减少焊接应力和焊接变形的方法.docx

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削减焊接应力和焊接变形的方法
承受适当的焊接程序,如分段焊、分层焊;
尽可能承受对称焊缝,使其变形相反而抵消;
施焊前使构造有一个和焊接变形相反的预变形;
对于小构件焊前预热、焊后回火,然后渐渐冷却,以消退焊接应力。合理的焊缝设计
避开焊缝集中、三向穿插焊缝;
焊缝尺寸不宜太大;
焊缝尽可能对称布置,连接过渡平滑,避开应力集中现象;
避开仰焊。
空冷氩弧焊枪的设计与制造
通过对目前普遍使用的水冷氩弧焊枪构造的分析争论,在此根底上加以改进,自行设计、制造出了一种简洁、便利、可用于无水冷场合作业的空冷氩弧焊枪。工艺试验说明,该焊枪性能稳定,用此焊枪焊出的焊缝成形良好,符合预期的设想。
关键词空冷氩弧焊枪设计
前言
氩弧焊是利用氩气作保护气体的气体保护电弧焊。焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧,氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。它是利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材及填充金属的一种焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出,在电弧四周形成气体层(层流状态)隔绝气体起到保护作用,从而获得优质的焊缝。
作为氩弧焊机重要组成局部之一的氩弧焊枪,其作用是夹持钨极、传异焊接电流和输送保护气。焊枪按冷却方式的不同,可分为水冷式和气冷式两种。目前
在教学、科研和实际生产中使用较多的是水冷式焊枪。此类焊枪带有一个进水管和一个出水管,焊接时通水,通过水的循环将热量带走,从而使焊枪的温度降低而起到冷却作用。水冷式焊枪通常要将焊接电缆装入通水管中作成水冷电缆,只有这样,才有可能提高施焊时的电流密度,减轻电缆重量,但却因此增加了制造上的困难,本钱因此大大提高。更有甚者,有些场合无冷却水,这就给焊接施工人员提出了难题。为了弥补现有水冷焊枪上述这些方面的缺乏,我们自行设计并制造出了一种空冷氩弧焊枪,这种焊枪的主要特点是无需冷却水,构造简洁,能很便利地应用于现场安装,以及无氩弧焊机的状况下使用。由于,承受我们设计制造的焊枪只须一台常规直流弧焊机,再配以供气系统,即可进展焊接操作,大大降低了对设备的要求,由此降低了本钱。目前,市场上一套氩弧焊设备所需的费用达万余元,而一台一般的直流焊机的价格仅为其一半左右,单从这一点上说,其市场前景看好,如推广使用,将会带来很大的经济效益。
焊枪的设计
为使设计的焊枪尽可能满足要求,在设计过程中,我们主要从构造及材料选择两方面进展综合考虑。设计出的空冷氩弧焊枪构造示意图如图1所示:
图1 空冷氩弧焊枪构造示意图

该焊枪主要由主体、压紧盖、电极夹头、喷嘴、手柄等几局部组成。为了降低制造本钱和削减加工上的困难,喷嘴承受市场上购置的现成品(与目前氩弧焊
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枪通用)。设计时为了提高保护效果,原则上应使喷嘴上部(即主体内)有较大的空间作缓冲室,以降低气流的初速。选用的喷嘴其下部断面不变的圆柱形通道越长、近壁层流层越厚,保护效果越佳;通道直径越大,保护范围越宽。基于此考
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虑,在主体下部应开有12个均匀分布的直径为
φ1mm的小孔,如图2所示。
