焊接工藝問題及解決措施

一、厚闆與薄闆的焊接

1、用熔化極氣體保護(GMAW)和藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW)焊接鋼制工件時,如果工件的闆厚超過了焊機可以達到的最大焊接電流,将如何進行處理?

解決方法是焊前預熱金屬。采用丙烷、标準規定的氣體或乙炔焊炬對工件焊接區域進行預熱處理,預熱溫度為150～260℃,然後進行焊接。對焊接區域金屬進行預熱的目的是防止焊縫區域冷卻過快,不使焊縫産生裂紋或未熔合。

2、如果需要采用熔化極氣體保護焊或藥芯焊絲氣體保護焊将一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上,進行焊接時如果不能正确調整焊接電流,可能會導緻兩種情況:

一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流,此時不能将薄金屬蓋焊接到厚鋼管上;二是焊接電流過大會燒穿薄金屬蓋。這時應如何進行處理?

主要有兩種解決方法:

① 調整焊接電流避免燒穿薄金屬蓋,同時用焊炬預熱厚鋼管,然後采用薄闆焊接工藝對兩金屬結構進行焊接。

② 調整焊接電流以适合于厚鋼管的焊接。進行焊接時,保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時間為90%,并減少在薄金屬蓋上的停留時間。應指出,隻有當熟練掌握這項技術時,才能得到良好的焊接接頭。

3、當将一薄壁圓管或矩形薄壁管件焊接到一厚闆上時,焊條容易燒穿薄壁管部分,除了上述兩種解決方法,還有其他的解決方法嗎?

有,主要是在焊接過程中采用一個散熱棒。如将一個實心圓棒插入薄壁圓管中,或将一實心矩形棒插入矩形管件中,實心棒将會帶走薄壁工件的熱量并防止燒穿。一般來說,在多數供貨的中空管或矩形管材料中都緊密安裝了實心圓棒或矩形棒。焊接時應注意将焊縫遠離管子的末端,管子的末端是最易發生燒穿的薄弱區域。用内置散熱棒避免燒穿的示意如圖1所示。

4、當必須将鍍鋅或含鉻材料與另一零件進行焊接時,應如何進行操作?

最佳工藝方法是焊前對焊縫周圍區域進行锉削或打磨,因為鍍鋅或含鉻金屬闆不僅會污染并弱化焊縫,而且焊接時還會釋放出有毒氣體。

二、容器及框架結構的焊接

1、如果采用焊接工藝方法(例如釺焊)密封一個浮筒或密封一個中空結構的末端,在進行焊縫的最後密封時,為了防止熱空氣進入容器而導緻容器爆裂,将如何處理?

解決方法是首先在浮筒上鑽一個直徑1.5mm的減壓孔,以利于焊縫附近的熱空氣與外部空氣流通,然後進行封閉焊接,最後焊密封減壓孔。密封焊接浮筒或密閉容器的示意如圖2所示。當焊接儲氣容器結構時,也可以采用減壓孔。應注意的是,在密閉容器中進行焊接是十分危險的,焊前應确保容器或管子内部清潔,并避免有易燃易爆物品或氣體存在。

2、當需要采用熔化極氣體保護焊、藥芯焊絲氣體保護焊或鎢極氩弧焊将屏栅、金屬絲網或延伸金屬焊接到鋼結構框架上,進行焊接時金屬絲網容易産生燒穿和焊縫未熔合現象,應如何進行處理?

解決方法

① 在金屬絲網或延伸金屬上放置非金屬墊圈并且将墊圈、金屬絲網和框架夾緊在一起,不允許采用含鉻或鍍鋅墊圈,墊圈應采用未塗敷的,見圖3(a)。

② 在被焊位置的墊圈上部放置一個更大的墊圈作為散熱片。上墊圈應具有一個比下墊圈更大的孔,以避免上墊圈也被焊接在一起。然後通過墊圈的兩個孔進行塞焊,應使焊縫處于下墊圈部分。操作者可以采取一些其他的方法得到足夠的熱量并進行焊接,注意要防止周圍屏栅或金屬絲網燒穿,見圖3(b)和(c)。

