一、前言

本公司采用的20g鋼板制造鍋殼式鍋爐爐膽,用埋弧焊焊接其縱環縫,檢測時發現焊縫的氣孔偏多(尤為環縫),返修率相當高。這在一定程度上影響了產品的制造質量,并增加了制造成本,尤其是多次返修對焊接接頭的組織和性能帶來不利的影響,因此,尋找氣孔產生的原因是必要的,以便在施焊前采取一些相應的有效預防措施,使其能得到一定程度的解決,防患于未然。

二.原因與措施

氣孔是最常見的一種焊接缺陷。氣孔的存在對焊縫強度影響比較大,它使焊縫有效工作面積減少,從而降低抗載荷能力。形成氣孔的根本原因是焊縫金屬吸收過多的氣體,在焊縫冷卻時,氣體在金屬中的溶解度下降,氣體以氣泡形式逸出,如氣體逸出速度小于金屬結晶速度,就會在金屬內部形成氣孔。形成氣孔的氣體主要是氫、氮和一氧化碳。

除由于板薄,焊接熱容量小,焊后焊縫冷卻速度太快,氣體來不及在焊縫固前從焊接熔池中退出而形成氣孔的主要原因外,還有以下幾方面的原因:

1.焊機的選用不太合理,在一定程度上影響了焊接過程的穩定性。如目前大多數廠家選用的都是MI-1000型焊機,除受交流電性質的影響外,由于功率偏大,當使用其下限電流時,穩定性自然就要差些。最好是選用直流焊機且功率不宜過大(最大電流不要超過600安培)比較合適。

2.焊材方面的原因,如焊絲生銹或表面不干凈、焊劑質量不合格或使用前未按要求烘培。鍋筒材料一般為低碳鋼或16Mn類低合金鋼,其焊接時一般都運用焊劑431匹配普通低碳鋼焊絲或低錳鋼焊絲。焊劑431具有良好的工藝性能,但由于焊劑生產廠家很多,焊劑431產品質量相差很大,有時盡管焊劑化學成份合格但色澤很不一致,有的為黃色,有的為深棕色,有的為棕黑色,有的是多種顏色的混合體。焊劑431的不同色澤反映了它在施焊過程中的脫氧還原能力不同。實踐證明,焊劑431色澤過深或發黑時,不僅使焊縫外觀不美觀,而且易產生氣孔、表面凹坑、麻點等焊接缺陷。另外,焊絲和焊劑的選用也不太合理,如目前焊絲大都選用Φ1.1和Φ3.2㎜的H08A,焊劑大都選用普通粒度的HJ431。實踐證明,焊絲最好選用Φ3.2和Φ2.5㎜的H08MnA,焊劑最好選取用細顆粒的HJ430或HJ431比較合適,這樣,不僅能更好的保護焊縫,而且還能改善焊接熔池在高溫下的冶金反應能力,有利于減少氣孔的產生。

3.對焊前和焊接過程中的工藝準備缺乏更嚴格的要求。如對焊件、焊絲的清理,焊劑的烘干,焊接裝配間隙質量的控制,焊接參數的調控以及焊工操作技能水平的高低等。

4.焊接裝配間隙的質量不能滿足埋弧焊的要求(主要是環縫)。焊接前害怕燒穿,往往在內焊縫的反面用手弧焊隨意的堵焊,這不僅污染了焊接部位,還影響了焊接過程中焊縫的透氣性,加劇了氣孔的產生,在此種情況下,如果暫還保證不了焊接裝配間隙的質量,又非要用埋弧焊焊接的話,最好用手弧焊進行正規的封底焊,不宜用括弧焊隨意堵焊,因為這樣不僅浪費了焊條和工時,而且焊接質量得不到保證。退一步來講,還不如干脆用手弧焊焊接或許會好些。

5.焊工的操作技能水平不高,不敢使用較大的上限電流焊接。對此類焊縫的焊接,應挑選較高水平的焊工去焊接比較合適,因為在保證不燒穿的情況下,使用較大的上限電流焊接,從而增加了焊接熔池的體積,減小了焊縫的冷卻速度,有利于氣體在焊接熔池凝固前的逸出,減少了氣孔的產生。