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为了电极夹头能牢靠夹紧钨极,并对准中心,电极夹头下端均匀地开有三条宽为
1mm的铣刀槽,如图3所示。
图2 (a)主体下部的12个φ1mm的小孔分布(b)电极夹头下端的三条铣刀槽
图3工艺试验试板及接头形式,(a)堆焊,(b)对接
此外,为使焊枪能与多种直径的钨极协作使用,使其工作范围扩大,可依据需要,电极夹头下端的直径可设计成φ2、3、4、5mm等多种规格。压紧盖的长轴可设计成短、中、长三种规格,以节约使用贵重的钨电极。
最终,按此设计方案,我们成功地制造出了所需的空冷氩弧焊枪(实物图略)。
焊枪的使用与维护
本焊枪可与各种直流焊机(如硅整流弧焊机)等配套使用。焊接时宜承受直流正极性接法(焊枪接负,工件接正)。电流工作范围大致为30—250A左右,电流大小的调整与直流焊机的电流调整一样。氩气由氩气瓶流出,中间通过减压
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器、流量计,最终通入到焊枪。
依据实际焊接时所需要的焊接电流大小,选定电极夹头及钨极直径,钨极伸出喷嘴的尺寸与常规施焊时大致一样。
直流焊机和焊枪本身都不具备引弧系统,焊接前应事先预备好一块尺寸适宜的引弧板(材料为紫铜),待电弧引燃,并稳定燃烧后,再移向所需施焊的构造上焊接。
由于焊接时承受接触式引弧,在肯定程度上易造成钨极损耗加快,所以应常常留意钨极的磨损状况,特别留意被焊工件上是否夹钨,以免产品中产生缺陷。
常常留意绝缘状况,避开触电等事故。
使用一段时间后,应检查保护气体的流畅性,以防止气流不畅、漏气等状况发生。
工艺试验
本文最终还进展了有关的工艺试验。具体是在1Cr18Ni9Ti不锈钢上分别进展了堆焊及试板对接试验。试样尺寸规格如以下图所示(图4),试样厚度为δ=。
试验是在ZXG-250型硅整流弧焊机上进展。为准确测定焊接时的工艺标准参数,我们在焊接回路中连上了电流表和电压表。焊接时登记的标准参数值如表1。
表1 试板焊接标准参数值
钨极直径(mm)焊接电流(A)焊接电压(V)氩气流量(l/h)焊接速度(mm/s) 40 16 500
观看说明,焊接过程中电弧稳定,电流、电压的波动格外小,气体保护效果
好,焊缝成形美观,焊接接头质量良好,该焊枪可在实际生产中推广使用。
焊接切割支持系统
切割工艺包括热切割方法种类及特性描述、气割工艺〔各种金属切割特性参数;氧乙炔切割参数;氧丙烷切割参数;焊割炬参数〕、电弧切割工艺〔碳弧气刨用碳棒的型号和规格、碳弧气刨工艺参数、水下切割工艺参数〕、等离子弧切割工艺〔等离子切割参数、等离子弧切割工艺参数等〕、激光切割工艺〔各种材料CO2激光器切割性、切割用激光器种类和主要技术参数、激光切割不同材料的切割条件〕。
该软件系统为焊接技术人员供给了大量的数据和学问,为焊接技术人员的实际设计生产供给了极大的帮助。软件的查询界面清楚明白,对于技术人员来说,使用软件就象扫瞄网站一般简洁、便利。
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该软件有单机版和网络版两种形式,单机版满足技术人员个人使用之目的,而基于WEB的网络版形式,则充分提高了企业资源共享程度,使技术人员能够在局域网内共享该软件的各种功能,只需在效劳器安装该软件,每个技术人员均可利用扫瞄器进展扫瞄和使用,安装维护便利。
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浅谈焊接安全操作
