A. 电焊焊接技术手法论文怎么写(2)
电焊焊接技术论文篇三 :《电焊焊接技术浅析》
摘要:近年来,随着我国市场焊接需求量的不断增长,国外电焊机械产品大量涌入我国机械市场,为我国电焊事业的发展提供了广阔的市场空间,也为电焊技术更新与优化奠定了扎实基础。本文就我国常见的集中电焊焊接技术进行分析,详细的阐述了其工作要点,以供同行参考。
关键词:电焊;电弧焊;焊接技术
在当今社会发展中,电焊焊接技术的应用非常的广泛,无论是在建筑工程项目中还是在工业生产当中,都极为常见,同时也它促使了各种不同类型和种类的电焊机具的优化和更新。基于这种社会背景下,做好电焊焊接技术研究深受社会各界人士重视,也是未来生产领域关注的核掘耐心内容。
一、电弧焊
电弧焊是现阶段社会发展中最受欢迎的焊接技术之一,它在当今社睁猛会发展中发挥着重要的作用和意义。电弧焊在应用中主要是利用弧焊机作为主要的焊接设备,通过其送出低压电流将焊条与燃烧片点燃融化,从而凝固在焊接目标位置。在目前的焊接工作中,常见的电弧焊工作要点包含以下几个方面。
1、电弧焊概念
所谓的电弧焊也被称之为焊条电弧焊,是当今工业中采用最多的焊接方法,它的应用原理在于通过电弧放电产生的热量将焊条以及焊接目标融化并且凝结成焊缝,从而获取牢固的焊接接头,以保证工程施工整体性。
2、电弧焊工作原理
在电弧焊工作的过程中,电弧焊的电弧是通过电源直接供给的,是在工业条件下以工业器件和焊条之间所产生的放电现象来进行控制的,它是通过气体电离子以及阴极电子发射束来加以管理的。在目前的工作中,焊条电弧焊主要是用于手工操作的焊接工作,是通过平焊、立焊为主进行焊接工作的。
3、电弧焊适用范围
在目前的工作中,电弧焊主要是用于能够人工操作的焊接工件,它在利用中包含了立焊、平焊以及昂焊等多种不同的工作方式。另外,这种焊接方式因为焊条电弧焊设备本身存在着轻便、搬运灵活的特点,因此在焊接的过程中可以广泛的应用在任何一种具备电源的焊接工作当中,且使用材料广、结构形状不受限制的优势。
4、电弧焊接的一般规定
首先,在焊接的过程中我们提前应当做好结构件等级、直径、形状以及接头形式分析,选择合理科学的焊条,从而保证焊接工作的正常开展,同时对于焊接工艺和焊接参数也要提前给予分析。其次,在焊接的过程中,引弧焊工作的开展应当在垫板、帮条以及焊缝部位进行控制,不得在工作中烧伤主筋,以避免结构产生变形;再次,在焊接的时候接地线与钢筋等金属结构必须要紧密的连接,以保证工作的安全进行。
5、电弧焊工艺选择中需要注意的事项
在当今的工程项目中,焊接工作如果选用电弧焊进行施工,那么在工作中我们必须要对以下内容严格控制,保证工作的顺利开展和进行。首先,触电事故,在电弧焊焊接的过程中因为焊接标准和焊接工艺的不同,因此在焊接工作中经常需要更换焊条和焊接电流、电压。在这个时候操作的时候要直接接触到电极与极板,因而容易引发触电事故。这种事故的产生主要原因在于劳动保护用品不合格、工作人员技术不标准、违章操作等,因此在工作中对于这几方面必须要提前给予重视和分析,以保证焊接工作的顺利进行。其次,火灾事故的预防,因为电弧焊在焊接的过程中会发生火花和电弧,甚至是引发空气温度的升高,在这种条件下,一旦产生易燃易爆物品,那么很有可能引发火灾事故。因此在焊接工作中我们必须要提前做好有关火灾预防和控制工作,保证工作的顺利开展和进行。
二、电阻焊焊接工艺分析
所谓的电阻焊主要指的是通过工件组合连接电源之后产生压力,并且利用电流通过接头触及到邻近区域的电阻,并且产生电阻热进而进行焊接的一种现代化焊接工艺。这种判早春焊接技术在目前的工作中也较为常见,它在应用的过程中是利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态,使之形成金属结合的一种方法。
1、点焊
点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两柱状电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。
点焊的工艺过程:
首先、预压,保证工件接触良好。
其次、通电,使焊接处形成熔核及塑性环。
再次、断电锻压,使熔核在压力继续作用下冷却结晶,形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。
2、缝焊
缝焊(Seam Welding)的过程与点焊相似,只是以旋转的圆盘状滚轮电极代替柱状电极,将焊件装配成搭接或对接接头,并置于两滚轮电极之间,滚轮加压焊件并转动,连续或断续送电,形成一条连续焊缝的电阻焊方法。
缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构,板厚一般在3mm以下。
3、应用
随着航空航天 航空航天、电子、汽车、家用电器等工业的发展,电阻焊越加受到广泛的重视。对电阻焊的质量也提出了更高的要求。可喜的是,中国微电子技术的发展和大功率可控硅、整流器的开发,给电阻焊技术的提高提供了条件。中国已生产了性能优良的次级整流焊机。由集成电路和微型计算机构成的控制箱已用于新焊机的配套和老焊机的改造。恒流、动态电阻,热膨胀等先进的闭环监控技术已开始在生产中推广应用。
三、帮条焊与搭接焊
1、施焊前,钢筋的装配与定位,应符合下列要求。
(1)采用帮条焊时,两主筋端面之间的间隙应为2~5mm。
(2)采用搭接焊时,钢筋的顶弯和安装,应保证两钢筋的轴线在一直线上。
(3)帮他和主筋之间用四点定位焊固定;搭接焊时,用两点固定,定位焊缝应离帮条或搭接端部20mnn以上。
在现场预制构件安装条件下,节点处钢筋进行搭接焊时,若钢筋预弯确有困难,可不顶弯。
2、施焊时,引弧应在帮条或搭接钢筋的一端开始,收弧应在帮条或搭接钢筋端头上,弧坑应填满。多层施焊时,第一次焊缝应有足够的熔深,主焊缝与定位焊缝,特别是在定位焊缝的时段与终端,应融合良好。
四、电渣压力焊
焊接工艺过程包括引弧、稳弧、电渣和顶压等,施焊前,先将钢筋端部约120mm范围内的铁锈清除,将夹具夹牢在下部钢筋上,并将上部钢筋扶直夹牢与活动电极中,并在焊剂盒内装满焊药。采用手工电渣电压力焊时,可采用直接引弧法,先将上、下钢筋接触,接通焊接电源后,立即将上钢筋提升2~4mm,引燃电弧;然后,继续缓缓上提钢筋数毫米,使电弧稳定燃烧后,随着钢筋的熔化而渐渐下送,并转入电渣过程,待钢筋熔化达到一定程度后,在切断焊接电源的同时 ,迅速进行顶压,冷却1~3min后,即可打开焊剂盒,收回焊剂,卸下夹具,并敲掉熔渣。钢筋的上提和下送均应适当,防止断路或短路。
五、结束语
电焊工艺和技术在当今现代工程施工中应用极为广泛,各种焊接技术和施工工艺也在不断创新和发展。根据实际情况使用不同的电焊机具,能更加效率化、高质量化完成施工要求。
