A. 窄间隙埋弧焊的结构设计
窄间隙埋弧焊接时,可进行每层一道、每层两道或每层三道焊接。其中每层一道的焊接虽然效率较高,但易引起侧壁熔合不良、夹渣、焊缝成型系数过小(易引起结晶裂纹)、脱渣不易等问题,在窄间隙埋弧焊接中很少应用。而每层三道则由于坡口的加宽而降低了效率。因此,每层两道的焊接得到了普遍应用。
在每层两道的窄间隙埋弧焊接中,为了保证坡口侧壁的良好熔合而不出现夹渣等焊接缺陷,在每一个焊道焊接时,焊丝端头必须偏向各自接近的坡口侧壁。为了实现这一点,目前流行的大致有两种方案。
这两种方案各有优缺点,经过分析对比,选择了a型方案。这是因为:一、该方案导电部分可有较大宽度,承载能力较高,可使用较粗的焊丝(可用Φ4mm,而方案b只能用Φ3mm),可焊接的坡口深度较大;二、该方案与ESAB公司焊头相同,可以利用ESAB公司其它焊头的某些部件及原有控制线路,便于与原EHD焊机配合。
基于上述第二点同样的理由,接头自动跟踪装置设计为机械传感→光电转换、讯号放大→十字滑板执行的结构。做到了能与原有EHD设备配套使用,达到了在垂直和水平两个方向的自动跟踪。
总之,设计的窄间隙埋弧焊机头主要参照了ESAB公司焊头的结构,但做了以下几方面的改进:
1)焊嘴部分的主体材料采用了既有良好机械性能、耐磨性又有良好的导电性能的铬锆铜而不是采用不锈钢,因而既有足够的强度、刚度,工作过程也较为稳定。
2)导电嘴的摆直接采用气缸驱动而不是气——液转换驱动,因而结构更为简单可靠。
3)导电部分的外表面采用了陶瓷喷涂而不是涂涂料,绝缘性良好且不易剥落。
4)增加了焊嘴垂直度调整机构,可保证焊头在焊接纵缝和环缝两种位置都能与工件保持垂直。
5)缩小了各附助部分的尺寸、减轻了重量,以便于与200X200mm2的小型十字滑板配合使用。
整个焊头由具有可摆导电嘴的焊嘴、自动跟踪装置、送丝机构、焊丝校直机构、摆驱动装置、焊剂撒放及回收装置、支架等部分组成。
B. 埋弧焊焊剂有没有保质期
埋弧焊焊剂有保质期的,但它不并像食品那样变质报废,而多因受潮降低使用效果,但可用烘干还原。
【焊剂的分类】按制造方法可将焊剂分为熔炼焊剂和非熔炼焊剂,非熔炼焊剂又分为烧结焊剂和粘结焊剂(陶质焊剂)。熔炼焊剂是按配方比例将原料混合均匀后入炉熔炼,然后经过水冷粒化、筛选成为成品的焊剂。烧结焊剂和粘结焊剂都属于非熔炼焊剂,都是将原料粉按比例混合拌均匀后,加入粘结剂调制成湿料,再经烘干、粉碎、筛选而成。所不同的是烧结焊剂是在400-1000℃温度下烘干(烧结)而成的。牯结焊剂是在350-400℃下烘干而成的。熔炼焊剂成分均匀、颗粒强度高、吸水性小、易储存,是国内生产中最多的一类焊剂。其缺点是焊剂中无法加入脱氧剂和铁合金,因为熔炼过程中烧损十分严重。非熔炼焊剂由于制造过程中未经高温熔炼.焊剂中加入的脱氧剂和铁合金等几乎没有损失,可以通过焊剂向焊缝过渡大量合金成分,补充焊丝中合金元紊的烧损,常用于焊高合金钢或进行堆焊。另外,烧结焊剂脱渣性能好,所以大厚度焊件窄间隙埋弧焊时均用烧结焊剂。
【焊剂的保管及烘干】焊剂应妥善运输,防止包装破损,并存放在干燥通风的库房内,尽量降低库房湿度,防止受潮,使用前应对焊剂进行烘焙,烧结焊剂300-400℃烘焙1-1.5h,熔炼焊剂200-250℃烘焙0.5-1h(熔炼焊剂烘焙温度不应高于250℃,烘焙时间不应大于2h。
C. 埋弧焊分类
1)按电源种类:直流和交流
2)按电极数目:单丝和多丝(并列双丝埋弧焊 特点:专双丝,一个电源,属一套控制系统;优点:高的熔化效率,好的间隙搭接性,高的焊接速度。纵列双丝埋弧焊特点:二个焊丝,二个电源,两套控制系统;优点:熔化效率高,焊接速度快,焊缝成形好,机械性能好。带极埋弧焊 特点:带状电极,一个电源,一套控制系统;优点:熔深小,较高的堆焊能力,稀释率低,堆焊表面光滑。窄间隙埋弧焊 特征:单焊丝、单电源、一个控制系统;优点:减少相同材料厚度改善应力状态;缺点:对设备可靠性要求高、返修性差)
3)按电极形状:丝极和带极
D. 双丝埋弧焊特点描述错误的是()
1)按电源种类:直流和交流