随着生产的进展,焊接技术的应用愈来愈广泛。与此同时,伴随着各种各样的担忧全、不卫生因素的消灭,焊接工作也严峻地威逼着焊工及其它生产人员的安全与安康。其主要危害如下:1、焊接切割工作过程中需要与易燃易爆气体、压力容器和电机电器接触;2、焊接过程会产生有毒气体、有害粉尘、弧光辐射、噪声和射线等。
上述危害因素在肯定条件下可能引起爆炸、火灾、烫伤、中毒、电光性眼炎和皮肤病等职业病症。此外还可能危及设备、厂房和四周人员安全,给国家和企业带来不应有的损失。很多重大、特大事故是由于焊接切割作业人员违章操作造成。
本文论述了日常较广泛应用的气焊、焊条电弧焊的特点、危害及安全操作。气焊
1、特点及危害
气焊具有设备简洁、操作便利、使用敏捷、有用性强等特点。因此,在各工业部门的制造和修理中应用比较广泛。但此过程需利用可燃气体〔C2H2、液化石油气和H2等〕、助燃气体〔O2〕及高压气瓶〔氧气瓶、乙炔瓶等〕。假设焊接设备和安全装置有故障,或者操作人员作业时违反安全操作规程,都可能引起爆炸和火灾等事故。
2、使用安全要求
、工业用乙炔中常含有磷化氢〔PH3〕、硫化氢〔H2S〕等杂质,这些杂质不但简洁引起爆炸,而且焊接时,其中的硫和磷可能转移到焊缝金属中,使焊缝的机械性能发生转变,
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冷脆、热裂倾向增加,焊缝质量难以保证。因此按容积计算,%;%。
、气瓶在保管和使用过程中,避开日光曝晒,远离明火和热辐射。3)、焊接过程中,放气速度不应太快,避开气体流经阀门时产生静电火花。
、乙炔瓶应垂直立放,严禁卧放。
、气瓶应依据国家《气瓶安全监察规程》要求进展定期技术检验,严禁超期使用。
、操作人员应承受安全技术培训持证上岗。
、焊炬在使用前必需进展检查,包括射吸状况、橡皮管与接头连接状况、是否漏气、气体各通路是否干净等,检查正常前方可进展点火操作。使用过程中,防止发生回火,一旦发生回火应快速关闭乙炔调整阀,同时关闭氧气调整阀。
焊条电弧焊
1、特点及危害
焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法,其重要缘由是电弧能有效而简便地把电能转换成焊接过程所需要的热和机械能。同时焊条电弧焊用手工操纵焊条进展焊接,可以进展全位置焊接;焊接设备轻松、搬运敏捷,适用于各种金属材料、各种厚度、各种构造外形的焊接。但由于其特别性会存在以下担忧全因素:
、电弧弧柱中心温度高达6000~8000℃,焊条、焊件和药皮在高温作用下,发生蒸发、分散和气体,产生大量烟尘;
、电弧四周空气在弧光猛烈辐射作用下,会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体;
、飞溅、电焊机线路故障或燃料容器管道补焊防爆措施不当,会引起爆炸和火灾事故。
、焊接设备空载电压高于人体所能承受的安全电压,易发生触电事故。
2、使用安全要求1)、电焊机必需有独立的专用电源开关,制止多台焊机共用一个电源开关;2)、电焊机防止碰撞、受潮或猛烈振动;3)、电焊机外露的带电局部应有完好的防护装置,不带电的外壳应接地,严禁超负荷使用;4)、焊接电缆外皮完整、绝缘良好、应使用整根导线;5)、电焊钳必需有良好的绝缘性、隔热力量,严禁将过热的焊钳浸在水中冷却后马上使用;6)、焊接作业时,场所应有通风除尘设施,可燃、易爆物质距作业点火源应不小于10m;7)、焊接作业人员应穿戴好劳动保护用品,加强自身的防护,保证自身安全。
结论
综上所述,由于焊接过程存在潜在的危急,为此对从事该作业人员应严格要求,必需对
