如下:
1、你的视力较差,无法看到焊条与母材接触的“熔池”。这是最大的可能。
2、焊条与母材之间有几毫米的距离。此距离决定着焊缝的宽窄及焊件被“溶”的深度。稍微调节距离可发现“溶池”。
3、你的面罩的“黑玻璃”焊渣密集,考虑更换。
介绍
电焊是利用焊条通过电弧高温融化金属部件需要连接的地方而实现的一种焊接操作。
其工作原理是:通过常用的220V或380V电压,通过电焊机里的变压器降低电压,增强电流,并使电能产生巨大的电弧热量融化焊条和钢铁,而焊条熔融使钢铁之间的融合性更高。
⑴焊接材料 Ni9低温钢常用的焊接材料有Ni的质量分数约60%以上的Inconel型、Ni的质量分数约40%的FeNi基型、Ni的质量分数为13%的奥氏体不锈钢型和Ni11%的铁素体型等,其中Ni基与Fe-Ni基的焊接材料低温韧性好,线膨胀系数与Ni9钢相近,但成本高、屈服点偏低。Ni的质量分数为13%-Cr16%型焊接材料的成本低、屈服点高,但低温韧性稍差,线膨胀系数与Ni9钢有很大差异。
Ni9钢手弧焊用焊接材料为Ni60Cr15Mo、Ni55Cr22Mo9、Ni67Cr16Mo3、Cr15Ni70Mn4Mo4Nb;埋弧焊用焊接材料为Ni67Cr16Mn3Ti、Ni58Cr22Mo9W;钨极氩弧焊用焊接材料为Ni11、Ni70Mo18CrW。
⑵焊接工艺 焊前一般不预热,当板厚超过50mm时可预热50℃,冷变形超过3%时应进行退火处理,退火 火为550~558℃。焊接线能量应控制在45kJ/cm以下,一般常用7~35kJ/cm。
手弧焊时焊条直径不超过4mm。当采用有弧坑裂纹倾向的焊条焊接Ni9钢时,打底焊应采用穿透法焊接,把弧坑尽可能留在背面,以便清根时能把弧坑裂纹消除掉。
埋弧焊时焊丝直径不超过32mm。
42 试述0Cr21Ni6Mn9一超低温无磁钢的焊接工艺。
0Cr21Ni16Mn9N钢是奥氏体型超低温用钢,其化学成分,见表24。
表24 0Cr21Ni16Mn9N钢的化学成分(质量分数) (%)
C
Si
Mn
Ni
Cr
N
S
P
≤008
≤10
80~100
550~80
1950~2150
015~030
≤003
≤003
一此钢由中国科学院金属研究所研制成,目前尚未列入国标中。
0Cr21Ni16Mn9N钢焊接时的主要问题是防止出现热裂纹、降低低温韧性和预防碳化物析出。为此,焊缝中应有一定量的铁素体,以防产生热裂纹,但铁素体的存在又会使低温韧性变坏,磁性增高,目前使用的0Cr21Ni16Mn9N钢中,焊接时仅在熔合区出现少量铁素体,对低温韧性和磁性影响不大。
0Cr21Ni16Mn9N钢在650~750℃回火时,或被加热到该温度范围的焊接热影响区会沿晶界析出大量碳化物Cr23C6,导致脆性,所以焊接时必须严格控制焊接线能量和层间温度,不能预热和后热,必要时还可采取强迫冷却的措施以防止析出碳化物。
目前,0Cr21Ni16Mn9N钢的焊接仅限于钨极氩弧焊和真空电子束焊,钨极氩弧焊时采用的填充焊丝化学成分,见表25。
表25 填充焊丝的化学成分(质量分数)(%)
C
Si
Mn
Ni
Cr
N
S
P
≤004
≤005
80~100
130~160
19 0~220
015~020
≤002
≤002
焊接根部第一层焊缝时,必须用氩气保护背面,层间温度要控制在100℃以下,背面只能用砂轮打磨清根,不能用碳弧气刨清根,以免渗碳。
43 试述15Mn26Al4超低温用钢的焊接工艺。
15Mn26Al4钢是为了节约Ni、Cr而用Mn、Al代替的奥氏体超低温用钢,工作温度为-253℃,其化学成分见表26。
表26 15Mn26Al4钢的化学成分(质量分数)(%)
C
Mn
Al
Si
S
P
013~019
245~270
380~470
≤06
≤0035
≤0035
焊接15Mn26Al4钢的主要问题是:
⑴铝的过渡系数低 铝是一种活泼元素,焊接时特别容易被烧损,过渡系数均小于50%,因此要适当提高焊接材料中铝的含量,但铝是铁素体形成元素,含量过高会出现奥氏体加铁素体的双相组织,给焊丝的冷、热加工带来极大的困难,通常用铬、钼来部分代替铝。
⑵焊缝中的气孔 铝的强烈还原作用增加了焊缝产生气孔的倾向。