三、結論

采用埋弧焊焊接6㎜和8㎜的20g板相對于焊接8㎜以上的板來說要難些,但只要對以上論述的幾個方面引起足夠的重視,還是可以焊得比較好的,關鍵是要保證裝配間隙的質量,并能使用較大的上限電流進行焊接。

篇2:電渣壓力焊接頭質量缺陷分析預防措施

在多層和高層建筑中,框架柱或剪力墻的豎向鋼筋連接多采用電渣壓力焊連接,施工簡單,操作方便,造價低。但是,施工中受操作方法,電壓、電流等諸多因素的影響,往往會造成焊接接頭質量缺陷,例如軸線偏移,接頭變折,焊包薄而大,接頭結合不良,焊包有不勻,氣孔夾碴,不淌等現象。而鋼筋焊接規范規定,焊包應均勻,突出部分至少高出鋼筋表面4mm,電極與鋼筋接觸處,無明顯的燒傷缺陷,接頭處的誣陷彎折角度不大于40;接頭處的軸線偏移不超過0.d(d為鋼筋直徑),同時大于2mm。為了避免上述缺陷,我們采取了相應的預防措施,效果較好。具體做法如下。

上下軸線偏移

產生原因;焊接鋼筋端部有扭曲變形現象或夾具安裝不正確,沒有夾好鋼筋;夾具擠壓力過大,造成鋼筋錯位。焊前晃動已夾好的鋼筋,使上下鋼筋錯位,夾具本身已變形或扭曲。

預防措施;焊前應先檢查鋼筋端頭,不順直的部分應切除或矯正,安裝夾具要正確,持上下鋼筋同心后,上下夾鉗才能同時均勻夾緊鋼筋;夾緊鋼筋后嚴禁晃動鋼筋,以免上下鋼筋錯位或夾具變形,扭曲,操作前先檢查夾具是否變形及夾鉗是否緊固,不能用的夾具,夾鉗應及時更換或修理。

接頭處彎折

產生原因;焊接后夾具折卸過早,接頭處溶融金屬沒有完全固化,接頭的強度和剛度都還很小,不能支撐上部的鋼筋。焊接時未注意扶持上部的鋼筋,在焊接或卸夾具時,上部鋼筋晃動而造成接頭處彎折。

預防措施;一套電渣壓力焊機應配置5~6套夾具,目的是保證接頭焊接完畢后停歇30S以上再拆卸接頭夾具,這不僅便于焊接工具周轉,接頭降溫緩慢,同時也可使接頭在拆卸夾具時增加一定強度和剛度,避免上部鋼筋向下歪斜,另外,焊接時工卸夾具時應用手扶持好上部鋼筋,以免上部鋼筋晃動,造成接頭彎折。

焊包薄而大

產生原因;擠壓過程中,擠壓速度過快且壓力過大,把熔融的金屬液體過快的擠向四周。焊接電流過大或擠壓過程的時間過長,使鋼筋熔融的金屬液體過多,從而造成擠壓后焊包薄而大。

預防措施;擠壓時應逐漸下送鋼筋,使上部鋼筋把熔融的金屬液均勻的擠壓到鋼筋周圍,形成薄厚均勻,大小適中的焊包。因電渣壓力焊的熱效率較高,其焊接電流比閃光對焊的電流小一半,宜按鋼筋端頭的的截面面積確定焊接電流(一般取0.8~0.9A/mm2)。如果電流過大,會造成鋼筋熔化過快金屬熔液過多,所經以要選好焊接電流,另外,焊接過程中要控制好時間參數,一般焊接16mm的鋼筋,焊接時間為18S;鋼筋直徑每增加2mm,焊接時間相應延長2S。如果焊接時間過長,也會導至鋼筋熔化過量,造成焊包過大。

接頭結合不良,焊包過小或無包

產生原因:焊接前沒有調整好夾頭的起始點,使上部鋼筋不能完全下送到位,與接頭處不能完全結合,下部鋼筋伸出鉗口的長度過短,使熔融金屬液體不能受到焊劑的正常依托,焊劑盒下部堵塞不嚴,使焊劑部分泄漏,金屬液體流失,焊接時間短,焊接電流過小,頂壓前過早斷電,都會造成鋼筋熔融量過小,使鋼筋不能完全結合,有效排渣,從而不能形成正常的焊包。