参考文献
[1] 孙光磊. SAFUREX双相不锈钢焊接技术[J]. 压力容器. 2009(10)
[2] 赵虎. 310S耐热不锈钢的焊接性及焊接技术[J]. 干燥技术与设备. 2011(02)
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高强材料的焊接浅析
摘要:在现代工业中,高强材料越来越占有重要的地位,但其焊接时的焊接裂纹、脆化、软化等现象,给安全生产与产品的使用效率带来了隐患。为此,笔者根据自身学习与实践经历,就高强材料尤其是高强钢的焊接特性进行分析阐述。
关键词:高强材料;焊接;特性
一、高强材料概况
在当前的管道、容器中,高强材料越来越占有重要的地位。当中最重要的,是将钢里除碳意外添加一类或多类合金成分(合金成分的比例低于百分之五),用来加强钢的强度,将钢的强度提高到275MPa或更高,并产生更优的综合质量,此种钢被称为高强钢,它的基本优点为强度高、塑性与韧性也优于普通钢。根据钢的屈服强度的程度和热处理时的特性,高强钢总体上有两种。
热轧、正火钢,其屈服强度处于294Mpa~490MPa间,而利用状态是热轧、正火与控轧,在类别上是非热处理强化钢,该种钢的现实中使用的最为常见。
调质钢,其屈服强度处于490Mpa~980Mpa间,通常在调质状态中应用,在类别上是热处理强化钢。该种刚的特性是不烦强度高,而且塑性与韧性比较好,能够直接于调质时进行焊接。所以,这中调质钢在使用中越来越普及。
现在常使用的高强钢,钢板牌号包含以下几种:16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR;锻件牌号包含以下几种:16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。
二、高强钢的焊接特性
高强钢中碳含量通常不高于0.20%,合金成分的总量通常不高于5%。因为高强钢包含一些的合金成分,使它的焊接性和别的材料有一些不同,具体焊接特性有以下几点:
1、焊接时的焊接裂纹
(1).高强钢因为使用了让钢强度增加的碳、锰等元素成分,当焊接的时候往往产生淬硬,而产生的硬化部分往往很敏感,所以,当刚性过强与拘束应力较强的状态下,如果焊接方式有问题,就会造成冷裂纹。加上这中裂纹存在较长的延迟,容易造成较大的危害。
(2).再热裂纹为在焊作业完成后,慢慢去掉应力热的过程中,或较长时间在高温状态下于临近熔合线粗晶部位造成的沿晶开裂。通常认为,此类裂纹造成的原因,是因为焊接高温导致HAZ旁边的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奥氏体内,焊接完成后进行,但没有完全析出,而是在PWHT的时候呈弥散状态析出,所以强化了晶内,将应力在松弛的时候产生的蠕变变形汇聚在了晶界。
高强钢在焊接的时候,通常不会造成再热裂纹,例如16MnR、15MnVR之类。然而对Mn-Mo-Nb与Mn-Mo-V等类别的高强钢,因为Nb、V、Mo等成分比较敏感,是造成再热裂纹的常见因素,所以这些高强钢与焊接完成后实施热处理时,需要特别回避容易造成再热裂纹的温度范围,以免造成再热裂纹。
2、焊接部位的脆化与软化
(1).应变时效脆化。焊接部位于焊接前要进行各种冷处理(如钢板的剪切、管道筒罐的卷圆),材料会导致有所变形,要是变形的部位再收到200至450℃的热作用,可能造成应变时效,继而产生脆化,往往导致材料的塑性减弱,因此造成钢材的脆断。
PWHT能够减弱焊接时产生应变时效,将韧性一定程度上恢复。1998年制定的《钢制压力容器》中明确规定,筒状钢材的厚度要达到下列标准:碳素钢达到的的厚度不能低于圆筒内部直径的百分之三;别的钢的达到的厚度不能低于内部直径的百分之二点五。而且,那些冷成形与中温成形中制作的受压产品,要在成形之后实施热处理。
(2).焊缝与热影响区产生的脆化。对材料进行焊接时,加热与冷却往往不会十分均匀,便会产生不均匀的结构。焊缝与热影响区具有一定的脆性,这是是焊接接头里最薄弱的地方。焊接线的能量强度会对高强钢WM与HAZ性能产生较大影响,高强钢容易淬硬,线能量如果不高,HAZ会产生马氏体造成裂纹;线能量如果过高,WM与HAZ产生粗糙的晶粒,会造成焊接部位的脆化。线能量如果过高,调质钢而造成的HAZ脆化现象尤其明显。因而焊接作业时,要把线能量控制于合适的度量。
(3).焊接部位的热影响区产生的软化。因为焊接时的热作用,会造成部分地区强度降低,形成了一定的软化带。HAZ区的结构软化会因为焊接线热度的提升与预热温度的提升而恶化,不过通常的软化区的性能还是能够达到规定标准值的最低标准,因而这些钢材地热影响部位产生的软化现象,如果做到工艺合适,就不会降低焊接部位的正常使用。
三、当代新式高强材料的焊接特性
1、高强管线钢
高强管线钢指X70以上的钢级,至尽为止,X80是已建管线钢中使用的强度最高的管线钢。加拿大Ipsco钢铁公司在1998年年报中明确指出,该公司已成功进行了X90和X100SSAW钢管试生产,最终目标是生产各种规格的X100钢管。日本NKK、住友金属、新日铁、川崎制铁及欧洲钢管公司也相继研制成功X90和X100UOE钢管,正在研制X120钢管。
为保障管线的安全可靠性,在提高强度的同时,必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管,必须有很高的CVN。超贝氏体和超马氏体被誉为21世纪的管线钢,其钢级为X80~X100(贝氏体)、X100~X120(马氏体)。在成分设计上,大体上都是(超)的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V(Ti)系,有的还加入Mo、Ni、Cu等元素,因此,热影响区的韧性不会比较低强度的管线钢差,冷裂纹敏感性不大。对于强度高于600MPa的钢,焊接时要特别关注WM冷裂纹问题,尤其是现场对接环焊缝必须采用超低氢焊接材料。
2、超细晶粒钢
上世纪90年代,世界主要产钢国相继开展了新一代钢铁材料的研究,其中,尤以日本的“超级钢“计划、中国的“新一代钢铁材料重大基础研究”和韩国的“21世纪高性能结构钢”引起世界钢铁界的瞩目和热情参与。
在新一代钢铁材料的研究中,最引人注目的是超细晶粒的研究,通过超细晶粒(最小1mm)实现强度翻番的目标。超细晶粒钢焊接的最大问题就是HAZ的晶粒长大倾向,为解决这一问题,须采用激光焊、超窄间隙MAG焊、脉冲MAG焊等低热输入焊接方法。
参考文献
[1]王建利.高强钢的焊接工艺评定[J].云南水力发电,2007,(02).
[2]李明.高强钢的焊接[J].现代焊接,2005,(03).
