單面焊雙面成形質(zhì)量差的

1、船舶專業(yè)論文題目：?jiǎn)蚊婧鸽p面成形質(zhì)量差的原因及防止措施目 錄摘 要 ····································· 1 前 言 ······&

2、#183;······························ 2 1 單面焊雙面成形技術(shù)的概念 ················&

3、#183;·········· 2 2 單面焊雙面成形常見的焊接缺陷 ························· 32.1 尺寸上的缺陷 ········

4、3;······················ 32.2 結(jié)構(gòu)上的缺陷 ·························

5、83;····· 32.3 性質(zhì)上的缺陷 ······························· 3 3 單面焊雙面成形質(zhì)量差引起的問題 ········

6、;················ 33.1 增加消耗，降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命 ···················· 33.2 焊接缺陷會(huì)給結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來威脅，引起安全事故 ····

7、3;········ 3 4 單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析 ······················ 34.1 焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差 ············

8、········· 34.2 工藝因素對(duì)單面焊雙面成形焊接質(zhì)量的影響 ·················· 44.3 操作因素 ·················

9、;················ 5 5 防止單面焊雙面成形焊接產(chǎn)生焊接缺陷的措施 ··················· 55.1 作好焊前準(zhǔn)備 ········&#

10、183;······················ 55.2 焊接操作 ·························

11、83;······· 6單面焊雙面成形質(zhì)量差的原因及防止措施摘 要：?jiǎn)蚊婧鸽p面成形的焊接質(zhì)量受到了焊接設(shè)備、焊材工藝流程、操作技術(shù)水平的限制。本文詳細(xì)的介紹了焊接電源、焊接電流、焊接速度、電弧電壓、焊接層數(shù)、焊條類形、焊條直徑等工藝因素對(duì)單面焊雙面成形技術(shù)焊接質(zhì)量的影響和造成的相關(guān)缺陷。詳細(xì)的分析了單面焊雙面成形技術(shù)焊接質(zhì)量差所引起的一系列問題及造成質(zhì)量差的原因，提出了相應(yīng)的防止措施，解決單面焊雙面成形技術(shù)的缺陷，使單面焊雙面成形技術(shù)進(jìn)一步完善，加以推廣，并對(duì)單面焊雙面成形作業(yè)具有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：?jiǎn)蚊婧鸽p面成形，焊接

12、，質(zhì)量，原因，措施1引 言焊接技術(shù)是一門重要的金屬加工技術(shù)，盡管焊接技術(shù)發(fā)展很快，自動(dòng)化程度也越來越高，但手工電弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在小直徑容器和管道的焊接方面，單面焊雙面成形焊接技術(shù)的作用更顯突出。優(yōu)質(zhì)的單面焊雙面成形焊接的焊縫表面應(yīng)圓滑過渡至母材，表面不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤、咬邊等缺陷，焊縫內(nèi)部同樣不允許有缺陷。但焊接過程中由于設(shè)備、材料、工藝及操作等原因，使得形成的焊縫達(dá)不到質(zhì)量要求，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的工作質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。1.單面焊雙面成形技術(shù)的概念2單面焊雙面成形技術(shù)是采用普通焊條，在不需要任何輔助措施條件下，只是坡口根部在進(jìn)行組裝定位焊時(shí)，應(yīng)按焊接的不

13、同操作手法留出不同的間隙，在坡口的正面進(jìn)行焊接，就會(huì)在破口的正、背兩面都能得到均勻整齊、成形良好，符合質(zhì)量要求的焊縫。這種方法主要適用于板材對(duì)接接頭、管狀對(duì)接接頭和騎座式管板接頭。是鍋爐、壓力容器焊工應(yīng)熟練掌握的操作技能1。2.單面焊雙面成形常見的焊接缺陷2.1 尺寸上的缺陷包括焊接結(jié)構(gòu)的尺寸誤差和焊縫形狀不佳等。焊縫外表高低不平和波紋粗劣，焊縫寬度不均勻、太寬或太窄，焊縫余高過低或過高，角焊縫焊腳尺寸不等都屬于焊縫尺寸及形狀不符合要求。這些缺陷不僅使焊縫成形不美，而且容易造成應(yīng)力集中,影響焊縫與母材的結(jié)合強(qiáng)度。2.2 結(jié)構(gòu)上的缺陷包括氣孔、夾渣、非金屬夾雜物、熔合不良、未焊透、咬邊、裂紋、表