預防措施;焊接前調整好夾頭的起始點,保證上部鋼筋能完全下送到位,安裝夾具時,下部鋼筋出鉗口的長度不不于70mm,保證伸出焊劑盒不小于60mm,使熔融金屬液體有足夠的焊劑托裹,使上下鋼筋能夠正常結合;填裝焊劑前焊劑盒底部要用布堵塞嚴實,以免焊劑從縫隙泄漏,焊前選好焊接電流,并控制好焊接時間,應在擠壓過程開始的同時截斷電流,保證鋼筋能足夠熔化。

焊包不勻,偏包或無包

產生原因;鋼筋端面不平整,在擠壓時不能把熔融金屬液體均勻向四周排擠;焊劑填裝不均勻或焊劑有雜質,不能形成均勻的渣池,電弧電壓過高,產生偏弧現象,使鋼筋的端面不均勻熔化,沒有呈微凸形,鋼筋熔液一側偏少或偏多,焊接時間短,鋼筋熔化不完全,部分鋼筋端面熔化量不足,焊劑盒堵塞不嚴,熔化金屬流失,形成焊包不勻,偏包或無包現象。

預防措施;施焊前檢查鋼筋端面是否平整,不平整的應切除或矯正,安裝焊劑盒時應保持鋼筋居于焊劑盒中心,鋼筋周圍均勻填裝焊劑,對回收的焊劑應除凈雜質后再用;焊前選擇好合適的焊接參數,控制好焊機電弧電壓,一般在進入電弧穩定燃燒過程時,電壓為40~45V,當進入造渣過程時,電壓為22~27V;掌握好焊接時間,使鋼筋完全熔化,填裝焊劑前,要把焊劑盒底部與鋼筋之間的縫隙堵嚴,以免焊劑和金屬熔液流失。

焊包有氣孔,夾渣

產生原因;焊劑受潮,焊接時從焊劑中排出的氣體進入金屬熔液形成氣孔。擠壓過程時間長,上部鋼筋面不能呈微凸形,端面上不能形成由液態向固態轉化的薄層,擠壓過程不能順利排渣,焊接過程結束時沒能及時進行頂壓,造成部分鋼筋熔液固化,使焊渣不能排出,焊接部位埋入焊劑的深度不夠,使焊渣不能通過焊劑順利排出,并且金屬液體與空氣接觸易形成氣孔。

預防措施:焊接前應把焊劑烘干,掌握好焊接斷電和擠壓時間,斷電應與擠壓同時開始,此時上部鋼筋端面上形成一層介于固態和液態之間的薄層,通過擠壓排出焊渣其它雜質,填裝焊劑時應把焊劑盒裝滿,以使焊接部位進埋入焊接深度滿足要求,(一般不小于60mm)。

焊包下淌

產生原因;焊劑盒底部縫隙堵塞不嚴,致使鋼筋熔液順縫流下,焊后回收焊劑過早,熔液還未完全固化形成焊包。

預防措施:裝焊劑前應把焊劑盒底部縫隙堵嚴,每個接頭焊完后應停歇20~30S(寒冷地區可適當延長),待熔液稍微冷卻固化后再回收焊劑。

鋼筋(電極鉗與鋼筋接觸處)燒傷

產生原因:電極鉗沒有夾緊鋼筋,接觸不良,電極鉗與鋼筋接觸處已銹蝕或有泥污,導電不良。

預防措施:焊接前應檢查電極鉗是否夾緊鋼筋,發現沒有夾緊的應夾好,夾電極鉗前應先把鋼筋上的銹和泥污除凈。

焊接操作人員必須經過嚴格的考核,取得有效的焊工上崗合格證并能熟練操作,焊接夾具應有足夠的剛度,在最大允許荷載下移動靈活,操作方便,所選焊劑要合格,一般應采用431型焊劑,因該焊劑含錳,高硅與低氟成分,除起隔絕,保溫及穩定電弧作用外,還能起補充焊渣,脫氧及添加合金元素的作用,使焊縫金屬合金化。