發(fā)布時(shí)間:2019年09月03日
埋弧焊渣焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因及防止措施如下:
1)焊劑吸潮或不干凈焊劑中的水分、污物和氧化鐵屑等都會(huì)使焊縫產(chǎn)生氣孔,在回收使用的焊劑中這個(gè)問題更為突出。水分可通過烘干消除,烘干溫度與肘間由焊劑生產(chǎn)廠家規(guī)定。防止焊劑吸收水分的最好方法是正確肋儲(chǔ)存和保管6采用真空式焊劑回、收器可以較有效地分離焊劑與塵土,從而減少回收焊劑在使用中產(chǎn)生氣孔的可能性。
2)焊接時(shí)焊劑覆蓋不充分由于電弧外露并卷入空氣而造成氣孔。焊接環(huán)縫時(shí),特別是小直徑的環(huán)縫,容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象,應(yīng)采取適當(dāng)措施,防止焊劑散落。
3)熔渣粘度過大焊接時(shí)溶入高溫液態(tài)金屬中的氣體在冷卻過程中將以氣泡形式溢出。如果熔渣粘度過大,氣泡無法通過熔渣,被阻擋在焊縫金屬表面附近而造成氣孔。通過調(diào)整焊劑的化學(xué)成分,改變?nèi)墼恼扯燃纯山鉀Q。
4)電弧磁偏吹焊接時(shí)經(jīng)常發(fā)生電弧磁偏吹現(xiàn)象,特別是在用直流電焊接時(shí)更為嚴(yán)重。電弧磁偏吹會(huì)在焊縫中造成氣孔。磁偏吹的方向、受很多因素的影響,例如工件上焊接電纜的聯(lián)接位置:電纜接線處接觸不良、部分焊接電纜環(huán)繞接頭造成的二次磁場等。在同一條焊縫的不同部位,磁偏吹的方向也不相同。
在接近端部的一段焊縫上,磁偏吹更經(jīng)常發(fā)生,因此這段焊縫氣孔也較多。為了減少磁偏吹的影響,應(yīng)盡可能采用交流電源;工件上焊接電纜的聯(lián)接位置盡可能遠(yuǎn)離焊縫終端;避免部分焊接電纜在工件上產(chǎn)生二次磁場等。
5)工件焊接部位被污染焊接坡口及其附近的鐵銹、油污或其他污物在焊接時(shí)將產(chǎn)生大量氣體,促使氣孔生成,焊接之前應(yīng)予清除。
通常情況下,埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋,即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。前者只限于焊縫金屬,后者則可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。
1)結(jié)晶裂紋鋼材焊接時(shí),焊縫中的S、P等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點(diǎn)共晶。隨著結(jié)晶過程的進(jìn)行,它們逐漸被排擠在晶界,形成了“液態(tài)薄膜”。焊縫凝固過程中,由于收縮作用,焊縫金屬受拉應(yīng)力,“液態(tài)薄膜”,不能承受拉應(yīng)力而形成裂紋。可見產(chǎn)生“液態(tài)薄膜”和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。
鋼材的化學(xué)成分對(duì)結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大,但其影響程度又與鋼中其他元素含量有關(guān),如Mn與S結(jié)合成MnS而除硫,從而對(duì)S的有害作用起抑制作用。Mn還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此,為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋,對(duì)焊縫金屬中的Mn/S值有一定要求。Mn/S值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋,還與含碳量有關(guān)。
埋弧焊焊縫的熔合比通常都較大,因而母材金屬的雜質(zhì)含量對(duì)結(jié)晶裂紋傾向有很大關(guān)系。母材雜質(zhì)較多,或因偏析使局部C、S含量偏高,Mn/S可能達(dá)不到要求。可以通過工藝措施。(如采用直流正接、加粗焊絲以減小電流密度、改變坡口尺寸等)減小熔合比;也可以通過焊接材料調(diào)整焊縫金屬的成分,如增加含Mn量,降低含C、Si量等。
