單面焊雙面成形質(zhì)量差的原因及防止措施畢業(yè)論文

1、目 錄 摘 要1 前 言2 1 單面焊雙面成形技術的概念3 2 單面焊雙面成形常見的焊接缺陷3 2.1 尺寸上的缺陷3 2.2 結(jié)構(gòu)上的缺陷3 2.3 性質(zhì)上的缺陷3 3 單面焊雙面成形質(zhì)量差引起的問題3 3.1 增加消耗，降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命3 3.2 焊接缺陷會給結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來威脅，引起安全事故3 4 單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析3 4.1 焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差3 4.2 工藝因素對單面焊雙面成形焊接質(zhì)量的影響4 4.2.1 焊接電流 4 4.2.2 焊接速度 4 4.2.3 電弧電壓 4 4.2.4 焊接層數(shù)選擇不當 5 4.2.5 焊條類形及焊條直徑的影響 5

2、 4.3 操作因素5 5 防止單面焊雙面成形焊接產(chǎn)生焊接缺陷的措施5 5.1 作好焊前準備5 5.2 焊接操作6 5.2.1 選擇合適的工藝參數(shù) 6 5.2.2 焊工技術水平 6 結(jié) 論 7 參考文獻8 謝 辭9 單面焊雙面成形質(zhì)量差的原因及防止措施單面焊雙面成形質(zhì)量差的原因及防止措施 摘摘 要要 單面焊雙面成形的焊接質(zhì)量受到了焊接設備、焊材工藝流程、操作技術水平的限制。本文詳細的介紹了焊接電源、 焊接電流、焊接速度、電弧電壓、焊接層數(shù)、焊條類形、焊條直徑等工藝因素對單面焊雙面成形技術焊接質(zhì)量的影響和造 成的相關缺陷。詳細的分析了單面焊雙面成形技術焊接質(zhì)量差所引起的一系列問題及造成質(zhì)量差的原因

3、，提出了相應的防 止措施，解決單面焊雙面成形技術的缺陷，使單面焊雙面成形技術進一步完善，加以推廣，并對單面焊雙面成形作業(yè)具有 一定的指導作用。 關鍵詞關鍵詞 單面焊雙面成形，焊接，質(zhì)量，原因，措施 taketake offoff toto wantwantwelding of one side soldering two-sided forming the mass was subjected to weld an equipment, soldering material process flow, operate the restriction of technique horizonta

4、l.this text introduced to weld power supply, weld current, weld velocity, give or get an electric shock arc voltage and weld the impact that the craft factors, such as number, welding rod shape and welding rod diameter.etc. welds mass vs the one side soldering two-sided forming technique and result

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7、工電弧焊仍占有不可替 代的地位。尤其在小直徑容器和管道的焊接方面，單面焊雙面成形焊接技術的作用更顯突出。優(yōu)質(zhì)的單面焊雙面成形焊接 的焊縫表面應圓滑過渡至母材，表面不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤、咬邊等缺陷，焊縫內(nèi)部同樣不允許有缺陷。 但焊接過程中由于設備、材料、工藝及操作等原因，使得形成的焊縫達不到質(zhì)量要求，從而對結(jié)構(gòu)的工作質(zhì)量和使用壽命 產(chǎn)生嚴重的影響。 1.單面焊雙面成形技術的概念 單面焊雙面成形技術是采用普通焊條，在不需要任何輔助措施條件下，只是坡口根部在進行組裝定位焊時，應按焊接 的不同操作手法留出不同的間隙，在坡口的正面進行焊接，就會在破口的正、背兩面都能得到均勻整齊、成形良好

8、，符合 質(zhì)量要求的焊縫。這種方法主要適用于板材對接接頭、管狀對接接頭和騎座式管板接頭。是鍋爐、壓力容器焊工應熟練掌 握的操作技能1。 2.單面焊雙面成形常見的焊接缺陷 2.1 尺寸上的缺陷 包括焊接結(jié)構(gòu)的尺寸誤差和焊縫形狀不佳等。焊縫外表高低不平和波紋粗劣，焊縫寬度不均勻、太寬或太窄，焊縫余 高過低或過高，角焊縫焊腳尺寸不等都屬于焊縫尺寸及形狀不符合要求。這些缺陷不僅使焊縫成形不美，而且容易造成應 力集中,影響焊縫與母材的結(jié)合強度。 2.2 結(jié)構(gòu)上的缺陷 包括氣孔、夾渣、非金屬夾雜物、熔合不良、未焊透、咬邊、裂紋、表面缺陷等。這些缺陷是焊接過程中最容易出 現(xiàn)的缺陷。這些缺陷減弱了焊縫的有效面積

