紋等缺陷。如果在潮濕環境中焊接,應對焊件和焊條進行適當的防潮處理。
風速:在露天焊接時,風速對焊接質量有較大影響。當風速超過 8m/s 時,會破壞電弧的穩定性,使熔滴過渡不均勻,容易產生氣孔、未熔合等缺陷。此時應采取防風措施,如設置防風罩、圍擋等,或選擇在室內等避風場所進行焊接。
低合金鋼焊條,是在金屬焊芯外將涂料(藥皮)均勻、向心地壓涂在焊芯上。焊芯即焊條的金屬芯,為了焊縫的質量與性能,對焊芯中各金屬元素的含量都有嚴格的規定,特別是對有害雜質(如硫、磷等)的含量,應有嚴格的限制,優于母材。焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時,焊芯有兩個作用:一是傳導焊接電流,產生電弧把電能轉換成熱能,二是焊芯本身熔化作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫。
分類
按強度等級分類:包括 490MPa 級、590MPa 級、690MPa 級、780MPa 級等不同強度等級的焊條,以適應不同強度要求的低合金鋼焊接。例如,E5015、E5016 屬于 490MPa 級低合金鋼焊條,常用于焊接 Q345 等強度等級的低合金鋼。
按合金元素分類:有鉻鉬鋼焊條、鎳鋼焊條、錳鉬鋼焊條等。例如,E5515 - B2 屬于鉻鉬鋼焊條,適用于焊接 Cr - Mo 耐熱鋼,如 15CrMo 等鋼種,能焊縫在高溫下具有良好的力學性能和抗氧化性能。
外觀
焊絲:一般為細長的金屬絲,直徑通常在 0.8 - 5.0mm 之間,成卷供應,以便于在焊接設備中連續送絲。
焊條:由焊芯和包裹在外面的藥皮組成,呈棒狀,長度通常在 250 - 400mm 之間,直徑有多種規格,如 2.5mm、3.2mm、4.0mm 等。
操作要點
保持短弧焊接:低合金鋼焊條焊接時應采用短弧操作,短弧可以使電弧熱量集中,減少熱量散失,提高焊接效率和質量。同時,短弧還能有效保護熔池,防止空氣侵入,減少氣孔、夾渣等缺陷的產生。一般弧長應控制在焊條直徑的 0.5 - 1 倍之間。
控制焊接角度:焊條與焊件之間的角度應根據焊接位置和接頭形式進行調整。在平焊時,焊條與焊件表面的夾角一般為 70° - 80°;在立焊時,焊條與焊件表面的夾角為 80° - 90°;在橫焊和仰焊時,焊條與焊件表面的夾角為 60° - 70°。正確的焊接角度可以電弧穩定,熔滴過渡順暢,焊縫成型良好。
多層多道焊注意事項:對于較厚的焊件,需要采用多層多道焊。在焊接過程中,要注意每層焊縫的厚度和道數,一般每層焊縫厚度不宜超過焊條直徑,道數根據焊件厚度和坡口形式確定。每焊完一層焊縫,應及時清理熔渣和飛濺物,檢查焊縫質量,如有缺陷應及時進行修補。同時,要控制層間溫度,層間溫度應不低于預熱溫度,且不宜過高,以免造成焊縫組織過熱,降低焊縫力學性能。
根據焊接完成后熔渣的堿度,焊條可以分為酸性焊條和堿性焊條:
酸性焊條:藥皮中含有多量酸性氧化物(如SiO2、TiO2、FeO),焊接工藝性能好,電弧穩定,飛濺小,熔渣流動性和脫渣性好,焊縫外表美觀。但焊縫的力學性能較差,特別是沖擊韌度。適用于一般低碳鋼和強度較低的低合金結構鋼的焊接。
堿性焊條:藥皮中含有多量堿性氧化物(如CaO、Na2O),脫硫、脫磷能力強,焊縫金屬含氫量低,抗裂性和力學性能好。但工藝性能較差,主要用于重要結構的焊接。
焊絲和焊條是焊接過程中常用的兩種焊接材料,它們在原理、成分、外觀、適用場景等方面存在一些區別,以下是具體介紹:
原理
焊絲:通過送絲機構將焊絲連續送入焊接區域,在電弧熱量作用下焊絲熔化,填充焊縫形成焊接接頭。一般需要配合焊接電源和送絲裝置使用,常用于自動或半自動焊接設備。
焊條:由焊芯和藥皮組成,焊接時,焊條端部在電弧高溫下熔化,形成熔滴過渡到焊件熔池中,同時藥皮產生保護氣體和熔渣,保護熔池不受外界空氣的污染,并且參與冶金反應,改善焊縫金屬的性能。
焊接順序
合理規劃:對于復雜的焊接結構,應制定合理的焊接順序,以減少焊接應力和變形。一般先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫;先焊對接焊縫,后焊角焊縫;先焊短焊縫,后焊長焊縫。例如,在焊接工字梁時,應先焊翼板與腹板的對接焊縫,再焊翼板與腹板的角焊縫,且焊接角焊縫時應采用分段退焊法,以減小焊接變形。
對稱焊接:對于具有對稱結構的焊件,應采用對稱焊接的方法,使焊接應力相互抵消,減少變形。如焊接矩形框架時,應從框架的中心向兩端對稱施焊,避免因焊接順序不當導致框架變形。
特殊情況處理
焊條發紅:在焊接過程中,如果焊條發紅,說明焊條電流過大或焊接速度過慢,導致焊條過熱。此時應適當減小焊接電流或加快焊接速度,避免焊條繼續發紅。如果焊條發紅嚴重,應停止焊接,更換焊條,以免影響焊接質量。
出現氣孔和裂紋:如果在焊接過程中發現焊縫出現氣孔或裂紋等缺陷,應立即停止焊接,分析產生缺陷的原因。如因焊條受潮引起,應更換烘干后的焊條;如因焊接參數不當引起,應調整焊接參數;如因焊件表面有油污、鐵銹等雜質引起,應清理焊件表面后重新焊接。對于已出現的氣孔和裂紋,應采用合適的方法進行修補,如鏟除缺陷部位,重新進行焊接。
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