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其进展相应的、特地的安全技术理论学习和实际操作训练,提高此类作业人员的安全技术素质,并经考核合格取得安全技术操作证前方准独立作业;同时通过培训使他们了解焊接生产特点、焊接操作根本原理及焊接工艺、工具的安全使用;严格执行安全规程和实施防护措施,保证安全生产,避开发生事故。
硬面堆焊技术在各个领域的应用
硬面堆焊就是对耐磨部件外表硬化处理的过程。承受高硬度的药芯焊丝和WD-BX1型专业明弧平焊焊接设备进展外表堆焊,从而使耐磨部件外表形成比母材材质更耐磨的高铬复合碳化物,并能够使该高铬碳化物与母材很好的结合成一个整体。承受这种技术会节约选购本钱的50%以上,有效生产使用时间是原品的2倍以上。例如:企业购置品进展生产活动,在耐磨件磨损到最正确生产效率以下时〔磨损量约占品总重量的一小局部〕,企业就会报废该部件重购置,那么余下的大局部报废处理不经济,增加选购费用,加重企业经济负担。由于承受硬面堆焊技术可以降低选购费用,又能延长耐磨部件的使用寿命,在各个行业得到了广泛的关注与应用。下面就各个行业的实际状况,介绍硬面堆焊技术的应用。
1、钢铁行业硬面堆焊技术的应用
钢铁厂的耐磨部件工作环境格外恶劣。生产过程中温度高,冷热循环频繁,使耐磨设备加速磨损,增加钢铁厂的修理本钱及工作人员的劳动强度。例如钢铁厂中的连铸辊是连轧机的主体,在生产过程中,连铸辊通过产生挤压力来使钢坯成型。此种工作原理使连铸辊受到钢坯的高温及反作用力的影响,就会使连铸辊的外表产生非疲乏性裂纹,可以直观看清,甚至成片状脱落。给生产运行带来极大的不便,影响生产效率,甚至造成停产。很多钢铁厂深知,购置品交货工期长,而且生产本钱也提高了一半以上。以连轧机中的一个连铸辊为例,当该辊磨损到最正确生产率以下时,实际消耗缺乏整体辊子的1/10,那么9/10的铸辊报废处理不经济。所以钢铁厂大都承受硬面堆焊技术,在报废的辊子外表堆焊硬面合金,直到堆到辊子原外表尺寸。这样,一来可以降低生产本钱的一半以上,二来缩短恢复生产的时间,另外,过钢量增长8~10倍,经济合理。
2、水泥生产企业硬面堆焊技术的应用
目前型干法生产线在我国蓬勃进展,立式磨机以它的低能耗被广泛应用到水泥生产线中。例如:生料粉磨、熟料粉磨、煤粉粉磨以及矿渣粉磨。立式磨机〔通常称为立磨〕因此成为相关企业关注的热点,从而也应运而生很多效劳工程。立式磨机的磨辊辊套及磨盘衬瓦的硬面堆焊工程效劳就是其中一项。
提高磨辊辊套及磨盘衬瓦的耐磨性,已经成为应用立磨水泥生产企业的硬性指标。因为立式磨机是水泥生产企业的重要生产设备之一。但磨辊辊套及磨盘衬瓦的磨损是主观存在的,磨损到肯定程度,耐磨部件因外表缺失、变形,使部件间隙加大,不能进展很好的研磨,从而降低生产效率,提高生产能耗,甚至不能进展生产。
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依据目前水泥市场的可观利润,停产一天将会对大型水泥生产企业造成至少几十万的纯利润损失。尽快提高生产效率,或尽快恢复生产是迫在眉捷的。由于承受更换品的修理方式,需要大量选购费用,而且供货周期比较长,假设在水泥生产企业非打算性的修理中,显得远水解不了近渴。所以“救急性效劳——硬面堆焊”是宽阔应用立式磨水泥业主的抱负选择。
水泥生产企业的耐磨件硬面堆焊,效劳形式可以多样化,即可以拆下来运到堆焊修复工厂去进展堆焊修复,也可以在不解体磨机的状况下进展磨内补焊。以水泥生产企业的生料磨为例:由于国内的水泥生产线趋于大吨位化,所以立式磨的外形尺寸也会相应加大,以迎合生产量。磨盘外径尺寸大局部不小于3米。由于磨内空间大,WD-BX1型便携式焊接设备轻而易举的就可以架设进磨内,也可多台架设。进展磨辊辊套及磨盘衬瓦的硬面堆焊。从而节约了大量拆卸费用,减轻工人劳动强度,缩短了检修工期。尤其是在水泥生产企业没有备件的状况下,这种在磨内进展堆焊的技术更是水泥业主的最宠,比照备品,费用低、工期短、耐磨寿命可提高2倍以上。是水泥生产企业的经济首选。