9、，降低了焊接接頭的力學性能，而且易造成應力集中，引起裂紋，導致結(jié)構(gòu)破 壞，使焊接結(jié)構(gòu)無法承受正常工作載荷。 2.3 性質(zhì)上的缺陷 包括力學性能和化學性質(zhì)等不滿足焊件的使用要求的缺陷。力學性能指的是抗拉強度、屈服點、伸長率、硬度、沖 擊吸收功、塑性、疲勞強度、彎曲角度等?；瘜W性質(zhì)指的是化學成分和耐腐蝕性等。這些缺陷使焊縫結(jié)構(gòu)無法達到設計要 求的力學性能和化學性能2。 3.單面焊雙面成形質(zhì)量差引起的問題 3.1 增加消耗，降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命 焊接生產(chǎn)中，優(yōu)質(zhì)的焊 接質(zhì)量可以滿足設計要求，保證結(jié)構(gòu)的正常使用壽命1。 而一旦出現(xiàn)嚴重的焊接缺陷，就會增加 板材、焊材、電力及人力的消耗等。 否則，這

10、些缺 陷在使用過程中會引起嚴重的應力集中，降低結(jié)構(gòu)的使用壽命。 3.2 焊接缺陷會給結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來威脅，引起安全事故 單面焊雙面成形焊接主要用于鍋爐及壓力容器等重要構(gòu)件的焊接生產(chǎn)中，一旦有嚴重缺陷，質(zhì)量不合格，焊件的焊補 非常困難，而且在生產(chǎn)過程中受各種交變載荷及壓力的作用，使焊縫的缺陷產(chǎn)生應力集中，加之焊縫的有效使用面積減小， 減弱了焊接接頭的強度。輕則使產(chǎn)品的使用壽命受到影響，重則導致焊縫斷裂，產(chǎn)品破壞，釀成嚴重的事故。 4.單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析 4.1 焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差 焊接電源是焊接工藝執(zhí)行過程中最重要的因素。若焊接電源自身性能不好，必然不會產(chǎn)生良好的

11、焊件。當焊機的引弧 性能差，電弧燃燒不穩(wěn)定，就不能保證工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊接過程就無法正常進行，焊接質(zhì)量就得不到保證。 用交流電源焊接時，電弧穩(wěn)定性差。采用直流電源焊接時，電弧穩(wěn)定、柔順、飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴重。低 氫型焊條穩(wěn)弧性差，通常必須采用直流弧焊電源。用小電流焊接薄板時，也常用直流弧焊電源，因為引弧比較容易，電弧 比較穩(wěn)定。低氫型焊條用直流電源焊接時，一般用反接，因為反接的電弧比正接穩(wěn)定。焊接薄板時，焊接電流小，電弧不 穩(wěn)定，因此焊接薄板時，不論是用堿性焊條還是用酸性焊條，都選用直流反接3。 4.2 工藝因素對單面焊雙面成形焊接質(zhì)量的影響 4.2.1 焊接電流 焊接電流大小選擇恰當

12、與否直接影響到焊接的最終質(zhì)量。焊接電流過大，可以提高生產(chǎn)率，并使熔透深度增加，但易 出現(xiàn)咬邊、焊穿、增加焊件變形和金屬飛濺量，也會使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化，并增大氣孔傾向。 尤其在立 焊操作時熔池難以控制，易出現(xiàn)焊瘤，弧長增加，就會產(chǎn)生咬邊。焊接電流過小，使電弧不穩(wěn)，熔透深度減小，易出現(xiàn)未 焊透、熔合不良、夾渣、脫節(jié)等缺陷。 焊接電流應根據(jù)板件厚度、接頭形式、焊接位置、焊接層數(shù)、焊條類形、焊條直徑和焊接經(jīng)驗等因素綜合考慮。對于 一定直徑的焊條有一個合適的焊接電流范圍，可參考表 1 選擇3。 表表 1-11-1 焊接電流和焊條直徑的關系焊接電流和焊條直徑的關系 焊條直徑/mm 1.62

13、.02.53.2456 焊接電流/a254040655080100130160210200270260300 4.2.2 焊接速度 a）鑄件 b）鍛件 圖圖 1-11-1 鋼的顯微組織鋼的顯微組織 4.2.3 電弧電壓 焊接過程中合理的控制電弧長度是保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素。焊條電弧焊電弧電壓主要由電弧長度決定的。電弧 長度越大，電弧電壓越高，電弧長度越短，電弧電壓越小。電弧過長對熔化金屬保護差，空氣中的氧、氮等有害氣體容易 侵入，使焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接金屬的機械性能降低。但弧長也不易過短，若弧長過短，就會引起粘條現(xiàn)象，且由于電弧 對溶池的表面壓力過大，不利于溶池的攪拌，使溶池中氣體及溶渣上

14、浮受阻，從而引起氣孔、夾渣等缺陷的產(chǎn)生。 4.2.4 焊接層數(shù)選擇不當 單面焊雙面成形焊接層數(shù)的選擇對焊縫質(zhì)量也有一定的影響。焊接層數(shù)主要根據(jù)焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝 配間隙等來確定?？勺魅缦陆乒浪悖?n=/d 公式（1） 式中：n 為焊接層數(shù)； 為焊件的厚度（mm）；d 為焊條的直徑（mm） 對于低碳鋼和強度等級較低的低合金鋼的多層焊時，每層厚度過大，對焊縫金屬的塑性（主要表現(xiàn)在冷彎上）有不利 的影響，且焊接過程中熔渣易倒流，產(chǎn)生夾渣和未熔合等缺陷。 但每層厚度也不易過小，以免造成焊縫兩側(cè)熔合不良。 4.2.5 焊條類形及焊條直徑的影響 焊縫金屬的性能主要由焊條和焊件金屬相互熔化來