[3]栗卓新,刘秀龙,李虹,李国栋.高强钢焊材及焊接性的国内外研究进展[J].新技术新工艺,2007,(05).
试论焊接技术
摘 要:焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中,通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。今天,随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用,研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,以进一步提高焊接质量。
关键词:焊接;金属;能量;技术
1、焊接技术概论
1.1焊接过程的物理本质
焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压。
1.2焊接的分类
金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。
1.2.1熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
1.2.2压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
1.2.3钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
1.2.4焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
1.2.5现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。
1.2.6未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
2、焊接-工业艺术
焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。本文对这一技术的出现与运用进行了分析。
2.1艺术创造与工艺方法永远是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。金属焊接艺术可以作为一种相对独立的艺术形式以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来,这是因为焊接具有艺术性。
2.2焊接可以产生丰富的艺术创作的表现语言。
焊接通常是在高温下进行的,而金属在高温下会产生许多美妙丰富的变化。金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。焊接缺陷是指焊接过程中,在焊接接头产生的不符合设计或工艺要求的缺陷。其表现形式主要有焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。这是个十分有趣的现象 :焊接的艺术性通常体现在一些工业焊接的失败操作之中,或者说蕴藏于一些工业焊接极力避免的焊接缺陷之中。其次,焊接艺术语言是独特的。选用不同的金属材料,使用不同的焊接工艺,焊接的艺术性可以在不同的金属艺术形式中发挥得淋漓尽致。
在焊接雕塑作品中,焊缝和割痕不是作为一种技术加工的痕迹被动地存在,而是以一种精彩的、不可或缺的表现语言着力地加以体现的。一件焊接雕塑,粗的焊缝裸露在雕塑表面,各种不规则的切割痕迹也变成了艺术家优美的艺术语言在很多情况下,由于焊接雕塑所追求的粗糙质朴的风格,金属的锈蚀、瑕疵也大多根据作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感觉到一种非雕琢的、原始的美。雕塑下部的钢板拼接处的焊缝很粗大,从焊接工艺的牢固性来看,这显然不仅仅是出于对雕塑结实程度的考虑,在这件雕塑中,下部几条扭曲的焊缝已经作为雕塑整体审美的一个重要因素而成为其不可缺少的一部分。从雕塑整体来看,不论是上半部分的文字造型,还是下半部分的肌理处理,到处有扭曲的焊接痕迹的出现,整个作品达到了整体视觉语言的统一。 手工等离子切割的方法,利用切割时电流的热量,使切割边缘产生热影响区,这样就给亮白色的不锈钢“染”上了一圈略带渐变的色彩。同时,通过对焊接规范的调节,割枪喷出的强烈气流会在切割钢板熔化的瞬间在切割边缘“吹”起一圈随机形成的肌理,在切割完成金属冷却后,固化为一道美丽的割痕,与中间平坦光亮的不锈钢板材形成了质感的对比。这种随机效果的形成过程带有一定的偶然性,但又是在一定的焊接规范下必然产生的现象。从尺寸的角度考虑,尺寸较大的焊接艺术壁饰可采用半自动CO2气体保护焊,较小的可采用手工钨极氩弧焊。
如果把一幅壁饰作品看成一幅画的话,画面中的点、线、面、黑、白、灰甚至颜色的处理都可以通过焊接的方法来实现。各种型号、各种材质的金属丝,应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。不同金属的颜色不同,不锈钢的亮银色、铝材的亚银色、碳钢的乌亮色,钛钢、青铜、紫铜、黄铜而且就钢材来说,不同的钢材在高温受热时会出现不同的颜色变化,即焊接热影响区不同。另外,切割也是焊接艺术壁饰创作的方法之一,既可以与焊接结合使用,也可以单独使用,这完全取决于创作者的创作意图和对工艺与效果的掌握程度。以上所述的这些方法综合起来,变化的丰富可想而知。
3、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的原因
3.1焊接切割作业时,尤其是气体切割时,由于使用压缩空气或氧气流的喷射,使火星、熔珠和铁渣四处飞溅(较大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方),当作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时,就可能会发生火灾和爆炸事故。
3.2在高空焊接切割作业时,对火星所及的范围内的易燃易爆物品未清理干净,作业人员在工作过程中乱扔焊条头,作业结束后未认真检查是否留有火种。
3.3气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发生器,工作前未按要求检查焊(割)炬、橡胶管路和乙炔发生器的安全装置。
4、焊接作业中发生火灾、爆炸事故的防范措施
4.1焊接切割作业时,将作业环境lOm范围内所有易燃易爆物品清理干净,应注意作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体,以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质,以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。