2)按电极数目:单丝和多丝(并列双丝埋弧焊专 特点:双丝,一个电源,属一套控制系统;优点:高的熔化效率,好的间隙搭接性,高的焊接速度。纵列双丝埋弧焊特点:二个焊丝,二个电源,两套控制系统;优点:熔化效率高,焊接速度快,焊缝成形好,机械性能好。带极埋弧焊 特点:带状电极,一个电源,一套控制系统;优点:熔深小,较高的堆焊能力,稀释率低,堆焊表面光滑。窄间隙埋弧焊 特征:单焊丝、单电源、一个控制系统;优点:减少相同材料厚度改善应力状态;缺点:对设备可靠性要求高、返修性差)
3)按电极形状:丝极和带极
E. 窄间隙埋弧焊优点
窄间隙焊接是厚板焊接领域的一项先进技术。与普通坡口的埋弧焊相比,内窄间隙焊具有容无可比拟的优越性。如坡口窄、焊缝金属填充量少,可以节省大量的焊材和焊接工时;由于窄间隙焊时热输入量较低,使焊缝金属和热影响区的组织明显细化,从而提高其力学性能,特别是塑性和韧性。
F. 什么叫窄间隙埋弧焊
窄间隙埋弧焊出现于上世纪年代,很快被应用于工业生产,它的主要应用领域是低合金钢厚壁容器及其它重型焊接结构。窄间隙埋弧焊的焊接接头具有较高的抗延迟冷裂能力,其强度性能和冲击韧性优于传统宽坡口埋弧焊接头,与传统埋弧焊相比,总效率可提高50%~80%;可节约焊丝38%~50%,焊剂56%~64.7%。窄间隙埋弧焊已有各种单丝、双丝和多丝的成套设备出现,主要用于水平或接近水平位置的焊接,并且要求焊剂具有焊接时所需的载流量和脱渣效果,从而使焊缝具有合适的力学性能。一般采用多层焊,由于坡口间隙窄,层间清渣困难,对焊剂的脱渣性能要求秀高,尚需发展合适的焊剂。
尽管SAW工艺具有如下优点:高的熔敷速度,低的飞溅和电弧磁偏吹,能获得焊道形状好、质量高的焊缝,设备简单等,但是由于在填充金属、焊剂和技术方面取得的最新进展,使日本、欧洲和俄罗斯等国家和地区在焊接碳钢、低合金钢和高合金钢时广泛采用NG-SAW工艺。
NG-SAW用的焊丝直径在2~5mm之间,很少使用直径小于2mm的焊丝。据报导,最佳焊丝尺寸为3mm。4mm直径焊丝推荐给厚度大于140mm的钢板使用,而5mm直径焊丝则用于厚度大于670mm的钢板。
NG-SAW焊道熔敷方案的选择与许多因素有关。
单道焊仅在使用专为窄坡口内易于脱渣而开发的自脱渣焊剂时才采用。然而,尽管使用较高的坡口填充速度,单道焊方案较之多道焊方案仍有一些不足之处。除需要使用非标准焊剂之外,它还要求焊丝在坡口内非常准确地定位,对间隙的变化有较严格的限制。对焊接参数,特别是电压的波动以及凝固裂纹的敏感性大,限制了这一工艺的适应性。单道焊在日本使用较多。
日本以外的其他国宝广泛使用多道焊,其特点是坡口填充速度相当低,但其适应性强,可靠性高,产生缺陷少。尽管焊接成本较高,但这一方案的最重要之处在于,允许使用标准的或略为改进的焊剂,以及普通SAW焊接工艺。
G. 窄间隙埋弧焊的应用
某核电工程稳定器为核一级设备,属锻焊结构的大型压力容器。整个容器由上下封头、三节筒体五大锻件组焊而成。主体焊缝为四条Φ2m,厚度115mm的环焊缝,要求采用窄间隙埋弧焊接。容器主体材料为法国核容器专用钢种16MND5(相当于A508-Ⅲ)锰镍相低合金钢。
为了焊接该容器,在对16MND5的焊接性进行了充分试验及其它工艺试验的基础上,进行了窄间隙埋弧焊的焊接工艺评定。评定用16MND5锻件尺寸为1500X250X115,两块对接。
与宽坡口埋弧焊相比,由于窄间隙埋弧焊坡口窄、焊材消耗量少、热输入量低、焊接时间短,焊接变形和焊接应力小,降低了开裂倾向,实现了高效率、低成本、高质量焊接。窄间隙埋弧焊的优势主要表现在:窄间隙埋弧焊在焊接时,通常采用I型或U型窄间隙坡口,坡口间隙在18~30mm,与普通埋弧焊接同样厚板须采用U型或者双U型坡口相比,可节省大量填充金属和焊接时间;由于加工金属量减少,焊接效率提高,相比传统埋弧焊,窄间隙埋弧焊能节省焊材约20%~40%,焊接总效率可提高30%~45%,大大的减少了焊接成本;由于采用窄间隙坡口窄间隙埋弧焊在节约焊材的同时又减小焊接应力,焊缝金属中积聚的氧也较少;由于焊接线能量较小,且后续焊道对前焊道有重叠加热作用,因此,焊接接头具有较高的冲击韧性,焊接变形亦得以减少,从而提高焊接质量。