国产或进口的立式磨机,在国内应用颇多。立磨辊套及衬瓦的母材材质大体有以下几种:高铬铸铁、镍铬合金等,这些材料都适合外表堆焊,但必需选用专业焊接设备及专用焊材。分析立磨耐磨件的磨损缘由,有原料进料时,对设备的冲击,以及在磨辊与磨盘接触边缘与物料产生的剪切力,加上磨机在粉磨物料时受到的反作用力,使耐磨件外表沟壑与凸棱交替变换,使耐磨件外表尺寸变小,增加间隙,影响生产效率。承受沈阳威德焊接的堆焊技术,可以堆焊分体式部件、平面部件、锥形部件。如锥形磨辊磨损严峻,并且在大头已经磨平的状况下,承受沈阳威德焊接的专业技术进展过渡耐磨层,防止母材与耐磨层结合不严密,在运行中使耐磨层脱落。
在磨内进展堆焊技术经济、轻松、合理,已被广泛应用。
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3、电厂硬面堆焊技术的应用
火力发电是国内电力行业的佼佼者,也是由于中国煤资源分布广泛的结果。火力发电大都燃烧煤粉褂昧⑹侥ソ蟹勰ッ悍邸S捎诿褐实挠跋欤粤⒛サ某寤饕蚕嗟毖现亍D
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ッ夯诵惺保饕墙嚎榧昂罅吭又实拿焊墒蟹勰ゼ费埂3な奔湓诵校ス醯谋砻婊岢鱿止盗圩茨ニ穑ヅ瘫砻婊嵩谟肽ス踅哟ッ娉鱿挚泶笤?~11公分的环形沟槽,使磨煤机工作效率越来越低,加大能耗。
此时承受硬面堆焊技术,对磨辊及磨盘外表进展堆焊,使耐磨件外表形成耐磨层,各种性能指标均优于铸造品,这也是由于铸造工艺本身打算的。
其实硬面堆焊技术应用领域格外广泛,如矿山、食品、铸造等等……由于贵网络杂志篇幅贵重,故以上所列举的行业格外有限,有时机再做沟通。
陶瓷的焊接
随着科学技术的进展,陶瓷的组成、性能、制造工艺和应用领域已发生了根本性的变化,从传统的生活用陶瓷进展成为具有特别性能的功能陶瓷和高性能的工程陶瓷,在现代社会中发挥了重要的作用。由于陶瓷的脆性很大,不宜做成简单的和承受冲击载荷的零件。因此,必需实行连接技术来制造简单的陶瓷件以及陶瓷和金属的复合件。这就涉及到陶瓷与陶瓷以及陶瓷与金属的焊接问题。
不管陶瓷与金属焊接,还是用金属填充材料焊接陶瓷与陶瓷时都存在陶瓷/金属界面的结合问题。由于陶瓷与金属在电子结对、晶体构造、力学性能、热物理性能以及化学性能等方面存在明显的差异,因此要实现陶瓷/金属界面的冶金结合是格外困难的,用常规的焊接材料和工艺几乎无法获得牢靠的连接,现有的较成功的焊接方法都是在陶瓷不熔化的条件下进展的,如固相集中焊和钎焊较适合于陶瓷的焊接,并且得到了应用。
目前陶瓷焊接争论的主要问题为:
为充分发挥陶瓷耐高温的特性,必需解决接头的高温性能。
大面积和简单零件的焊接时,陶瓷前开裂和低应力破坏是一个严峻问题,必需进步争论降低内应力的方法。3〕目前的陶瓷焊接主要都在真空中进展,效率低、本钱高,必需争论非真空的高效低本钱焊接方法。
削减焊接应力和焊接变形的方法
1〕承受适当的焊接程序,如分段焊、分层焊;
尽可能承受对称焊缝,使其变形相反而抵消;
施焊前使构造有一个和焊接变形相反的预变形;
对于小构件焊前预热、焊后回火,然后渐渐冷却,以消退焊接应力。合理的焊缝设计
避开焊缝集中、三向穿插焊缝;
焊缝尺寸不宜太大;
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