4.2高空焊接切割时,禁止乱扔焊条头,对焊接切割作业下方应进行隔离,作业完毕应做到认真细致的检查,确认无火灾隐患后方可离开现场。
4.3应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶,在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。
4.4对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理,对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。
4.5焊补燃料容器和管道时,应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时,置换应彻底,工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时,应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测,注意监护,要有安全组织措施。
作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
上述种种焊接缺陷的表现形式以及焊接热影响区,是通过一定规范下的焊接操作形成的,也只有通过焊接的方式才会产生这些艺术语言。焊接艺术作品的表面效果是其它金属加工工艺无法或者很难实现的,因而说焊接艺术具有独特的艺术性。
C. 焊接专业毕业论文
焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人术语标准的定义,工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator),具有三个或更多可编程的轴,用于工业自动化领域。为了适应不同的用途,机器人最后一个轴的机械接口,通常是一个连接法兰,可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接,切割或热喷涂。
随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展,自动弧焊机器人工作站, 从60年代开始用于生产以来,其技术已日益成熟,主要有以下优点:
1)稳定和提高焊接质量;
2)提高劳动生产率;
3)改善工人劳动强度,可在有害环境下工作;
4)降低了对工人操作技术的要求;
5)缩短了产品改型换代的准备周期,减少相应的设备投资。
因此,在各行各业已得到了广泛的应用。
[编辑本段]焊接机器人的组成
焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源,(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。
焊接机器人的主要结构形式及性能
世界各国生产的焊接用机器人基本上都属关节机器人,绝大部分有6个轴。其中,1、2、3轴可将末端工具送到不同的空间位置,而4、5、6轴解决工具姿态的不同要求。焊接机器人本体的机械结构主要有两种形式:一种为平行四边形结构,一种为侧置式(摆式)结构,如图2a、b所示。侧置式(摆式)结构的主要优点是上、下臂的活动范围大,使机器人的工作空间几乎能达一个球体。因此,这种机器人可倒挂在机架上工作,以节省占地面积,方便地面物件的流动。但是这种侧置式机器人,2、3轴为悬臂结构,降低机器人的刚度,一般适用于负载较小的机器人,用于电弧焊、切割或喷涂。平行四边形机器人其上臂是通过一根拉杆驱动的。拉杆与下臂组成一个平行四边形的两条边。故而得名。早期开发的平行四边形机器人工作空间比较小(局限于机器人的前部),难以倒挂工作。但80年代后期以来开发的新型平行四边形机器人(平行机器人),已能把工作空间扩大到机器人的顶部、背部及底部,又没有测置式机器人的刚度问题,从而得到普遍的重视。这种结构不仅适合于轻型也适合于重型机器人。近年来点焊用机器人(负载100~150kg)大多选用平行四边形结构形式的机器人。
上述两种机器人各个轴都是作回转运动,故采用伺取电机通过摆线针轮(RV)减速器(1~3轴)及谐波减速器(1~6轴)驱动。在80年代中期以前,对于电驱动的机器人都是用直流伺服电机,而80年代后期以来,各国先后改用交流伺服电机。由于交流电机没有碳刷,动特性好,使新型机器人不仅事故率低,而且免维修时间大为增长,加(减)速度也快。一些负载16kg以下的新的轻型机器人其工具中心点(TCP)的最高运动速度可达3m/s以上,定位准确,振动小。同时,机器人的控制柜也改用32位的微机和新的算法,使之具有自行优化路径的功能,运行轨迹更加贴近示教的轨迹。
点焊机器人的特点
(1)点焊机器人的基本功能 点焊对所用的机器人的要求是不很高的。因为点焊只需点位控制,至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求。这也是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力,而且在点与点之间移位时速度要快捷,动作要平稳,定位要准确,以减少移位的时间,提高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力,取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳,30~45kg负载的机器人就足够了。但是,这种焊钳一方面由于二次电缆线长,电能损耗大,也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接;另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动,电缆的损坏较快。因此,目前逐渐增多采用一体式焊钳。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载能力,能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接,一般都选用100~150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。这对电机的性能,微机的运算速度和算法都提出更高的要求。