14、面缺陷等。這些缺陷是焊接過程中最容易出現(xiàn)的缺陷。這些缺陷減弱了焊縫的有效面積，降低了焊接接頭的力學(xué)性能，而且易造成應(yīng)力集中，引起裂紋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，使焊接結(jié)構(gòu)無法承受正常工作載荷。2.3 性質(zhì)上的缺陷包括力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)等不滿足焊件的使用要求的缺陷。力學(xué)性能指的是抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率、硬度、沖擊吸收功、塑性、疲勞強(qiáng)度、彎曲角度等?；瘜W(xué)性質(zhì)指的是化學(xué)成分和耐腐蝕性等。這些缺陷使焊縫結(jié)構(gòu)無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能和化學(xué)性能2。3.單面焊雙面成形質(zhì)量差引起的問題3.1 增加消耗，降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命焊接生產(chǎn)中，優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量可以滿足設(shè)計(jì)要求，保證結(jié)構(gòu)的正常使用壽命1。 而一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的焊接

15、缺陷，就會(huì)增加板材、焊材、電力及人力的消耗等。 否則，這些缺陷在使用過程中會(huì)引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，降低結(jié)構(gòu)的使用壽命。3.2 焊接缺陷會(huì)給結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來威脅，引起安全事故單面焊雙面成形焊接主要用于鍋爐及壓力容器等重要構(gòu)件的焊接生產(chǎn)中，一旦有嚴(yán)重缺陷，質(zhì)量不合格，焊件的焊補(bǔ)非常困難，而且在生產(chǎn)過程中受各種交變載荷及壓力的作用，使焊縫的缺陷產(chǎn)生應(yīng)力集中，加之焊縫的有效使用面積減小，減弱了焊接接頭的強(qiáng)度。輕則使產(chǎn)品的使用壽命受到影響，重則導(dǎo)致焊縫斷裂，產(chǎn)品破壞，釀成嚴(yán)重的事故。4.單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析4.1 焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差焊接電源是焊接工藝執(zhí)行過程中最重要的因素。若

16、焊接電源自身性能不好，必然不會(huì)產(chǎn)生良好的焊件。當(dāng)焊機(jī)的引弧性能差，電弧燃燒不穩(wěn)定，就不能保證工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊接過程就無法正常進(jìn)行，焊接質(zhì)量就得不到保證。用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。采用直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、柔順、飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。低氫型焊條穩(wěn)弧性差，通常必須采用直流弧焊電源。用小電流焊接薄板時(shí)，3也常用直流弧焊電源，因?yàn)橐”容^容易，電弧比較穩(wěn)定。低氫型焊條用直流電源焊接時(shí)，一般用反接，因?yàn)榉唇拥碾娀”日臃€(wěn)定。焊接薄板時(shí)，焊接電流小，電弧不穩(wěn)定，因此焊接薄板時(shí)，不論是用堿性焊條還是用酸性焊條，都選用直流反接3。4.2 工藝因素對(duì)單面焊雙面成形焊接質(zhì)量的影響焊接電流大小選

17、擇恰當(dāng)與否直接影響到焊接的最終質(zhì)量。焊接電流過大，可以提高生產(chǎn)率，并使熔透深度增加，但易出現(xiàn)咬邊、焊穿、增加焊件變形和金屬飛濺量，也會(huì)使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化，并增大氣孔傾向。 尤其在立焊操作時(shí)熔池難以控制，易出現(xiàn)焊瘤，弧長(zhǎng)增加，就會(huì)產(chǎn)生咬邊。焊接電流過小，使電弧不穩(wěn)，熔透深度減小，易出現(xiàn)未焊透、熔合不良、夾渣、脫節(jié)等缺陷。若焊接電源自身性能不好，必然不會(huì)產(chǎn)生良好的焊件，當(dāng)焊機(jī)的引弧性能差，電弧燃燒不穩(wěn)當(dāng)，就不能保證工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊接過程就無法正常進(jìn)行，焊接質(zhì)量就得不到保證。用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)當(dāng)性差。采用直流電源焊接時(shí)電弧穩(wěn)定，柔順，飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重，低氫型焊條穩(wěn)

