常溫環(huán)境的優(yōu)勢(shì)
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認(rèn)為 15 - 25℃),焊接質(zhì)量相對(duì)更易。此時(shí),焊縫的冷卻速度適中,既能避免過(guò)快冷卻產(chǎn)生淬硬組織和過(guò)大應(yīng)力,又不會(huì)因過(guò)慢冷卻導(dǎo)致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩(wěn)定,藥皮能正常發(fā)揮保護(hù)和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
常見(jiàn)型號(hào)及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構(gòu)件以及強(qiáng)度要求不高的碳鋼結(jié)構(gòu),如一般的建筑結(jié)構(gòu)、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強(qiáng)度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強(qiáng)度級(jí)別較高的低碳鋼構(gòu)件,如壓力容器、橋梁等對(duì)焊接質(zhì)量要求較高的結(jié)構(gòu)。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優(yōu)勢(shì),適用于焊接各種碳鋼結(jié)構(gòu),特別是在一些對(duì)焊接效率和操作便利性有要求的場(chǎng)合,如野外施工等。
影響碳鋼焊條焊接質(zhì)量的因素有很多,主要包括焊條因素、焊接工藝因素、焊件因素和焊接環(huán)境因素等方面,以下是具體介紹:
焊條因素
化學(xué)成分:焊條的化學(xué)成分直接影響焊縫金屬的性能。例如,碳含量過(guò)高會(huì)增加焊縫的硬度和強(qiáng)度,但同時(shí)也會(huì)降低其韌性和抗裂性;錳含量有助于提高焊縫的強(qiáng)度和韌性,還能起到脫氧脫硫的作用;硅也是一種脫氧劑,適量的硅能增加焊縫的強(qiáng)度,但過(guò)量會(huì)導(dǎo)致焊縫變脆。
藥皮質(zhì)量:藥皮的作用是保護(hù)焊縫金屬、穩(wěn)定電弧和向焊縫中過(guò)渡合金元素等。藥皮成分不均勻、厚度不一致或受潮等都會(huì)影響焊接質(zhì)量。例如,藥皮受潮會(huì)使焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷;藥皮中合金元素含量不足,會(huì)導(dǎo)致焊縫金屬的力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)。
焊條直徑:焊條直徑的選擇應(yīng)根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊接電流等因素來(lái)確定。直徑過(guò)大,在焊接薄板或小電流焊接時(shí),不易操作,且可能導(dǎo)致焊縫根部未焊透;直徑過(guò)小,焊接厚板時(shí)則需要多層多道焊接,效率低,且焊縫的力學(xué)性能可能受影響。
焊件因素
焊件材質(zhì):焊件的材質(zhì)不同,其焊接性能也不同。例如,含碳量較高的碳鋼,焊接性較差,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷,需要采取特殊的焊接工藝措施,如焊前預(yù)熱、焊后緩冷等;而含碳量較低的碳鋼,焊接性相對(duì)較好,但也需要注意控制焊接參數(shù),以焊接質(zhì)量。
焊件厚度:焊件厚度越大,焊接時(shí)需要的熱量越多,焊接應(yīng)力也越大,容易產(chǎn)生焊接缺陷。對(duì)于厚板焊接,通常需要采用多層多道焊,并注意控制層間溫度,以焊縫的質(zhì)量。
焊件表面狀態(tài):焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì)會(huì)影響焊縫的質(zhì)量。這些雜質(zhì)在焊接過(guò)程中會(huì)分解產(chǎn)生氣體,導(dǎo)致焊縫中產(chǎn)生氣孔;同時(shí),雜質(zhì)還會(huì)影響焊縫金屬與焊件的熔合,降低焊接接頭的強(qiáng)度。
焊接環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度過(guò)低,會(huì)使焊件冷卻速度過(guò)快,增加焊接應(yīng)力,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃時(shí),需要對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱;環(huán)境溫度過(guò)高,會(huì)使焊條藥皮過(guò)早發(fā)紅、脫落,影響保護(hù)效果,同時(shí)也會(huì)使焊縫冷卻速度過(guò)慢,晶粒粗大。
濕度:環(huán)境濕度過(guò)大,會(huì)使空氣中的水分進(jìn)入焊縫,增加焊縫中的氫含量,導(dǎo)致氣孔、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò) 90% 時(shí),一般不宜進(jìn)行焊接作業(yè)。
風(fēng)速:在有風(fēng)的環(huán)境中焊接,會(huì)使電弧不穩(wěn)定,影響焊接質(zhì)量。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)一定限度時(shí),會(huì)吹散保護(hù)氣體,使焊縫失去保護(hù),容易產(chǎn)生氣孔、氧化等缺陷。一般規(guī)定,手工電弧焊時(shí),風(fēng)速大于 8m/s 就需要采取防風(fēng)措施。
焊接過(guò)程控制
選擇合理焊接參數(shù):根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊條直徑等因素,選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。焊接電流不宜過(guò)大,否則會(huì)導(dǎo)致焊縫過(guò)熱,晶粒粗大,增加裂紋傾向;焊接速度不宜過(guò)快,以免焊縫冷卻速度過(guò)快產(chǎn)生裂紋。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接時(shí),平焊位置的焊接電流一般為 100 - 130A,焊接電壓為 20 - 25V,焊接速度控制在 30 - 50cm/min。
采用正確運(yùn)條方法:根據(jù)焊縫的形狀和尺寸,選擇合適的運(yùn)條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運(yùn)條過(guò)程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長(zhǎng)度,避免出現(xiàn)斷弧、收弧過(guò)快等情況,焊縫金屬的良好熔合和成型。
控制層間溫度:多層多道焊時(shí),要控制好層間溫度,使其不低于預(yù)熱溫度且不規(guī)定的上限溫度。例如,對(duì)于一般碳鋼焊件,層間溫度宜控制在 150 - 250℃之間,防止層間溫度過(guò)高導(dǎo)致焊縫組織過(guò)熱,或過(guò)低使焊接應(yīng)力增大。