(2)点焊机器人的焊接装备 点焊机器人的焊接装备,由于采用了一体化焊钳,焊接变压器装在焊钳后面,所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流,而对于容量较大的变压器,已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600~700Hz交流,使变压器的体积减少、减轻。变压后可以直接用600~700Hz交流电焊接,也可以再进行二次整流,用直流电焊接。焊接参数由定时器调节,参见图1b。新型定时器已经微机化,因此机器人控制柜可以直接控制定时器,无需另配接口。点焊机器人的焊钳,通常用气动的焊钳,气动焊钳两个电极之间的开口度一般只有两级冲程。而且电极压力一旦调定后是不能随意变化的。近年来出现一种新的电伺服点焊钳,如图4所示。焊钳的张开和闭合由伺服电机驱动,码盘反馈,使这种焊钳的张开度可以根据实际需要任意选定并预置。而且电极间的压紧力也可以无级调节。这种新的电伺服点焊钳具有如下优点:
1)每个焊点的焊接周期可大幅度降低,因为焊钳的张开程度是由机器人精确控制的,机器人在点与点之间的移动过程、焊钳就可以开始闭合;而焊完一点后,焊钳一边张开,机器人就可以一边位移,不必等机器人到位后焊钳才闭会或焊钳完全张开后机器人再移动;
2)焊钳张开度可以根据工件的情况任意调整,只要不发生碰撞或干涉尽可能减少张开度,以节省焊钳开度,以节省焊钳开合所占的时间。
3)焊钳闭合加压时,不仅压力大小可以调节,而且在闭合时两电极是轻轻闭合,减少撞击变形和噪声。
弧焊机器人的特点
(1)弧焊机器人的基本功能 弧焊过程比点焊过程要复杂得多,工具中心点(TCP),也就是焊丝端头的运动轨迹、焊枪姿态、焊接参数都要求精确控制。所以,弧焊用机器人除了前面所述的一般功能外,还必须具备一些适合弧焊要求的功能。
虽然从理论上讲,有5个轴的机器人就可以用于电弧焊,但是对复杂形状的焊缝,用5个轴的机器人会有困难。因此,除非焊缝比较简单,否则应尽量选用6轴机器人。
弧焊机器人除前面图2提及的在作“之”字形拐角焊或小直径圆焊缝焊接时,其轨迹应能贴近示教的轨迹之外,还应具备不同摆动样式的软件功能,供编程时选用,以便作摆动焊,而且摆动在每一周期中的停顿点处,机器人也应自动停止向前运动,以满足工艺要求。此外,还应有接触寻位、自动寻找焊缝起点位置、电弧跟踪及自动再引弧功能等。
(2)弧焊机器人用的焊接设备 弧焊机器人多采用气体保护焊方法(MAG、MIG、TIG),通常的晶闸管式、逆变式、波形控制式、脉冲或非脉冲式等的焊接电源都可以装到机器人上作电弧焊。由于机器人控制柜采用数字控制,而焊接电源多为模拟控制,所以需要在焊接电源与控制柜之间加一个接口。近年来,国外机器人生产厂都有自己特定的配套焊接设备,这些焊接设备内已经播人相应的接口板、所以在图1a中的弧焊机器人系统中并没有附加接口箱。应该指出,在弧焊机器人工作周期中电弧时间所占的比例较大,因此在选择焊接电源时,一般应按持续率100%来确定电源的容量。
送丝机构可以装在机器人的上臂上,也可以放在机器人之外,前者焊枪到送丝机之间的软管较短,有利于保持送丝的稳定性,而后者软管校长,当机器人把焊枪送到某些位置,使软管处于多弯曲状态,会严重影响送丝的质量。所以送丝机的安装方式一定要考虑保证送丝稳定性的问题。
焊接机器人的应用
1. 焊接机器人工作站(单元)
如果工件在整个焊接过程中无需变位,就可以用夹具把工件定位在工作台面上,这种系统既是最简单不过的了。但在实际生产中,更多的工件在焊接时需要变位,使焊缝处在较好的位置(姿态)下焊接。对于这种情况,变位机与机器人可以是分别运动,即变位机变位后机器人再焊接;也可以是同时运动,即变位机一边变位,机器人一边焊接,也就是常说的变位机与机器人协调运动。这时变位机的运动及机器人的运动复合,使焊枪相对于工件的运动既能满足焊缝轨迹又能满足焊接速度及焊枪姿态的要求。实际上这时变位机的轴已成为机器人的组成部分,这种焊接机器人系统可以多达7-20个轴,或更多。最新的机器人控制柜可以是两台机器人的组合作12个轴协调运动。其中一台是焊接机器人、另一台是搬运机器人作变位机用。
对焊接机器人工作站进一步细分,可得以下四种:
1.1 箱体焊接机器人工作站是专门针对箱柜行业中,生产量大,焊接质量及尺寸要求高的箱体焊接开发的机器人工作站专用装备。
箱体焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。该工作站适用于各式箱体类工件的焊接,在同一工作站内通过使用不停的夹具可实现多品种的箱体自动焊接,焊接的相对位置高。由于采用双工位变位机,焊接的同时,其他工位可拆装工件,极大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脉冲过渡或CMT冷金属过渡焊接工艺方式进行焊接,使焊接过程中热输入量大大减少,保证产品焊接后不变形,通过调整焊接规范和机器人焊接姿态,保证产品焊缝质量好,焊缝美观,特别对于密封性要求高的不锈钢气室,焊接后保证气室气体不泄露。通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工作夹具,可实现多个品种箱体的自动焊接。
用不同工作范围的弧焊机器人和相应尺寸的变位机,工作站可以满足焊缝长度在2000mm左右的各类箱体的焊接要求。焊接速度3-10mm/s,根据箱体基本材料,焊接工艺采用不同类型的气体保护焊。该工作站还广泛用于电力、电气、机械、汽车等行业。
1.2 不锈钢气室机器人柔性激光焊接加工设备是针对不锈钢焊接变形量比较大,密封性要求高的箱体类工件焊接开发的的柔性机器人激光焊接加工设备。 该加工设备是由机器人、激光发生器机组、水冷却机组、激光扫描跟踪系统、柔性变位机、工装夹具、安全护栏、吸尘装置和控制系统等组成,通过设置控制系统中的品种选择参数并更换工装夹具,可实现多个品种的不锈钢气室类工件的自动焊接。
1.3 轴类焊接机器人工作站是专门针对低压电器行业中万能式断路器中的转轴焊接开发的专用设备,推出了一套专用的转轴焊接机器人工作站。
轴类焊接机器人工作站由弧焊机器人、焊接电源、焊枪送丝机构、回转双工位变位机、工装夹具和控制系统组成。该工作站用于以转轴为基体(上置若干悬臂)的各类工件的焊接,在同一工作站内通过使用不同的夹具可实现多品种的转轴自动焊接。焊接的现对位置精度很高。由于采用双工位变位机,焊接的同时,其他工位可拆装工件,极大的提高了效率。
技术指标:转轴直径:Ф10-50mm,长度300-900mm,焊接速度3-5mm/s,焊接工艺采用MAG混合气体保护焊,变位机回转,变位精度达0.05mm。
广泛应用于高质量、高精度的以转轴的各类工件焊接,适用于电力、电气、机械、汽车等行业。如果采用手工电弧焊进行转轴焊接,工人劳动强度极大,产品的一致性差,生产效率低,仅为2-3件/小时。采用自动焊接工作站后,产量可达到15-20件/小时,焊接质量和产品的一致性也大幅度的提高。