18、弧性差，通常必須采用直流弧焊電源。用小電流焊接薄板時(shí)，也常用直流弧焊電源，以為引弧比較容易，電弧比較穩(wěn)定，低氫焊條用直流電源焊接時(shí)，一般采用反接，以為反接的電弧比較穩(wěn)定，焊接薄板時(shí)，焊接電流小，電弧不穩(wěn)定，因此焊接薄板時(shí)，不論是堿性焊條還是酸性焊條，都選用直流反接。焊接電流應(yīng)根據(jù)板件厚度、接頭形式、焊接位置、焊接層數(shù)、焊條類形、焊條直徑和焊接經(jīng)驗(yàn)等因素綜合考慮。對(duì)于一定直徑的焊條有一個(gè)合適的焊接電流范圍，可參考表1選擇3。表 1 焊接電流和焊條直徑的關(guān)系焊條直徑/mm焊接電流/A1.6 2540 2.0 4065 2.5 5080 3.2 100130 4 160210 5 200270 6

19、260300焊接速度是表征焊接生產(chǎn)效率的主要參數(shù)。合理選擇焊接速度對(duì)保證焊接質(zhì)量尤為重要。焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和余高等符合設(shè)計(jì)要求。焊速過快，使熔池溫度不夠，易造成未焊透、未熔合、焊縫成形不良等缺陷。焊速過慢，使高溫時(shí)間長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，機(jī)械性能降低，焊件的變形量增大，同時(shí)焊速過慢還會(huì)使每層的厚度增大，導(dǎo)致熔渣倒流，形成夾渣等缺陷。a）鑄件 b）鍛件圖 1 鋼的顯微組織4焊接過程中合理的控制電弧長(zhǎng)度是保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素。焊條電弧焊電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度決定的。電弧長(zhǎng)度越大，電弧電壓越高，電弧長(zhǎng)度越短，電弧電壓越小。

20、電弧過長(zhǎng)對(duì)熔化金屬保護(hù)差，空氣中的氧、氮等有害氣體容易侵入，使焊縫易產(chǎn)生氣孔，焊接金屬的機(jī)械性能降低。但弧長(zhǎng)也不易過短，若弧長(zhǎng)過短，就會(huì)引起粘條現(xiàn)象，且由于電弧對(duì)溶池的表面壓力過大，不利于溶池的攪拌，使溶池中氣體及溶渣上浮受阻，從而引起氣孔、夾渣等缺陷的產(chǎn)生。單面焊雙面成形焊接層數(shù)的選擇對(duì)焊縫質(zhì)量也有一定的影響。焊接層數(shù)主要根據(jù)焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙等來確定。可作如下近似估算：n=/d 公式（1） 式中：n為焊接層數(shù)；為焊件的厚度（mm）；d為焊條的直徑（mm）對(duì)于低碳鋼和強(qiáng)度等級(jí)較低的低合金鋼的多層焊時(shí)，每層厚度過大，對(duì)焊縫金屬的塑性（主要表現(xiàn)在冷彎上）有不利的影響，且焊接過

21、程中熔渣易倒流，產(chǎn)生夾渣和未熔合等缺陷。 但每層厚度也不易過小，以免造成焊縫兩側(cè)熔合不良。焊縫金屬的性能主要由焊條和焊件金屬相互熔化來決定。因此，焊條類形選擇恰當(dāng)與否是影響焊縫質(zhì)量的重要因素。焊條直徑的大小除了對(duì)生產(chǎn)率有一定的影響外，對(duì)焊接質(zhì)量也有一定的影響。焊條直徑一般根據(jù)焊件的厚度選擇：同時(shí)還要考慮接頭形式、施焊位置和焊接層數(shù)，對(duì)于重要的結(jié)構(gòu)還要考慮焊接熱輸入的要求。在一般情況下，焊條直徑與焊件厚度之間的關(guān)系的參考數(shù)據(jù)，見表2。表 2 焊條直徑與工件厚度之間的關(guān)系焊件厚度/mm焊條直徑/mm2 2 3 3.2 45 3.24 612 45 13 416在板厚相同的條件下，平焊位置的焊接所選

22、用的焊條直徑比其他位置大一些，立焊，橫焊和仰焊應(yīng)選用較細(xì)的焊條，一般不超過4.0mm。第一層焊道應(yīng)選用小直徑焊條焊接，以后各層可以根據(jù)焊件的厚度選用較大的焊條。T形接頭、搭接接頭都選用較大直徑的焊條。4.3 操作因素在焊接生產(chǎn)過程中，焊工的單面焊雙面成形操作技術(shù)水平低，就意味著打底層的運(yùn)條方法、焊條角度、接頭方法、中間層及蓋面層的運(yùn)條方法、接頭、收尾等操作方法掌握不熟練，這是造成焊縫質(zhì)量差的重要原因之一。焊前對(duì)工件上的油、銹、水分清理不嚴(yán)格，焊條未經(jīng)烘干處理或烘烤溫度不夠而投入使用，會(huì)促使焊縫產(chǎn)生大量的氣孔，從而使焊接縫質(zhì)量達(dá)不到要求。5.防止單面焊雙面成形焊接產(chǎn)生焊接缺陷的措施5.1 作好焊