③ 另一種方法是采用一個帶孔的金屬闆條,将孔對準需要焊接的部位,并放置散熱墊圈,然後進行塞焊。

三、焊接構件的修補

1、除了采用常用的啟釘器,還有哪些方法可以移除損壞或生鏽的螺釘?這裡主要介紹兩種方法。

① 如果安裝的螺釘在加熱時不會損壞,可以用氧-乙炔焊炬加熱戀螺母及其裝配件直到紅熱狀态,然後迅速水淬以利于清除螺釘,在這個過程中可能需要幾次的加熱,冷淬循環過程。

② 如果螺釘槽、螺母或牙槽損壞或丢失,可以在螺釘頭的上部(或殘餘部分)放置一個螺母,旋緊螺母,然後采用任何焊接方法在螺母和螺釘的内部填充金屬。這樣就會将螺母和螺釘殘餘部分連接起來,然後在螺母上放置扳手或牙鉗,迅速拔出螺釘。采用這種方法有利于提供一個新的握力點并可利用熱量使螺釘緊固,用焊接方法移除固定螺釘的殘餘部分示意如圖4所示。

2、如果有一個磨損的曲軸,用焊接進行修複加固的最好方法是什麼?

修複磨損的曲軸時可以采用熔化極氣體保護焊、藥芯焊絲氣體保護焊或鎢極氩弧焊方法。但是要得到滿意的堆焊焊道形狀,必須注意以下4方面的要求。

① 使堆焊焊道方向與曲軸軸線平行。

② 先在曲軸下部堆焊一條焊道,然後旋轉曲軸180°堆焊下一條焊道,這樣可以平衡焊接應力,并可顯著消除焊接熱變形。應注意的是,在第一條焊道上進行順序堆焊将會引起曲軸翹曲。該堆焊工藝适合于對滾輪曲軸進行修複和焊補。

③ 兩條焊道之間必須保持30%～50%的熔敷金屬重疊量,以保證焊接修複後機加工時保持焊道表面的平滑。

④ 采用手工電弧焊和藥芯焊絲氣體保護焊時,必須用毛刷或切削的方法清理焊道之間殘留的焊劑。

除上述曲軸修複方法,還可以采用在曲軸的每90°位置增加一條堆焊焊道,以進一步減小焊接變形。在青銅或銅制零部件修複中,添加釺縫金屬比采用堆焊的方法在消除應力和變形方面更加有利。用焊接方法修複磨損曲軸的示意見圖5。

3、如果有一個鋼制軸承件卡在設備中,并且不想報廢該設備,應如何采用焊接方法進行去除軸承?

首先在軸承的内表面焊接一條焊道,靠焊道拉伸力減小軸承直徑,外加焊接過程的熱量應可使軸承活動。直徑10cm的管如果在内表面布滿焊道将會使鋼管直徑收縮1.2mm。采用焊接方法清除卡住軸承的示意如圖6所示。

4、油罐或船闆結構經常會産生裂紋,應如何防止?

解決方法首先在裂紋末端鑽一個小孔,以利于在較大的範圍内分散末端的應力,然後焊接一系列長度不等的多道焊縫,增加裂紋前端鋼闆的強度。

四、加強闆的定位及加厚

1、焊接加強闆經常被焊接到鋼闆(基闆)的表面,加強闆外邊緣的角焊縫容易使加強闆的中心部位翹起,離開鋼闆表面并産生角變形,如圖8(a)所示。這種現象會增加機加工和車削加工的難度,應如何解決這個問題?

解決方法是在加強闆中間部位采用塞焊或槽焊,将加強闆表面與基闆表面貼緊,消除變形以利于進行機械加工。采用塞焊或槽焊方法定位加強闆示意如圖8(b)所示。

2、有時在基闆的小區域内需要對基闆加厚,但加厚區域不能超過整個基闆的面積,應如何解決?

解決方法是将一厚闆金屬嵌入基闆需要加厚的部位,然後采用焊接方法進行固定。在基闆上嵌入厚闆的示意見圖9。這樣可以給後續的機械加工、镗削加工或鑽孔提供足夠的厚度,并可以代替設備中的大厚度零件或鑄造件。

3、增強平闆的剛性以承載負荷的标準方法是什麼?

增強平闆的剛性以承載負荷的标準方法是在平闆上垂直焊接一系列的角鋼,添加角鋼加強筋以增強平闆剛性,如圖所示。

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