的缺陷分析预防措施

一、前言

本公司采用的20g钢板制造锅壳式锅炉炉胆,用埋弧焊焊接其纵环缝,检测时发现焊缝的气孔偏多(尤为环缝),返修率相当高。这在一定程度上影响了产品的制造质量,并增加了制造成本,尤其是多次返修对焊接接头的组织和性能带来不利的影响,因此,寻找气孔产生的原因是必要的,以便在施焊前采取一些相应的有效预防措施,使其能得到一定程度的解决,防患于未然。

二.原因与措施

气孔是最常见的一种焊接缺陷。气孔的存在对焊缝强度影响比较大,它使焊缝有效工作面积减少,从而降低抗载荷能力。形成气孔的根本原因是焊缝金属吸收过多的气体,在焊缝冷却时,气体在金属中的溶解度下降,气体以气泡形式逸出,如气体逸出速度小于金属结晶速度,就会在金属内部形成气孔。形成气孔的气体主要是氢、氮和一氧化碳。

除由于板薄,焊接热容量小,焊后焊缝冷却速度太快,气体来不及在焊缝固前从焊接熔池中退出而形成气孔的主要原因外,还有以下几方面的原因:

1.焊机的选用不太合理,在一定程度上影响了焊接过程的稳定性。如目前大多数厂家选用的都是MI-1000型焊机,除受交流电性质的影响外,由于功率偏大,当使用其下限电流时,稳定性自然就要差些。最好是选用直流焊机且功率不宜过大(最大电流不要超过600安培)比较合适。

2.焊材方面的原因,如焊丝生锈或表面不干净、焊剂质量不合格或使用前未按要求烘培。锅筒材料一般为低碳钢或16Mn类低合金钢,其焊接时一般都运用焊剂431匹配普通低碳钢焊丝或低锰钢焊丝。焊剂431具有良好的工艺性能,但由于焊剂生产厂家很多,焊剂431产品质量相差很大,有时尽管焊剂化学成份合格但色泽很不一致,有的为黄色,有的为深棕色,有的为棕黑色,有的是多种颜色的混合体。焊剂431的不同色泽反映了它在施焊过程中的脱氧还原能力不同。实践证明,焊剂431色泽过深或发黑时,不仅使焊缝外观不美观,而且易产生气孔、表面凹坑、麻点等焊接缺陷。另外,焊丝和焊剂的选用也不太合理,如目前焊丝大都选用Φ1.1和Φ3.2㎜的H08A,焊剂大都选用普通粒度的HJ431。实践证明,焊丝最好选用Φ3.2和Φ2.5㎜的H08MnA,焊剂最好选取用细颗粒的HJ430或HJ431比较合适,这样,不仅能更好的保护焊缝,而且还能改善焊接熔池在高温下的冶金反应能力,有利于减少气孔的产生。

3.对焊前和焊接过程中的工艺准备缺乏更严格的要求。如对焊件、焊丝的清理,焊剂的烘干,焊接装配间隙质量的控制,焊接参数的调控以及焊工操作技能水平的高低等。

4.焊接装配间隙的质量不能满足埋弧焊的要求(主要是环缝)。焊接前害怕烧穿,往往在内焊缝的反面用手弧焊随意的堵焊,这不仅污染了焊接部位,还影响了焊接过程中焊缝的透气性,加剧了气孔的产生,在此种情况下,如果暂还保证不了焊接装配间隙的质量,又非要用埋弧焊焊接的话,最好用手弧焊进行正规的封底焊,不宜用括弧焊随意堵焊,因为这样不仅浪费了焊条和工时,而且焊接质量得不到保证。退一步来讲,还不如干脆用手弧焊焊接或许会好些。

5.焊工的操作技能水平不高,不敢使用较大的上限电流焊接。对此类焊缝的焊接,应挑选较高水平的焊工去焊接比较合适,因为在保证不烧穿的情况下,使用较大的上限电流焊接,从而增加了焊接熔池的体积,减小了焊缝的冷却速度,有利于气体在焊接熔池凝固前的逸出,减少了气孔的产生。