轴类焊接机器人工作站 低压电器转轴
1.4 机器人焊接螺柱工作站
机器人焊接螺柱工作站针对复杂零件上具有不同规格螺柱采用机器人将螺柱焊接到工件上。该工作站主要由机器人、螺柱焊接电源、自动送钉机、机器人自动螺柱焊枪、变位机、工装夹具、自动换枪装置、自动检测软件、控制系统和安全护栏等组成,通过自动送钉机将螺柱送到机器人自动焊枪里面,通过编程将机器人在工件上示教的路径,将不同规格的螺柱焊接到工件上。可以采用储能焊接或拉弧焊接将螺柱牢牢的焊接到工件上,保证焊接精度和焊接强度。焊接效率大约3-10个/分钟,螺柱规格:直径3-8mm,长度:5-40mm。
2. 焊接机器人生产线
焊接机器人生产线比较简单的是把多台工作站(单元)用工件输送线连接起来组成一条生产线。这种生产线仍然保持单站的特点,即每个站只能用选定的工件夹具及焊接机器人的程序来焊接预定的工件,在更改夹具及程序之前的一段时间内,这条线是不能焊其他工件的。
另一种是焊接柔性生产线(FMS-W)。柔性线也是由多个站组成,不同的是被焊工件都装卡在统一形式的托盘上,而托盘可以与线上任何一个站的变位机相配合并被自动卡紧。焊接机器人系统首先对托盘的编号或工件进行识别,自动调出焊接这种工件的程序进行焊接。这样每一个站无需作任何调整就可以焊接不同的工件。焊接柔性线一般有一个轨道子母车,子母车可以自动将点固好的工件从存放工位取出,再送到有空位的焊接机器人工作站的变位机上。也可以从工作站上把焊好的工件取下,送到成品件流出位置。整个柔性焊接生产线由一台调度计算机控制。因此,只要白天装配好足够多的工件,并放到存放工位上,夜间就可以实现无人或少人生产了。
工厂选用哪种自动化焊接生产形式,必须根据工厂的实际情况及素要而定。焊接专机适合批量大,改型慢的产品,而且工件的焊缝数量较少、较长,形状规矩(直线、圆形)的情况;焊接机器人系统一般适合中、小批量生产,被焊工件的焊缝可以短而多,形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多,每批数量又很少的情况,目前国外企业正在大力推广无(少)库存,按订单生产(JIT)的管理方式,在这种情况下采用柔性焊接线是比较合适的。
焊接机器人在汽车生产中应用
焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业,汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接,尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量,因而甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的运动时间也大为缩短。该公司最近推出一种高度低的点焊机器人,用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起,共同对车体上部进行加工,从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件,主要构件采用冲压焊接,板厚平均为1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接头形式为主,焊接质量要求相当高,其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后,大大提高了焊接件的外观和内在质量,并保证了质量的稳定性和降低劳动强度,改善了劳动环境。
D. 电焊焊接技术手法论文怎么写
在当今技术型社会发展中,电焊焊接技术在一些行业中的应用十分的广泛。我整理了电焊焊接技术论文,欢迎阅读!
电焊焊接技术论文篇二:《电焊焊接技术的研究》
摘要:在当今社会发展中,电焊焊接技术的应用非常的广泛,无论是在建筑工程项目中还是在工业生产当中,都极为常见,同时也它促使了各种不同类型和种类的电焊机具的优化和更新。基于这种社会背景下,做好电焊焊接技术研究深受社会各界人士重视,也是未来生产领域关注的核心内容。
关键词:焊接;金属;技术 焊接检测
1 焊接技术概论
1.1焊接过程的物理本质
焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.促使原子和分子之间产生结合和扩散的 方法 是加热或加压,或同时加热又加压。
1.2焊接的分类
金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。
1.2.1熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率;又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
1.2.2压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损,和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。
1.2.3钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
1.2.4焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用,而发生组织和性能变化,这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同,焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象,也使焊件性能下降,恶化焊接性。这就需要调整焊接条件,焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外,焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
1.2.5现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
