焊接方法應適合母材的性能和接頭的施焊位置,應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致焊縫金屬性能和焊接質量的很大變化。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
選擇焊接方法應在保證焊接產品質量優(yōu)良可靠的前提下,有良好的經濟效益,即生產率高、成本低、勞動條件好、綜合性能指標高。選擇焊接方法應考慮下列因素:
①. 產品結構類型
結構件焊縫長,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,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、力學、冶金性能不同,將直接影響焊接方法的選擇。熱傳導快的金屬應選用熱輸入較大、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,容易保證焊接質量并獲得較高的生產率。
④. 接頭形狀
接頭形狀和位置是根據(jù)產品使用要求和母材厚度、形狀、性能等因素設計的,產品結構不同,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,可選用生產率高、質量好的焊接方法,如埋弧焊、熔化極氣體保護焊等。
⑤. 生產條件
技術水平、生產設備和材料消耗均影響焊接方法的選用。在滿足生產需要的情況下,應盡量選用要求技術水平低、生產設備簡單、便宜和材料消耗少的焊接方法,以便提高經濟效益。
2. 焊接施工的控制
為了保證焊接質量,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、壓力容器質量打下了基礎。但還必須有正確的焊接工藝規(guī)程、熟練的操作者和嚴格的生產管理,才能使焊接質量達到最佳水平。
正確的焊接結構設計、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)。因此要求施工者嚴格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程,以便保證焊接質量。焊接施工時應注意以下幾方面。
①. 焊接材料
為確保焊接質量,焊條在使用前應進行烘干(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,以免藥皮變質及開裂而影響焊接質量。不同類型焊條的烘干溫度不同,為保證質量,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,一般應隨烘隨用,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)程基礎上的,它主要與材質、結構形式、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,施焊時要求嚴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準的焊接材料,選擇與所評定的工藝參數(shù)相符合的參數(shù)施焊,如有不符合焊縫質量標準的焊道,必須進行返修。
③. 焊后處理
焊接接頭一般來說是結構件疲勞最敏感的部位:在疲勞狀態(tài)下的應力集中系數(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力必須與設計應力一起考電。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),存在應力腐蝕危險,對幾何形狀的穩(wěn)定性有嚴格的要求;零件有疲勞斷裂危險和焊接結構不能產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力的分布來減少由焊接引起的應力集中。應當注意,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生不利影響。