三、结论

采用埋弧焊焊接6㎜和8㎜的20g板相对于焊接8㎜以上的板来说要难些,但只要对以上论述的几个方面引起足够的重视,还是可以焊得比较好的,关键是要保证装配间隙的质量,并能使用较大的上限电流进行焊接。

篇2:电渣压力焊接头质量缺陷分析预防措施

在多层和高层建筑中,框架柱或剪力墙的竖向钢筋连接多采用电渣压力焊连接,施工简单,操作方便,造价低。但是,施工中受操作方法,电压、电流等诸多因素的影响,往往会造成焊接接头质量缺陷,例如轴线偏移,接头变折,焊包薄而大,接头结合不良,焊包有不匀,气孔夹碴,不淌等现象。而钢筋焊接规范规定,焊包应均匀,突出部分至少高出钢筋表面4mm,电极与钢筋接触处,无明显的烧伤缺陷,接头处的诬陷弯折角度不大于40;接头处的轴线偏移不超过0.d(d为钢筋直径),同时大于2mm。为了避免上述缺陷,我们采取了相应的预防措施,效果较好。具体做法如下。

上下轴线偏移

产生原因;焊接钢筋端部有扭曲变形现象或夹具安装不正确,没有夹好钢筋;夹具挤压力过大,造成钢筋错位。焊前晃动已夹好的钢筋,使上下钢筋错位,夹具本身已变形或扭曲。

预防措施;焊前应先检查钢筋端头,不顺直的部分应切除或矫正,安装夹具要正确,持上下钢筋同心后,上下夹钳才能同时均匀夹紧钢筋;夹紧钢筋后严禁晃动钢筋,以免上下钢筋错位或夹具变形,扭曲,操作前先检查夹具是否变形及夹钳是否紧固,不能用的夹具,夹钳应及时更换或修理。

接头处弯折

产生原因;焊接后夹具折卸过早,接头处溶融金属没有完全固化,接头的强度和刚度都还很小,不能支撑上部的钢筋。焊接时未注意扶持上部的钢筋,在焊接或卸夹具时,上部钢筋晃动而造成接头处弯折。

预防措施;一套电渣压力焊机应配置5~6套夹具,目的是保证接头焊接完毕后停歇30S以上再拆卸接头夹具,这不仅便于焊接工具周转,接头降温缓慢,同时也可使接头在拆卸夹具时增加一定强度和刚度,避免上部钢筋向下歪斜,另外,焊接时工卸夹具时应用手扶持好上部钢筋,以免上部钢筋晃动,造成接头弯折。

焊包薄而大

产生原因;挤压过程中,挤压速度过快且压力过大,把熔融的金属液体过快的挤向四周。焊接电流过大或挤压过程的时间过长,使钢筋熔融的金属液体过多,从而造成挤压后焊包薄而大。

预防措施;挤压时应逐渐下送钢筋,使上部钢筋把熔融的金属液均匀的挤压到钢筋周围,形成薄厚均匀,大小适中的焊包。因电渣压力焊的热效率较高,其焊接电流比闪光对焊的电流小一半,宜按钢筋端头的的截面面积确定焊接电流(一般取0.8~0.9A/mm2)。如果电流过大,会造成钢筋熔化过快金属熔液过多,所经以要选好焊接电流,另外,焊接过程中要控制好时间参数,一般焊接16mm的钢筋,焊接时间为18S;钢筋直径每增加2mm,焊接时间相应延长2S。如果焊接时间过长,也会导至钢筋熔化过量,造成焊包过大。

接头结合不良,焊包过小或无包

产生原因:焊接前没有调整好夹头的起始点,使上部钢筋不能完全下送到位,与接头处不能完全结合,下部钢筋伸出钳口的长度过短,使熔融金属液体不能受到焊剂的正常依托,焊剂盒下部堵塞不严,使焊剂部分泄漏,金属液体流失,焊接时间短,焊接电流过小,顶压前过早断电,都会造成钢筋熔融量过小,使钢筋不能完全结合,有效排渣,从而不能形成正常的焊包。