23、前準(zhǔn)備5焊前應(yīng)對(duì)焊機(jī)進(jìn)行試焊，確認(rèn)焊機(jī)的引弧性能和穩(wěn)定性能好，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)方便、靈活、方可使用。工件應(yīng)開Y形的坡口，鈍邊的尺寸一般選在0.51.0mm之間，坡口邊緣20mm以內(nèi)處用磨光機(jī)打磨，并將表面的鐵銹、油污等清除干凈，露出金屬光澤。鍋爐壓力容器及重要結(jié)構(gòu)的焊接一律采用堿性焊條，打底層焊接應(yīng)選擇直徑3.2mm的焊條，中間層和蓋面層可選用4mm的焊條，并對(duì)焊條進(jìn)行400烘干，保溫24h。使用時(shí)需要將焊條放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取。焊條在爐外停留時(shí)間不得超過4h，且反復(fù)烘干次數(shù)不能多于三次，藥皮開裂和偏心度超標(biāo)的焊條不得使用4。5.2 焊接操作焊條電弧焊的工藝參數(shù)通常包括：焊條直徑、焊接電流、電

24、弧電壓、焊接速度、電源種類和極性、焊接層數(shù)等。焊接工藝參數(shù)選擇的正確與否直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此選擇合適的焊接工藝參數(shù)是焊接生產(chǎn)中不可忽視的一個(gè)重要問題。焊接電流應(yīng)根據(jù)板件厚度、焊接位置、焊接層數(shù)、焊條類形、焊條直徑和焊接經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，保證所選擇的電流不易造成焊縫咬邊、燒穿、夾渣、未焊透等缺陷。焊接過程中應(yīng)盡量選擇使用短弧焊接，立焊、仰焊時(shí)比平焊更短些，以利于熔滴過渡，防止熔化金屬下滴，堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些，以利于電弧的穩(wěn)定，以避免咬邊、未焊透、氣孔等缺陷的產(chǎn)生。 焊速應(yīng)合適，不宜過慢，以每層厚度不大于4-5mm為宜，以避免高溫停留增長(zhǎng)，影響焊縫的機(jī)械性能，

25、但焊速也不宜過快，以免造成未溶合、未焊透等缺陷5。焊接速度直接影響生產(chǎn)率，所以應(yīng)該在保證焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)上采用較大的焊條直徑和焊接電流，同時(shí)根據(jù)具體情況適當(dāng)加快焊接速度，以提高焊接生產(chǎn)率。對(duì)重要構(gòu)件要采取焊前先預(yù)熱、焊后緩冷等措施，以避免冷裂紋的產(chǎn)生。焊接參數(shù)對(duì)熱影響區(qū)的大小和性能有很大的影響。采用小的焊接參數(shù)，如降低焊接電流，增大焊接速度等，都可以減小熱影響區(qū)的尺寸。采用小的焊接參數(shù)也可防止過熱組織生成和晶粒細(xì)化。一、自動(dòng)埋弧焊的焊接參數(shù)的確定 自動(dòng)埋弧焊的焊接參數(shù)一般包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度及焊接直徑。 1、焊接電流的確定 焊接電流主要影響焊縫厚度。其他條件一定時(shí)，隨著電流的增大，電

26、弧力和電弧對(duì)焊件的熱輸入量及焊絲的熔化量增大，熔深將增加。焊縫厚度和余高增加，而焊縫寬度幾乎不變，焊縫成形系數(shù)減小，焊接電流對(duì)焊縫熔深大小影響最大。 2、電弧電壓的確定 電弧電壓主要影響焊縫寬度。其他條件一定時(shí)，電弧電壓低時(shí)熔深大、焊縫寬度窄電弧電壓高時(shí)熔深淺、焊縫寬度增加過分增加電壓會(huì)使電弧不穩(wěn)熔深減少易造成未焊透的現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成咬邊、氣孔等缺陷。 3、焊絲直徑的確定 在焊接電流、電壓和速度不變的情況下焊絲直徑將直接影響焊縫的熔深。隨著焊絲直徑的減少熔深將加大成型系數(shù)減小。根據(jù)焊件的外形和尺寸可選定細(xì)絲埋弧焊，還是粗絲埋弧焊。例如小直徑圓筒的內(nèi)外環(huán)縫應(yīng)采用 2mm 焊絲的細(xì)絲埋弧焊厚板深