焊縫形狀對(duì)于結(jié)晶裂紋的形成也有明顯影響。窄而深的焊縫會(huì)造成對(duì)生的結(jié)晶面,“液薄膜”將在焊縫中心形成,有利于結(jié)晶裂紋的形成。焊接接頭形式不同不但剛性不同,并且散熱條件與結(jié)晶特點(diǎn)也不同,對(duì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的影響也不同。
2)氫致裂紋這種裂紋較多的發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和高碳鋼的焊接熱影.響區(qū)中這可能在焊后立即出現(xiàn),也可能在焊后幾時(shí)、幾天、甚至更長時(shí)間才出現(xiàn)。這種焊后若干時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋稱為延遲裂紋。氫致裂紋是焊接接頭含氫量、接頭顯微組織、接頭拘束情況等因素相互作用的結(jié)果。
在焊接厚度10mm以下的工件時(shí),一般很少發(fā)現(xiàn)這種裂紋。工件較厚時(shí),焊接接頭冷卻速度較大,對(duì)淬硬傾向大的母材金屬,易在接頭處產(chǎn)生硬脆的組織。另一方面,焊接時(shí)溶解于焊縫金屬中的氫,由于冷卻過程中溶解度下降,向熱影響區(qū)擴(kuò)散。當(dāng)熱影響區(qū)的某些區(qū)域氫濃度很高而溫度繼續(xù)下降時(shí),一些氫原子開始結(jié)合成氫分子,在金屬內(nèi)部造成很大的局部應(yīng)力,在接頭拘束應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋。焊接某些超高強(qiáng)度鋼時(shí),這種裂紋也會(huì)出現(xiàn)在焊縫金屬中。
針對(duì)氫致裂紋產(chǎn)生的原因,可以從以下幾方面采取措施。
a.減少氫的來源及其在焊縫金屬中的溶解,采用低氫焊劑;焊劑保管中注意防潮,使用前嚴(yán)格烘干;對(duì)焊絲、工件焊口附近的銹、油污、水分等焊前必須清理干凈。通過焊劑的冶金反應(yīng)把氫結(jié)合成不溶于液態(tài)金屬的化合物,如高M(jìn)n高Si焊劑可以把H結(jié)合成HF和OH兩種穩(wěn)定化合物進(jìn)入熔渣中,減少氫對(duì)生成裂紋的影響。
b.正確的選擇焊接工藝參數(shù),降低鋼材的淬硬程度并有利于氫的逸出和改善應(yīng)力狀態(tài),必要時(shí)可采用預(yù)熱。
c.采用后熱或焊后熱處理焊后后熱有利于焊縫中的溶解氫順利的逸出。有些工件焊后需要進(jìn)行熟處理,一般情況下多采用回火處理。這種熱處理的效果一方面可消除焊接殘余應(yīng)力,另一方面使已產(chǎn)生的馬氏體高溫回火,改善組織。同時(shí)接頭中的氫可進(jìn)一步逸出,有利于消除氫致裂紋,改善熱影響區(qū)的延性。
d.改善接頭設(shè)計(jì),降低焊接接,頭的拘束應(yīng)力在焊接接頭設(shè)計(jì)上,應(yīng)盡可能消除引起應(yīng)力集中的因素,如避免缺口、防止焊縫的分布過分密集等。坡口形狀盡量對(duì)稱為宜,不對(duì)稱的坡口裂紋敏感性較大。在滿足焊縫強(qiáng)度的基本要求下,應(yīng)盡量減少填充金屬的用量。
埋弧焊時(shí),焊接熱影響區(qū)除了可能產(chǎn)生氫致裂紋外,還可能產(chǎn)生淬硬脆化裂紋、層狀撕裂等。
埋弧焊時(shí),焊縫的夾渣除與焊劑的脫渣性能有關(guān)外,還與工件的裝配情況和焊接工藝有關(guān)。對(duì)接焊縫裝配不良時(shí),易在焊縫底層產(chǎn)生夾渣。焊縫成形對(duì)脫渣情況也有明顯影響。平而略凸的焊縫比深凹或咬邊的焊縫更容易脫渣。
雙道焊的第一道焊縫,當(dāng)它與坡口上緣熔合時(shí),脫渣容易,而當(dāng)焊縫不能與坡口邊緣充分熔合時(shí),脫渣困難。在焊接第二道焊縫時(shí)易造成夾渣。焊接深坡口時(shí),有較多的小焊道組成的焊縫,夾渣的可能性小;而有較多的大焊道組成的焊縫,夾渣的可能性大。