15、決定。因此，焊條類形選擇恰當與否是影響焊縫質(zhì)量的重要因素。 焊條直徑的大小除了對生產(chǎn)率有一定的影響外，對焊接質(zhì)量也有一定的影響。焊條直徑一般根據(jù)焊件的厚度選擇：同時還 要考慮接頭形式、施焊位置和焊接層數(shù)，對于重要的結(jié)構(gòu)還要考慮焊接熱輸入的要求。在一般情況下，焊條直徑與焊件厚 度之間的關系的參考數(shù)據(jù)，見表 2。 表表 2 2 -1-1 焊條直徑與工件厚度之間的關系焊條直徑與工件厚度之間的關系 焊件厚度/mm 23 4561213 焊條直徑/mm 23.2 3.2445416 在板厚相同的條件下，平焊位置的焊接所選用的焊條直徑比其他位置大一些，立焊，橫焊和仰焊應選用較細的焊條， 一般不超過 4.0

16、mm。第一層焊道應選用小直徑焊條焊接，以后各層可以根據(jù)焊件的厚度選用較大的焊條。t 形接頭、搭接接 頭都選用較大直徑的焊條。 4.3 操作因素 在焊接生產(chǎn)過程中，焊工的單面焊雙面成形操作技術水平低，就意味著打底層的運條方法、焊條角度、接頭方法、中 間層及蓋面層的運條方法、接頭、收尾等操作方法掌握不熟練，這是造成焊縫質(zhì)量差的重要原因之一。 焊前對工件上的油、銹、水分清理不嚴格，焊條未經(jīng)烘干處理或烘烤溫度不夠而投入使用，會促使焊縫產(chǎn)生大量的氣 孔，從而使焊接縫質(zhì)量達不到要求。 5.防止單面焊雙面成形焊接產(chǎn)生焊接缺陷的措施 5.1 作好焊前準備 焊前應對焊機進行試焊，確認焊機的引弧性能和穩(wěn)定性能好，

17、工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)方便、靈活、方可使用。工件應開 y 形 的坡口，鈍邊的尺寸一般選在 0.51.0mm 之間，坡口邊緣 20mm 以內(nèi)處用磨光機打磨，并將表面的鐵銹、油污等清除干凈， 露出金屬光澤。鍋爐壓力容器及重要結(jié)構(gòu)的焊接一律采用堿性焊條，打底層焊接應選擇直徑 3.2mm 的焊條，中間層和蓋面 層可選用 4mm 的焊條，并對焊條進行 400烘干，保溫 24h。使用時需要將焊條放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取。焊條在爐外停 留時間不得超過 4h，且反復烘干次數(shù)不能多于三次，藥皮開裂和偏心度超標的焊條不得使用4。 5.2 焊接操作 5.2.1 選擇合適的工藝參數(shù) 焊條電弧焊的工藝參數(shù)通常包括：焊條直徑、焊接

18、電流、電弧電壓、焊接速度、電源種類和極性、焊接層數(shù)等。焊接 工藝參數(shù)選擇的正確與否直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此選擇合適的焊接工藝參數(shù)是焊接生產(chǎn)中不可 忽視的一個重要問題。 焊接電流應根據(jù)板件厚度、焊接位置、焊接層數(shù)、焊條類形、焊條直徑和焊接經(jīng)驗進行選擇，保證所選擇的電流不易 造成焊縫咬邊、燒穿、夾渣、未焊透等缺陷。焊接過程中應盡量選擇使用短弧焊接，立焊、仰焊時比平焊更短些，以利于 熔滴過渡，防止熔化金屬下滴，堿性焊條焊接時應比酸性焊條弧長短些，以利于電弧的穩(wěn)定，以避免咬邊、未焊透、氣孔 等缺陷的產(chǎn)生。 焊速應合適，不宜過慢，以每層厚度不大于 4-5mm 為宜，以避免高溫停留增長，影響焊縫的機械性能，但 焊速也不宜過快，以免造成未溶合、未焊透等缺陷5。焊接速度直接影響生產(chǎn)率，所以應該在保證焊縫質(zhì)量的基礎上采用 較大的焊條直徑和焊接電流，同時根據(jù)具體情況適當加快焊接速度，以提高焊接生產(chǎn)率。對重要構(gòu)件要采取焊前先預熱、 焊后緩冷等措施，以避免冷裂紋的產(chǎn)生。 焊接參數(shù)對熱影響區(qū)的大小和性能有很大的影響。采用小的焊接參數(shù)，如降低焊接電流，增大焊接速度等，都可以減 小熱影響區(qū)的尺寸。采用小的焊接參數(shù)也可防止過熱組織生成和晶粒細化。 5.2.2 焊工技術水平 焊接生產(chǎn)中，焊工對單面焊雙面成形操作技術掌握的水平和技術經(jīng)驗，往往決定了焊縫的質(zhì)量。因