27、坡口對(duì)接街頭縱縫和環(huán)縫宜采用 5mm、6mm 焊絲的粗絲埋弧焊。 4、焊接速度的確定 焊接速度的快慢主要影響母材的熱輸入量。焊接速度的確定一般根據(jù)焊接電流的大小來確定，同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率。如焊接速度增加焊縫的線能量減少使熔寬減少、熔深增加然而繼續(xù)加大焊接速度反而會(huì)使熔深減少焊接速度過快電弧對(duì)焊件加熱不足使熔合比減少還會(huì)造6成咬邊、未焊透及氣孔等缺陷二、焊接變形的控制 自動(dòng)埋弧焊電流大熱量高構(gòu)件易產(chǎn)生變形翼緣板角變形，H 鋼的縱向彎曲，H 鋼扭曲變形。 針對(duì)上述問題主要采取以下技術(shù)措施: 1、在專用工作臺(tái)上將 H 鋼的四條縱向角焊變?yōu)榇魏?，以保證焊縫的焊透，提高焊接質(zhì)量，減少熔敷金屬。 2、根據(jù)

28、翼緣板與腹板的不同配置調(diào)整焊接參數(shù)將角變形控制在 3 mm 以內(nèi)，然后用翼緣矯正機(jī)對(duì)其進(jìn)行校正3、縱向彎曲是由于 H 型鋼單邊受熱產(chǎn)生的殘余應(yīng)力分布不均造成的。通過實(shí)驗(yàn)決定利用后續(xù)焊縫的殘余應(yīng)力平衡上道焊縫的殘余應(yīng)力的辦法，即第 1、2 道焊縫焊接時(shí)，電流調(diào)至下限值，第 3 道焊縫焊接時(shí)，電流調(diào)至平均值，在最后一道焊縫焊接時(shí)，將電流調(diào)至上限值，以期消除變形。如采用上述措施后仍有少量變形，則在后續(xù)工序中用火焰法予以校正。 4、扭曲變形與縱向彎曲產(chǎn)生的原因大致相同，因此，也是通過合理調(diào)整焊接順序，以后續(xù)焊縫的殘余應(yīng)力來平衡前面的焊接殘余應(yīng)力。 5、為了減少變形和裝配順序，盡量可采取先組裝焊接成小件

29、，并進(jìn)行矯正，使盡可能消除施焊產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，再將小件組裝成整體構(gòu)件。三、焊接變形矯正 在焊接 H 鋼生產(chǎn)中對(duì)構(gòu)件變形的校正，主要采用三種方法：火焰校正法、機(jī)械校正法和反變形法。 1、機(jī)械校正法主要校正翼緣板的角變形，在專用的翼緣矯正機(jī)上通過機(jī)械力進(jìn)行反復(fù)的強(qiáng)制性校正，直到角變形量符合標(biāo)準(zhǔn)為止。 2、火焰校正法主要用于校正 H 鋼的縱向彎曲變形，在拱起的一側(cè)用火焰加熱至 850900 ，在翼緣板上進(jìn)行條形加熱，在腹板上進(jìn)行三角形區(qū)加熱，加熱后用冷水進(jìn)行跟蹤冷卻。加熱時(shí)根據(jù)不同的變形量，控制加熱區(qū)的大小和加熱的溫度，以防校正過量和出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。 3、反變形法用于控制端頭板焊接變形。在端頭板焊接前，在施焊部位的反面用大號(hào)氣焊槍進(jìn)行烘烤，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，待正式施焊時(shí)達(dá)到焊接殘余應(yīng)力平衡。最終實(shí)現(xiàn)端頭板的平整。焊接生產(chǎn)中，焊工對(duì)單面焊雙面成形操作技術(shù)掌握的水平和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，往往決定了焊縫的質(zhì)量。因此，加強(qiáng)焊工單面焊雙面成形操作技能的訓(xùn)練及各種單面焊雙面成形的焊接參數(shù)的