预防措施;焊接前调整好夹头的起始点,保证上部钢筋能完全下送到位,安装夹具时,下部钢筋出钳口的长度不不于70mm,保证伸出焊剂盒不小于60mm,使熔融金属液体有足够的焊剂托裹,使上下钢筋能够正常结合;填装焊剂前焊剂盒底部要用布堵塞严实,以免焊剂从缝隙泄漏,焊前选好焊接电流,并控制好焊接时间,应在挤压过程开始的同时截断电流,保证钢筋能足够熔化。

焊包不匀,偏包或无包

产生原因;钢筋端面不平整,在挤压时不能把熔融金属液体均匀向四周排挤;焊剂填装不均匀或焊剂有杂质,不能形成均匀的渣池,电弧电压过高,产生偏弧现象,使钢筋的端面不均匀熔化,没有呈微凸形,钢筋熔液一侧偏少或偏多,焊接时间短,钢筋熔化不完全,部分钢筋端面熔化量不足,焊剂盒堵塞不严,熔化金属流失,形成焊包不匀,偏包或无包现象。

预防措施;施焊前检查钢筋端面是否平整,不平整的应切除或矫正,安装焊剂盒时应保持钢筋居于焊剂盒中心,钢筋周围均匀填装焊剂,对回收的焊剂应除净杂质后再用;焊前选择好合适的焊接参数,控制好焊机电弧电压,一般在进入电弧稳定燃烧过程时,电压为40~45V,当进入造渣过程时,电压为22~27V;掌握好焊接时间,使钢筋完全熔化,填装焊剂前,要把焊剂盒底部与钢筋之间的缝隙堵严,以免焊剂和金属熔液流失。

焊包有气孔,夹渣

产生原因;焊剂受潮,焊接时从焊剂中排出的气体进入金属熔液形成气孔。挤压过程时间长,上部钢筋面不能呈微凸形,端面上不能形成由液态向固态转化的薄层,挤压过程不能顺利排渣,焊接过程结束时没能及时进行顶压,造成部分钢筋熔液固化,使焊渣不能排出,焊接部位埋入焊剂的深度不够,使焊渣不能通过焊剂顺利排出,并且金属液体与空气接触易形成气孔。

预防措施:焊接前应把焊剂烘干,掌握好焊接断电和挤压时间,断电应与挤压同时开始,此时上部钢筋端面上形成一层介于固态和液态之间的薄层,通过挤压排出焊渣其它杂质,填装焊剂时应把焊剂盒装满,以使焊接部位进埋入焊接深度满足要求,(一般不小于60mm)。

焊包下淌

产生原因;焊剂盒底部缝隙堵塞不严,致使钢筋熔液顺缝流下,焊后回收焊剂过早,熔液还未完全固化形成焊包。

预防措施:装焊剂前应把焊剂盒底部缝隙堵严,每个接头焊完后应停歇20~30S(寒冷地区可适当延长),待熔液稍微冷却固化后再回收焊剂。

钢筋(电极钳与钢筋接触处)烧伤

产生原因:电极钳没有夹紧钢筋,接触不良,电极钳与钢筋接触处已锈蚀或有泥污,导电不良。

预防措施:焊接前应检查电极钳是否夹紧钢筋,发现没有夹紧的应夹好,夹电极钳前应先把钢筋上的锈和泥污除净。

焊接操作人员必须经过严格的考核,取得有效的焊工上岗合格证并能熟练操作,焊接夹具应有足够的刚度,在最大允许荷载下移动灵活,操作方便,所选焊剂要合格,一般应采用431型焊剂,因该焊剂含锰,高硅与低氟成分,除起隔绝,保温及稳定电弧作用外,还能起补充焊渣,脱氧及添加合金元素的作用,使焊缝金属合金化。