搭接接头的焊前准备工作简单,装配方便,焊接变形和残余应力较小,因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说,搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝,这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中;焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。角接头承载能力低,一般不单独使用,只有在焊透时,或在内外均有角焊缝时才有所改善,多用于封闭形结构的拐角处。焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻,对于交通运输工具来说可以减轻自重,节约能量。焊接的密封性好,适于制造各类容器。发展联合加工工艺,使焊接与锻造、铸造相结合,可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料,焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料,充分发挥各种材料的特长,达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少,而且日益重要的加工工艺方法。
1.2.6未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
2 焊接检测
焊接缺陷:焊接检测目的是发现焊接缺陷。焊接缺陷是指焊接接头中的不连续性、不均匀性以及 其它 各种不完整性,有时也叫焊接欠缺。我们介绍焊接缺陷几种常见的形式、形成原因和应对方法:
焊接变形和焊接应力。焊接接头局部位置加热与冷却是不均匀的,局部位置的各部分金属处于从液态→塑性状态→弹性状态的不同状态,并随着热源和温度的变化而发生变化,因而在焊接过程中产生了焊接变形和焊接应力。焊件降温到室温时留存在焊件中的变形和应力一般称为焊接残余变形和焊接残余应力。焊接变形会降低组装件装配质量、造成焊接错边、降低接头性能和结构承载能力,易产生附加应力,增加制造成本。其应对 措施 为合理设计、减少焊缝数量及尺寸、预留收缩量、反向变形、刚性固定等。焊接应力会降低结构强度、稳定性、疲劳强度,增加构件脆性断裂概率,减少焊接应力一般的方法有合理设计、减少焊缝尺寸和长度、避免焊缝过分集中、采用刚性较小的接头形式、缩小焊接区与结构整体的温差、采用合理的焊接顺序和方向等等。
气孔。在焊接区中分别来自焊接材料、空气、焊丝和母材表面杂质和高温蒸发形成的各种CO、CO2、H2、O2、N2气体未完全逸出,在金属凝固前残存于焊缝中形成了气孔。它会降低塑性和强度、减少焊缝有效截面积,引起泄漏,可以采取封闭焊接场所防止穿堂风、烘干焊条、清洁波口两侧、控制氩气流量、选择设备性能稳定且标定合格的焊接设备等措施来进行防治。
结束语
作为一种工业技术,焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下所产生的独特美妙的变化也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。在今天的金属艺术创作中,焊接可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
电焊焊接技术论文篇二:《谈垂直气电焊技术》摘要:垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺,具有焊接效率高,焊接热源集中等特点,是一种更加先进的焊接工艺 由于垂直气电焊焊接线能量大,因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时,对钢材品质有更高的要求,具有巨大的发展空间钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点,采用垂直气电焊技术冲击性能更好,并且更加稳定,焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低,适合在垂直气电焊工艺中使用。
关键词:垂直气 电焊 技术
垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺,具有焊接效率高,焊接热源集中等特点,是一种更加先进的焊接工艺 由于垂直气电焊焊接线能量大,因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时,对钢材品质有更高的要求,具有巨大的发展空间钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点,采用垂直气电焊技术冲击性能更好,并且更加稳定,焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低,适合在垂直气电焊工艺中使用。
1.垂直气电焊工艺
1.1垂直气电焊技术简介
垂直气电焊设备主要由机头和靠永久磁铁吸附于钢板上并带齿条的铝合金导轨、水冷循环装置、半自动CO2焊接电源和送丝机构组成。焊枪和铜滑块装在小车上,沿着由磁性固定在钢板上的齿条导轨垂直向上运行,其正面用通水冷却的铜滑块,背面用固定的通水冷却铜衬垫或陶瓷衬垫,正反面强迫一次成形,可焊接板厚9-22mm。
垂直气电焊技术是一种大热输入的高效焊接工艺,具有焊接效率高,焊接热源集中等特点,可实现自动化焊接。与传统焊接工艺如埋弧自动焊手工电弧焊等相比,其焊接热源更加集中,焊接线能量比传统焊接工艺更大,是一种更加先进的焊接工艺。
由于垂直气电焊焊接线能量是传统焊接工艺的3~4倍,目前普通正火钢或轧制钢,采用垂直气电焊工艺会使得焊接接头脆化,降低接头的弹塑性,因此在应用垂直气电焊等大热输出焊接工艺时,对钢材品质有更高的要求。
垂直气电焊焊接设备主要由以下几部分组成:带齿条的靠永磁铁吸附在钢板上的铝合金导轨;机头;送丝机构;CO2半自动焊接电源;水冷循环装置;机头垂直气电焊工艺操作
1.2 影响垂直气电焊焊接性能的因素
1.2.1 焊前准备和焊接操作
焊前应首先检查全套设备的运行状况,若焊接时中途熄弧,必须对接头进行彻底修补。为保证随机头一起上升的铜滑块顺利畅通,板边差应控制在2mm以内,坡口两侧40mm范围内高出钢板表面的横向焊缝、增强高和马脚均须铲平,还应清除铁锈、水分、油污等,以免影响焊接质量。反面的衬垫应对中并贴紧钢板。为控制钢板在大线能量焊接状态下的焊接变形及装配间隙的收缩,装配马应保证一定的高度和宽度,装配马间距应在300-400mm范围内。
1.2.2 坡口角度和间隙
坡口角度的控制应随板厚而定,为了使坡口宽度与正面铜滑块的槽宽相适应,板厚增加,坡口角度应相对减小,20-25mm板厚的坡口角一般为35°-40°。间隙根据反面衬垫槽宽一般控制在(6±2)mm。间隙或坡口过小,不仅反面焊缝成形差,而且焊缝成形系数不良,影响接头性能。间隙或坡口过大,均会造成焊缝填充量的增多,焊接速度减慢,线能量增大,从而影响接头冲击韧性。
