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所屬欄目:冶金論文 發布日期:2011-06-03 08:15 熱度:
摘要:鋼結構焊接中會出現一些常見問題,諸如局部變形、工件側彎、焊縫過多、工件扭曲以及焊接位置不對稱等等,這些問題的出現有焊工技術不過硬的因素,也有材料質量較差的問題,因此,我們應該對癥下藥,分析其原因并找出相應的處理方法。
關鍵詞:鋼結構焊接;問題;處理方法
引語
鋼結構焊接是一項很普遍的加工程序,在機械加工行業有著很廣泛的用途,正確掌握焊接方法對保證加工零件質量有著重要的意義。在工作中,我們要在實踐與理論的結合上不斷思考與總結,熟練掌握焊接操作過程中的要點,提高焊接質量。
一、預防措施
鋼結構焊接設計環節就要做好準備工作,如安排好合理的焊接順序,這樣可以有效減少變形情況的出現,還要對稱設置焊縫,盡量減少后期焊接過程中的交叉或密集焊縫問題等等,具體來說,有以下幾點注意事項:
1、針對尺寸大、又焊縫多的鋼結構材料,應該采取間隔性的焊接,如分段焊接方式,并合理分配電流、焊接速度以及焊接方向。
2、針對一些形狀不對稱的鋼結構材料,應該先焊接小部件,待其完全變形后,再采取裝配焊接手段,從而完成整體鋼結構材料的焊接,這樣可以有效防止整體變形問題。
3、在進行焊接操作的時候,應時常翻動,調和整體上的變形,促使其力量互相抵消。
4、手工焊接較長焊縫時,應采用分段進行間斷焊接法,由工件的中間向兩頭退焊,焊接時人員應對稱分散布置,避免由于熱量集中引起變形。
5、對于焊后易產生角變形的零部件,應在焊前進行預變形處理,如鋼板V形坡口對接,在焊接前應將接口適當墊高,這樣可使焊后變平。
6、通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形,加固件的位置應設在收縮應力的反面。
二、焊接施工
1、焊接方法選擇
焊接是鋼結構使用最主要的連接方法之一。在鋼結構制作和安裝領域中,廣泛使用的是電弧焊。在電弧焊中又以藥皮焊條手工焊條、自動埋弧焊、半自動與自動CO2氣體保護焊為主。
2、焊接工藝要點
(1)焊接工藝設計確定焊接方式、焊接參數及焊條、焊絲、焊劑的規格型號等。
(2)焊條烘烤焊條和粉芯焊絲使用前必須按質量要求進行烘焙,低氫型焊條經過烘焙后,應放在保溫箱內隨用隨取。
(3)定位點焊焊接結構在拼接、組裝時要確定零件的準確位置,要先進行定位點焊。定位點焊的長度、厚度應由計算確定。電流要比正式焊接提高10%~15%,定位點焊的位置應盡量避開構件的端部、邊角等應力集中的地方。
(4)焊前預熱預熱可降低熱影響區冷卻速度,防止焊接延遲裂紋的產生。預熱區在焊縫兩側,每側寬度均應大于焊件厚度的1.5倍以上,且不應小于100mm。
(5)焊接順序確定一般從焊件的中心開始向四周擴展;先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮小的焊縫;盡量對稱施焊;焊縫相交時,先焊縱向焊縫,待冷卻至常溫后,再焊橫向焊縫;鋼板較厚時分層施焊。
(6)焊后熱處理焊后熱處理主要是對焊縫進行脫氫處理,以防止冷裂紋的產生。后熱處理應在焊后立即進行,保溫時間應根據板厚按每25mm板厚1h確定。預熱及后熱均可采用散發式火焰槍進行。
3、焊縫質量檢查
鋼結構焊縫質量應根據不同要求分別采用外觀檢查、超聲波檢查、射線探傷檢查、浸滲探傷檢查、磁粉探傷檢查等。碳素結構鋼應在焊縫冷卻至環境溫度,低合金結構鋼應在焊接完成24h以后,進行焊縫探傷檢查。
三、焊件的變形
焊接應力的存在會引起焊件的變形。焊接變形的基本類型有以下幾種:
(1)縱向和橫向收縮變形
(2)角變形
(3)彎曲變形
(4)扭曲變形
(5)波浪變形
預防和減少焊接變形的工藝措施可以采用對稱結構或大剛度結構、焊縫對稱分布結構;還可以采用反變形措施或剛性夾持方法;另外,還可以火焰加熱矯正法,即利用氧-乙炔火焰在焊件適當部位上加熱,使工件在冷卻時產生相反方向的塑性變形,以消除焊接所產生的變形。
針對裂紋情況,焊接應力過大的嚴重后果是使焊件產生裂紋。焊接裂紋存在于焊縫或熱影響區的熔合區中,而且往往是內裂紋,危害極大。因此,對重要焊件,焊后應進行焊接接頭的內部探傷檢查。焊件產生裂紋也與焊接材料的成分(如硫、磷含量高)、焊縫金屬的結晶特點(結晶區間要小)和含氫量的多少有關。
四、焊縫的開裂
1、產生原因
1)焊件的含碳量過高或硫、磷成分過高及分布不均勻。
2)焊條質量差或采用于母材強度、性能相差懸殊的焊條焊接,造成強度不夠被拉裂。
3)定位點焊數量太少或零件本身存在較大誤差,組裝不上,采取強制變形焊接造成應力過大將焊縫拉裂。
4)剛度大的工件焊接范圍順序和方向選用不當。
5)厚度大的工件未進行預熱或在低溫下焊接使焊縫冷脆。
6)由于結構本身存在缺口,引起嚴重應力集中。
7)工件焊接后受到強烈的沖擊振動。
2、預防措施
1)嚴格檢查焊件的材質,控制硫磷的含量在允許的范圍內。
2)正確選用于母材相適應的焊條、焊劑。
3)合理設置定位點焊接的數量,避免在強制變形下定位焊接,不使焊接應力過大。
4)根據結構情況,正確選定焊接順序和方向,先焊收縮量大的焊縫。
5)在低溫下焊接厚焊件,應將母材進行預熱,焊后保溫緩冷卻。
6)改進設計結構,避免缺口,減少應力集中。
7)已焊工件在運輸、堆放、吊裝過程中,嚴防強烈碰撞、振動。
8)適當提高焊縫形狀系數。采用對稱、分段、多道、多層、間斷焊法,消除焊縫應力,提高焊縫強度。
參考文獻:
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文章標題:鋼結構焊接中存在的問題及處理方法
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