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根据《焊接手册》焊接方法中的明确要求,在自由状态下对焊两块试板时,必须在两块板之间留有焊接缝.并留有一定角度。该角度随着焊道的形成,逐渐缩小,焊完后就得到焊缝,如图所示。
如果将两块板平放,不留角焊缝,那么在焊接过程中就会出现两板间隙逐渐缩小,最终两板交叠的现象,如图所示。
之所以会产生这样的效果,是因为焊缝两边钢板受到不均匀紧急加热,被焊工件产生了不均匀温度场,造成被焊金属材料产生不均勾的膨胀。处于高温区域的金属材料膨胀较大,受到钢板受热较远处钢板材料的拉应力限制.而不能自由地膨胀伸长,在焊件中出现内应力,使高温区的金属材料受到挤压,产生局部压缩应变而使两板交叠及角变形。在施焊后,工件在不同方向的长度都要比原来的短一些,所短小的长度等于压缩变形的长度,一般在横向收缩和纵向收缩上。
1 常压分段逆向焊接圆风门的操作方法
一般情况下,大量泄漏介质顷出,如果炯常压密封焊,焊接电弧的熔接力远远小于泄漏介质的喷出力。补焊时,电弧—接触到喷出气体,焊条金属熔池内的液态焊条就会很快被吹跑,电弧不能连续、稳定地熔化,补焊难以达到目的。
在焊缝的一端,选择未裂纹的端部,在与裂纹相同方向焊一段30~50M长的小段焊缝,这一小段焊缝冷却后所产生的横向收缩应力能使裂纹从这—端开始有2~20mm在收缩应力作用下完
全收严,达到无泄漏状态。
待焊缝冷却,敲掉焊渣,就可以开始补焊焊缝收缩的那一部分裂纹。
由于裂纹、压力、温度、介质的不同,在补焊的过程中,不能图快和省力,要细心、耐心,只焊焊缝收严的那一部分。由于现场工况的不同,裂缝收严的情况也不同,压力越高,收严的长度就越小;被焊工件的线膨胀系数越大,收严的长度也越大;工件越厚,收严的长度就越小。
裂纹在焊缝应力作用下收严的长度是十分有限的,因此要特别注意电焊条的引弧,补焊的动作要迅速而准确,防止焊缝受热膨胀,加剧裂纹的扩张,甚至烧穿裂纹,使泄漏无法堵住。
在补焊时.将收严的一小段焊好后,冷却一下,敲掉焊皮.这时焊缝前端又会有一小段裂纹在收缩应力的作用下收严,这样收严一段.补焊一段,反复进行至将泄漏裂纹全部焊完,这种操作方法即为分段焊接法。
将裂纹分段补焊完后,再用焊条在补焊裂纹上复焊1或2层,注意不能用太大的电流,以防将裂纹击穿,要掌握火候。
用分段焊接的方法把在压力条件下裂纹的泄漏问题基本解决,但在焊接过程中会出现已收严的部位内于受到焊接应力的变化而重新开裂的现象,而且补焊时焊接电弧很容易过界,即超过裂纹已收严的部分而进入喷出泄漏介质的区域,造成突然灭弧,形成烧穿焊件的弧坑,使泄漏扩大,给继续补焊作业造成困难。
为了解决这个问题,通过工人师傅的经验总结,可采用从收严的一端向另一端引弧的方法,即临近未收严裂纹而又无泄漏介质影响区引弧,沿裂纹向回运条,在已补焊好的焊缝金属上熄弧,这样就可以保证整个带压焊接过程中焊接电弧始终接触不到沿裂纹喷出的泄漏介质,而运条的熄弧时间和运条的熄弧位置就可以完全由操作者根据实际情况合理地选择,这种方法称为逆向焊接力法。
2 带压分段逆向圆风门焊接的注意事项
一般的管道、容器、阀门等设备,材料的选用均为20号钢以上的碳钢、低碳钢、不锈钢、耐热钢等,因此焊条的选用非常重要。
(1)电焊机 分为直流焊机相交流焊机两种:立流焊机稳弧性好,经久耐用,电网电压波动的影响小;而交流焊机相对电压波动性大一些。
(2)焊条 按其熔渣性质为酸性焊条利碱性焊条两大类,熔渣以酸性氧化物为主的焊条称为酸性焊条;熔渣以碱件氧化物相氟化钙为主的焊条称为碱性焊条。在碳钢焊条和低全属钢焊条小,低氢型炽条(包括低氢钠型、低氢钾型和扶粉低氢型)是碱性焊条,其他添作料类型的焊条,均属酸性焊条。
碱性焊条与强度级别相问的酸性焊条相比,其熔敷金属延件和韧性高,扩散氢含量低,抗裂性能强。因此,产品设计或焊接工艺规程规定,用碱性焊条时,不能用酸性焊条代替。但碱性焊条的焊接工艺性能(包括稳弧性,脱治性,飞溅等)较差,对铁锈、水、油污的敏感性大,容易出现气孔,有毒气体和烟尘多,毒性也大。
(3)焊条的选用应考虑以下原则
1)根据被焊的金属材料类别选择相应的焊条种类。例如,焊接碳钢或普通低合金钢时,废选用结构钠焊条。
2)焊缝性能要和母材性能相同,或焊缝化学成分类型和母材相同,以保证性能相同。
选用结构钢焊条时,首先根据母材的抗拉强度,按“等强”原则选用强度级别相同的结构钢焊条。
其次.对于焊缝性能(延性、韧性)要求高的重要结构,或容易产生裂纹的钢材和结构(厚度大、刚性大、施焊环境温度低等)焊接时.应选用碱性焊条,甚至超低氢焊条、高韧性焊条。
选用不锈钢焊条及钼和铬耐热钢焊条时,应根据母材化学成分类型选择化学成分类型相同的焊条。
3)焊条工艺性能要满足施焊操作需要,如在非水平位置施焊时,应选用适用于各种位置焊接的焊条。又如,向下立焊、管道焊接、压力容器焊接等可选用相应的专用焊条。
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