1.2.3 焊接电流和焊接电压
垂直气电焊采用焊材直径为φ16mm的药芯焊丝,且正反面焊缝一次成形,因此焊接规范比较大。根据不同板厚,焊接电流一般应控制在340-380A,过小会造成熔合不良,过大会导致电弧不稳。焊接电压过小,焊接过程中飞溅增多,且熔宽太窄,造成正面焊缝未熔合,若电压太大,易造成咬边。不同的药芯焊丝,因熔敷率不同,电流电压的匹配性也存在差异,应适当调整。
2.垂直气电焊技术在油田的应用
2.1垂直气电焊技术在油田应用性能
随着钻采技术的不断发展,钻采设备的不断更新,对连续油管 高压喷射管滤砂管等钻采工具的焊接工艺有了新的要求,石油行业应用垂直自动气电焊技术,能够提高钻采设备的焊接质量和焊接效率,具有巨大的发展空间。
垂直气电焊的性能影响因素主要有:
2.1.1电焊丝的伸出长度
垂直气电焊的机头上升的速度是依靠焊丝伸出长度来控制的,因此焊丝的伸出长度在固定焊枪位置的条件下就决定着熔池在焊接过程中的高低焊丝伸出过长会导致焊接性能下降,接头抗冲击韧性下降,甚至焊穿钢材;焊丝伸出过短会导致滑块气口堵塞甚至造成导电嘴短路适合的焊丝伸出长度应该在30~55mm的范围内。
2.1.2焊接电压和电流
由于垂直气电焊正反面焊缝一次成型,其焊丝为直径1.6mm药芯焊丝,因而其采用较大的焊接规范 焊接电流根据钢材厚度不同在340~380A之间适当选择,电压与电流之间应合理匹配。
2.1.3焊丝摆动和焊丝停留时间
对于厚度不同的钢材应有不同的摆动和停留时间,摆动幅度和停留时间视电弧位置而定 合理的摆动和停留能够有利于焊接性能的提高钢材特性焊接接头的焊接性能主要由钢材的性能而定。
2.2不同钢材的垂直气电焊焊接效果
采用垂直气电焊技术,对国产正火钢、国产TMCP钢进行垂直气电焊实验,钢较正火钢相比,其冲击性能更好,并且更加稳定,焊接质量好而且对大热输入的敏感性比较低具有低温高韧性的特点,适合在垂直气电焊工艺中使用。
3.结论
垂直气电焊是一种可实现自动化的大热输入的高效焊接工艺,是比传统埋弧自动焊手工电弧焊焊接热源更集中,焊接线能量更大,更加高效的先进工艺本文通过研究石油行业垂直自动气电焊的应用,分析其影响因素,同时分析不同钢材的垂直气电焊焊接情况,进一步指出TMCP钢因其具有热敏性小且低温高韧性的特点,适合在垂直气电焊工艺中使用。
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E. 焊接技术论文
对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但缺口冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。
关键词:超细晶粒钢:焊接:晶粒长大:粗织
中图分类号:TG401 文献标识码:A 文章编号:0253-360X(2001)06-01-03
0序言
在国家重大规划基础研究项目"新一代钢铁材料重大基础研究"中,将通过晶粒超细化实现钢材强度韧性提高一倍的目标。对于超细晶粒钢而言,热影响区(HAZ)晶粒粗化导致的性能恶化及不适当焊接热输入导致的HAZ软化将是最主要的问题。研究焊接热循环对母材组织、性能的影响规律及研究适合超细晶粒钢的新型焊接技术和工艺是非常必要的。
日本在其"超级钢"规划中,将超级钢焊接技术作为三个研究主题之一,在800MPa级高强度课题中更将焊接置于极其重要的位置[1,2]。韩国在新世纪高性能结构钢中也非常重视超细晶粒钢的焊接问题[3],为使焊接接头具有90%以上的母材性能(强度、韧性),从焊接技术、焊接材料和焊接工艺三个方向全面开展工作。
作者对超细晶粒钢焊接热影响区晶粒长大规律进行了初步的研究,进行了脉冲MAG、激光焊等方法对超细晶粒钢的适应性研究,以及利用焊后特殊处理技术提高焊接接头性能的探索性研究工作。
1 试验用超细晶粒钢及试验研究
试验用材为400MPa级课题组在宝钢轧制的SS400热轧钢板,该材料的研究目标是通过晶粒细化使屈服强度提高一倍,板厚3mm,其化学成分和力学性能如表1和表2所示。材料的原始铁素体尺寸为6~8μm。
在本研究中,用焊接热模拟试验研究了焊接热影响区的晶粒长大规律,研究了400MPa级超细晶粒钢的脉冲MAG焊接适应性、热影响区组织及焊接接头力学性能。
2 超细晶粒钢的HAZ晶粒长大趋势和组织及性能
为研究焊接热循环对超细晶粒钢的影响,利用Gleeble-1500焊接热模拟试验机对试验材料进行了焊接热模拟试验,试验设计如下。 (1) 加热峰值温度固定Tp=1350℃改变冷却速度t8/5从3~24S,模拟在不同焊接热输入条件下热影响区粗晶区的组织和性能。 (2) 冷却速度固定t8/5=5s,改变峰值温度Tp从1400~650℃,模拟在同一焊接热输入条件下,焊接热影响区不同部位的组织和性能。 焊接热模拟试验结果如图1所示。图1a为焊接热输入对粗晶区原始奥氏体晶粒尺寸的影响,在峰值温度为1350℃时,随着t8/5逐渐增加,即随着焊接热输入的增加,热影响区粗晶区的原奥氏体粒径不断增加,当t8/5为20s时,奥氏体粒径达到170μm,这说明超细晶粒钢焊接热影响区晶粒长大倾向严重,奥氏体粒径受t8/5的影响很大,在条件允许的情况下,应尽可能采用低热输入焊接,加快焊接冷却速率。图1b为t8/5=5s时峰值温度对原始奥氏体晶粒尺寸的影响,当Tp介于1100~1200℃时,奥氏体粒径明显开始粗化,可把这个温度区间作为SS400钢的粗化温度。当Tp>1350℃时,奥氏体晶粒不再继续粗化,而奥氏体晶粒有所减小,这有可能是因为在奥氏体晶界局部熔化导致晶粒尺寸有所减小。图1c、d为显微硬度测量结果。由上面图表的数据可以得出:随着t8/5增加,热影响区粗晶区的硬度逐渐降低并趋于平稳,当t8/5=3s时,硬度最大。当t8/5=5s时,随着峰值温度Tp的升高,其显微硬度逐渐增加,当Tp=1400℃时,其硬度达到最大。经t8/5=5s,不同峰值温度的焊接热模拟后,SS400钢的整个热影响区硬度都不低于母材,于是可以预言:当t8/5时,SS400钢的热影响区不会出现软化现象。
Fig.1 Welding thermal simulation test results
因超细晶粒钢主要是在形变条件下获取细晶的,不能通过热处理手段来恢复,所以焊后HAZ会出现软化,尤其当高热输入时,就更加明显。不过这种局部软化对接头整体强度的影响是受其它因素控制的,如局部软化区的宽度、板厚和焊缝强度匹配等因素。三种规范下的SS400接头拉伸均断在母材,说明至少当t8/5<10s时,SS400钢接头中的HAZ不存在软化问题。从接头的硬度分布(图2)也可看出SS400钢5号接头的热影响区不存在软化问题,这一点与焊接热模拟试验结果一致。