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        淺談鋼結(jié)構(gòu)E5015焊條焊接過程氣孔形成及解決措施

        2019-11-27 21:10:09
        讀與寫 2019年13期
        關(guān)鍵詞:焊機(jī)焊條電弧

        蒙 華

        (貴州航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 貴州 貴陽 550000)

        目前,鋼制產(chǎn)品在日常生活和大型建設(shè)工程中得到了廣泛的應(yīng)用,壓力容器生產(chǎn)制造及焊縫要求較高的焊接位置常采用E5015焊條,焊藥藥皮脫落等原因以及對焊條烘干狀態(tài)要求比較高,由于熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金,脫氧完全,合金過渡容易,能有效地降低焊縫中的氫、氧、硫,所以焊縫中的力學(xué)性能和抗裂性能均比酸性焊條好,但這種焊條的工藝性能較差引弧困難電弧穩(wěn)定性差、飛濺較大,不易脫渣必須采用短弧焊因而往往在操作中溶池保護(hù)不良形成了氣孔缺陷,這種氣孔缺陷往往存在于搭肩焊或第一層焊縫中。不但對焊接質(zhì)量造成影響,而且也給返修工作帶來了困難。

        因此我們討論以上這些問題對安全生產(chǎn)具有重要意義。

        就目前來說,J507焊條在焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔缺陷更為典型。因此,以J507焊條焊接低碳鋼為例,對產(chǎn)生氣孔缺陷的原因與焊接工藝的關(guān)系作一些討論。

        1.E5015焊條溶滴過渡的特點(diǎn)

        J507焊條為高堿度的低氫型焊條,該焊條在直流焊機(jī)反極性時(shí)方可正常使用。因此無論采用何種類型的直流焊機(jī),其溶滴過渡均由陽極區(qū)向陰極區(qū)過渡。在一般手工電弧焊時(shí),陰極區(qū)溫度略低于陽極區(qū)溫度。因此,造成了該種焊條各溶滴的聚合過渡到溶池中去,即形成了粗溶滴過渡形式。但由于手工電弧焊是人為的因素:如焊工操作熟練程度、電流電壓大小等不同,其溶滴的大小也是不均勻的,形成了溶池的大小也是不均勻的。因此,在外在及內(nèi)在因素的影響下,形成了氣孔等缺陷。同時(shí),堿性焊條藥皮中又含有大量的螢石,在電弧作用之下分解出電離電位較高的氟離子,使得電弧的穩(wěn)定性變差,進(jìn)而又造成了電焊時(shí)溶滴過渡的不穩(wěn)定因素。因此要解決J507焊條手工電弧焊的氣孔問題,除了對焊條烘干、坡口清理以外,還必須從工藝措施上入手,以確保電弧溶滴過渡的穩(wěn)定。

        2.選擇焊接電源,確保電弧穩(wěn)定

        由于J507焊條藥皮中含有電離電位較高的氟化物,選擇合適的焊接電源相當(dāng)必要。通常采用的直流焊接電源分為兩種類型:逆變式直流焊機(jī)和硅整流式直流焊機(jī)。雖然它們的外特性曲線均屬下降特性,逆變式焊機(jī)電源通常采用三相交流電源供電,380V交流電經(jīng)三相全波整流后變成600Hz的高壓脈沖直流電,經(jīng)濾波變頻后變成幾百赫到幾千赫的中頻高壓交流電,再經(jīng)中頻變壓器降壓、整流后變成低壓直流電。實(shí)現(xiàn)了整機(jī)閉環(huán)控制,改善了焊接性能對于硅整流直流焊機(jī)是靠硅元件整流后進(jìn)行濾波處理,雖然輸出電流有波峰和波谷,但總體上是平滑的,因此可以認(rèn)為是連續(xù)的。其受溶滴過渡的影響較小,在溶滴過渡時(shí)引起的電流波動不大。在焊接工作中以兩種類型焊機(jī)焊接得以結(jié)論,硅整流焊機(jī)比逆變式直流弧焊機(jī)出現(xiàn)的氣孔幾率高,所以逆變式焊機(jī)可以確保電弧穩(wěn)定避免氣孔缺陷的產(chǎn)生。

        3.選擇合適的焊接電流

        由于采用J507焊條焊接,焊條除藥皮以外在焊芯中也含有大量的合金元素,以增強(qiáng)焊縫接頭強(qiáng)度,消除產(chǎn)生氣孔缺陷的可能性。而由于采用較大的焊接電流,溶池變深,冶金反應(yīng)激烈,同時(shí)造成合金元素?zé)龘p嚴(yán)重。因?yàn)殡娏鬟^大,明顯的使焊芯電阻熱猛增,焊條發(fā)紅,造成焊條藥皮中的有機(jī)物過早分解而形成氣孔;而電流過小。熔池的結(jié)晶速度過快,熔池中氣體來不及逸出而產(chǎn)生氣孔。加之采用正接極性,陰極區(qū)溫度偏低,即在激烈反應(yīng)下產(chǎn)生的氫原子溶解于溶池之中也無法很快地被合金元素置換出來,即使氫氣迅速浮出焊縫之外,而溶池過熱后又迅速冷卻,使得殘余的氫形成分子凝固在溶池焊縫之中形成了氣孔缺陷,因此考慮合適的焊接電流是相當(dāng)必要的。低氫型焊條比同規(guī)格的酸性焊條一般略小10~20%左右的工藝電流。

        4.合理的引弧和收弧

        J507焊條焊接接頭產(chǎn)生氣孔的幾率比其他部位要大,這是因?yàn)榻宇^處往往在焊接時(shí)比其他部位的溫度略低。因?yàn)楦鼡Q新焊條使原收弧處已經(jīng)有一段時(shí)間的散熱,在新的焊條端部也有可能有局部銹蝕,使得在接頭處產(chǎn)生密集氣孔,要解決由此造成的氣孔缺陷,在中間各接頭部位對每根新焊條在起弧時(shí)把端部在引弧板上輕擦引弧,以清除掉端部的銹跡。

        在中間各接頭部位,必須采用超前引弧的方法,就是在焊縫前10~mm處引弧穩(wěn)定后,再拉回到接頭收弧處,以便對原收弧處進(jìn)行局部加熱,待形成溶池以后再壓低電弧,略上下擺動1-2次即正常運(yùn)條焊接。收弧時(shí)應(yīng)盡量保持短弧,短弧操作的目的在于保護(hù)溶池,使高溫沸騰狀態(tài)下的溶池不受外界空氣的侵入而產(chǎn)生氣孔。但短弧應(yīng)保持時(shí)何種狀態(tài),我們認(rèn)為要按不同規(guī)格的焊條而異。通常短弧是指弧長控制于焊條直徑的距離,適當(dāng)?shù)慕拥匚恢靡苑乐蛊≡斐蓺饪椎?。只有結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)從工藝措施上進(jìn)行控制,必定能有效地減少及避免氣孔缺陷。

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