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预热温度和层间温度的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关,还与焊接结构的刚性、焊接方法、环境温度等有关,应综合考虑这些因素后确定。另外,预热温度在钢材板厚方向的均匀性和在焊缝区域的均匀性,对降低焊接应力有着重要的影响。
局部预热的宽度,应根据被焊工件的拘束度情况而定,一般应为焊缝区周围各三倍壁厚,且不得少于-毫米。如果预热不均匀,不但不减少焊接应力,反而会出现增大焊接应力的情况。65Mn-Q异种钢焊接时,65Mn、Q两种钢都应预热~℃。
4.7焊后热处理
焊后热处理主要是指焊后消氢处理,是在焊接完成以后,焊缝尚未冷却至℃以下时,进行的低温热处理。一般规范为加热到~℃,保温2~6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出,对于防止焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。
在焊接过程中,由于加热和冷却的不均匀性,以及构件本身产生拘束或外加拘束,在焊接工作结束后,在构件中总会产生焊接应力。焊接应力在构件中的存在,会降低焊接接头区的实际承载能力,产生塑性变形,严重时还会导致构件的破坏。
消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下,其屈服强度下降,来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种:一是整体高温回火,即把焊件整体放入加热炉内,缓慢加热到一定温度,然后保温一段时间,最后在空气中或炉内冷却。
用这种方法可以消除80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火,即只对焊缝及其附近区域进行加热,然后缓慢冷却,降低焊接应力的峰值,使应力分布比较平缓,起到部分消除焊接应力的目的。
异种钢在进行焊后热处理时应注意以下几点:
1、当焊件中有强烈淬火倾向的珠光体材料时,焊后应立即进行回火。
2、为了防止焊接变形,焊前预热的焊件装炉温度不得高于℃;焊后立即进行回火的焊接构件装炉温度不低于。
3、升温速度取决于被焊钢材的化学成分、焊件类型和壁厚、加热炉功率等因素。可根据焊件厚度δ,按×25/δ(℃/h)计算。当焊件厚度>25mm时,回火的升温速度应小于℃/h。
4、在回火的保温过程中,大件、厚件温差不超过±20℃。
5、进行局部回火时,应保证焊缝两侧有均匀的加热宽度。
6、为消除构件的热应力和变形,冷却速度应小于℃/h或小于×25/δ(℃/h)。(当焊件厚度δ>25时)。有回火脆性的钢构件回火时,温度不能取在脆性温度范围内,通过这一温度区间时应快冷。
5焊接试验
5.1试件的制备
用机械加工的方法制备×厚12(单位:mm)的65Mn、Q钢试件各一块。如图5-1示:
5.2焊前准备
1、焊前严格清理悍件表面的油污、水分、氧化铁皮、铁锈等杂物。
2、选用E焊条,焊前烘干℃×2h。
5.3焊接规范
1、焊条直径ф3.2、4.0。
2、电源种类与极性直流反接。
3、焊接电流~A(ф3.2)~A(ф4.0)。
4、电弧电压24~25V(ф3.2)25~27V(ф4.0)。
5、焊前预热~℃。
6、焊后热处理焊后~℃×2h回火。
5.4焊接操作
按图示顺序焊接,第一层用ф3.2焊条、焊接电流~A、电弧电压24~25V,其余各层用ф4.0焊条、焊接电流~A、电弧电压25~27V。焊接时,下一层焊缝的弧坑应避免出现在上一层的弧坑处。
5.5试验分析
1、表面平均裂纹率
式中—表面裂纹率(%);
—表面裂纹长度之和(mm);
—试验焊缝长度(mm)。
2、根部平均裂纹率
式中—根部裂纹率(%);
—根部裂纹长度之和(mm);
—试验焊缝长度(mm)。
6结论
经过焊接实践验证焊接可以得到满足使用性能的优质焊缝,但是制订焊接工艺时,由于其特殊的焊接性要求,生产中应特别注意一下几个方面:
1、焊前预热防止冷却速度过快产生淬硬组织增加冷裂纹形成的倾向。
2、采用低氢型焊条并且严格烘干、保温,减少扩散氢的含量,降低延迟裂纹形成的可能性。
3、拟订合理焊接工艺参数线能量过大易产生粗大的过热组织,因晶粒粗化和难溶质点的溶解都使过冷奥氏体稳定性提高,得到马氏体组织;线能量过小焊缝成形不良,冷却过快内应力较大易产生冷裂纹源。合理的线能量应该在////。焊接工艺参数的拟订应根据焊条直径和工人熟练程度确定出焊接电流、再确定电弧电压、最后确定焊接速度。
4、按照工艺规范严格清理母材。
5、避免强力装配,减少约束应力。
6、定位焊也应按照工艺规范施焊。
7、对质量要求相对严格的焊后应进行~℃×2h回火。实际生产中根据生产条件应多
次试验,最后得出符合现行条件的焊接工艺规范
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