焊接方法應(yīng)適合母材的性能和接頭的施焊位置,應(yīng)通過試驗確定所選擇的焊接方法是否合適。適合于車間里施焊的焊接方法可能不適合于現(xiàn)場焊接。母材金屬(例如表面狀況)、焊接方法和焊接材料(即焊條、焊絲、焊劑和氣體等)都對焊接接頭的顯微組織有影響。焊接材料的少許變化可能會導(dǎo)致焊縫金屬性能和焊接質(zhì)量的很大變化。焊接方法和焊前或焊后的任何冷、熱加工,對焊接接頭的力學(xué)性能會帶來不可忽略的影響。焊接時的熱量輸入和溫度梯度是必須考慮的重要因素。
1. 焊接方法的選擇
選擇焊接方法應(yīng)在保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良可靠的前提下,有良好的經(jīng)濟效益,即生產(chǎn)率高、成本低、勞動條件好、綜合性能指標(biāo)高。選擇焊接方法應(yīng)考慮下列因素:
①. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型
結(jié)構(gòu)件焊縫長,宜選用埋弧自動焊,其中短焊縫、打底焊縫宜選用焊條電弧焊。對于機械部件產(chǎn)品,一般焊縫不會太長,可根據(jù)精度的不同要求,選用不同的焊接方法。一般精度和厚度的零件多用氣體保護焊,重型件用電渣焊、氣電焊,薄件用電阻焊。圓斷面工件可選用摩擦焊,精度高的焊件可選用電子束焊。半成品件的焊縫如比較規(guī)則、又屬于批量生產(chǎn),可選用易于機械化、自動化的埋弧自動焊、氣體保護焊、高頻焊等。微電子器件接頭往往要求密封、導(dǎo)電、精確,常選用電子束焊、激光焊、超聲波焊、擴散焊及釬焊等方法。
②. 母材性能
母材的物理化學(xué)、力學(xué)、冶金性能不同,將直接影響焊接方法的選擇。熱傳導(dǎo)快的金屬應(yīng)選用熱輸入較大、焊透能力強的焊接方法;電阻率大的金屬宜選用電阻焊;熱敏感材料應(yīng)選用激光焊、超聲波焊等熱輸入較小的焊接方法。
③. 工件厚度
由于不同焊接方法的熱源各異,因而各有最適合焊接厚度范圍,在指定的范圍內(nèi),容易保證焊接質(zhì)量并獲得較高的生產(chǎn)率。
④. 接頭形狀
接頭形狀和位置是根據(jù)產(chǎn)品使用要求和母材厚度、形狀、性能等因素設(shè)計的,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同,接頭位置可能需要平焊、立焊、橫焊、仰焊、全位置焊等。這些因素都影響焊接方法的選擇。
對接接頭適宜多種焊接方法。平焊是最易施焊的位置,適宜多種焊接方法,可選用生產(chǎn)率高、質(zhì)量好的焊接方法,如埋弧焊、熔化極氣體保護焊等。
⑤. 生產(chǎn)條件
技術(shù)水平、生產(chǎn)設(shè)備和材料消耗均影響焊接方法的選用。在滿足生產(chǎn)需要的情況下,應(yīng)盡量選用要求技術(shù)水平低、生產(chǎn)設(shè)備簡單、便宜和材料消耗少的焊接方法,以便提高經(jīng)濟效益。
2. 焊接施工的控制
為了保證焊接質(zhì)量,必須在正確的焊接工藝條件下由熟練的操作者施焊。完善的焊接工藝評定和正確的材料選擇,為保證鍋爐、壓力容器質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。但還必須有正確的焊接工藝規(guī)程、熟練的操作者和嚴(yán)格的生產(chǎn)管理,才能使焊接質(zhì)量達到最佳水平。
正確的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計、合理的焊接工藝及可靠的焊接工藝評定,都要通過施工來實現(xiàn)。因此要求施工者嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程,以便保證焊接質(zhì)量。焊接施工時應(yīng)注意以下幾方面。
①. 焊接材料
為確保焊接質(zhì)量,焊條在使用前應(yīng)進行烘干(焊條說明書申明不需或不能進行烘干的焊條例外)。通過烘干,可去除焊條藥皮的吸附水分,脫水量主要取決于烘干溫度及時間。一般焊條烘干不能超過3次,以免藥皮變質(zhì)及開裂而影響焊接質(zhì)量。不同類型焊條的烘干溫度不同,為保證質(zhì)量,焊條烘干溫度可偏高一些,但不能無限增加。
供干后的焊條最好放在焊條保溫筒內(nèi),一般應(yīng)隨烘隨用,以免再次受潮。在露天大氣中存放的時間,對于低氫型焊條,一般不超過4~8h.經(jīng)過烘干的焊條超過一定時間后,必須在使用前進行再次烘干,以便保證焊接質(zhì)量。
②. 施悍因素的控制
焊接施工條件是建立在焊接工藝評定和工藝規(guī)程基礎(chǔ)上的,它主要與材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、接頭形式、坡口形式、焊接位置、環(huán)境條件、作業(yè)條件等因素有關(guān),施焊時要求嚴(yán)格按照所評定的焊接工藝進行。
焊接過程中要選擇符合施工標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料,選擇與所評定的工藝參數(shù)相符合的參數(shù)施焊,如有不符合焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的焊道,必須進行返修。
③. 焊后處理
焊接接頭一般來說是結(jié)構(gòu)件疲勞最敏感的部位:在疲勞狀態(tài)下的應(yīng)力集中系數(shù)不僅取決于接頭類型,而且也取決于接頭的幾何形狀、接頭的方向及其內(nèi)部或焊縫表面的缺陷與載荷方向及大小。
由安裝、操作和焊接引起的殘余應(yīng)力必須與設(shè)計應(yīng)力一起考電。在有脆性斷裂的危險部位(與使用溫度下的塑性、厚度及材利的性能有關(guān)),存在應(yīng)力腐蝕危險,對幾何形狀的穩(wěn)定性有嚴(yán)格的要求;零件有疲勞斷裂危險和焊接結(jié)構(gòu)不能產(chǎn)生足夠的局部屈服時,必須進行焊后熱處理,目的是減少殘余應(yīng)力或為了獲得所需要的接頭性能,或兩者均有。焊后機械處理(如錘擊)的目的是通過改善殘余應(yīng)力的分布來減少由焊接引起的應(yīng)力集中。應(yīng)當(dāng)注意,改善接頭某項性能的焊后處理措施可能對同一接頭的另一性能產(chǎn)生不利影響。