⑶焊缝中的热裂纹 15Mn26Al4钢焊接时有一定的热裂倾向,在焊缝中有少量铁素体存在时,有助于消除热裂纹。
15Mn26Al4钢焊接时常用的焊接方法是手弧焊、钨极氩弧焊和埋弧焊,焊接材料见表27。
表27 15Mn26Al4钢用焊接材料
焊接
方法
焊接材料
化学成分(质量分数) (%)
C
Si
Mn
S
P
Cr
Mo
Al
Ni
手
弧
焊
15Mn26Al3Cr
15Mn26Al3Mo
E2-26-21
013~019
013~019
≤020
≤20
≤20
≤070
250~290
250~290
≤60
≤002
≤002
≤0025
≤0025
≤0025
≤0030
150~250
__
240~280
—
10~20
—
25~35
25~35
__
__
__
170~210
钨极氩弧焊
15Mn26Al4
013~019
≤06
245~270
≤002
≤0025
—
—
38~47
—
埋
弧
焊
焊丝12Mn27Al6
≤015
≤06
260~285
≤003
≤003
—
—
—
—
焊剂(%)
Ca09~15, CaF245~55, Al2O320~28, ZrO22~4
SiO2≤5, Mn1~2, S≤002, P≤005
焊接工艺参数:
手弧焊焊条ф40mmI120mm~140A;ф32mmI80mm~110A
埋弧焊焊丝ф40mmI450mm~550A;U32~35V,u28~35m/h
44 试述Ni18马氏体时效钢的焊接工艺。
Ni18是马氏体时效超高强钢,当含镍量大于6%时,高温奥氏体冷却至室温时将转变为马氏体组织,再加热至500℃,该马氏体组织仍保持稳定,因此有可能进行时效强化。Ni18马氏体时效钢的优异性能是具有高的屈服点和断裂韧性以及良好的工艺性能,其化学成分,见表28。
表28 Ni18钢的化学成分(质量分数) (%)
C
Ni
Mn
Si
Co
Mo
Ti
Al
S
P
001~0027
1733~1823
0034~005
<005
756~811
473~510
045~055
0045~014
0005~0008
0005~0007
焊接Ni18钢的主要问题是:
⑴焊接热影响区的软化 Ni18钢焊接热影响区被加热到800℃以上的区段,完全转变为奥氏体,冷却时转变为粗大的马氏体,性软、硬度低,需经再时效后,才能恢复其硬度。
⑵焊缝金属的强度和韧性下降 焊缝中的钛、钼会引起严重偏析,形成逆转奥氏体,使焊缝金属的强度和韧性均下降。
⑶热裂纹倾向 由于钢中含锰量少,对硫很敏感,因此焊缝有一定的热裂倾向。钛的硫化物TiS在焊接加热时被液化,冷却过程中在热影响区会形成液化裂纹。
⑷应力腐蚀 Ni18钢在1180~1380℃时会产生一种虽不影响韧性,但对应力腐蚀非常敏感的热脆性。
Ni18钢焊接用的焊丝化学成分,见表29。
表29 Ni18钢焊接用焊丝的化学成分(质量分数) (%)
焊接层次
Ti
Mo
Co
Al
C
Si
Mn
Ni
P
S
N
打底层
填充层
038
030
487
450
808
806
<002
011
0014
001
<005
<005
痕迹
005
1812
1704
<0005
<0005
00015
0006
00066
<0005
由于奥氏体向马氏体转变时的温度为155~100℃,所以焊接Ni18时效钢时不应预热,层间温度也应控制在100℃以下,常用的焊接方法有钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊和埋弧焊,其中以钨极氩弧焊用得最多。
45 试述奥氏体高锰钢的特点及其焊接性。
奥氏体高锰钢是指碳的质量分数为09%~13%、、锰的为11%~14%的铸钢。这种钢在1000~1100℃范围内加热时,可以得到单一的奥氏体组织,然后迅速在水中冷却淬火(水韧处理)能保持单相奥氏体状态。奥氏体高锰钢具有很高的韧性,是一种非常强韧的非磁性合金,在冲击载荷作用下,表面层将发生加工硬化而具有高耐磨性,但切削加工困难,仅限于作铸件使用,广泛用于制造要求高耐磨性并承受冲击载荷的零件,牌号为ZGMn13,其化学成分,见表30。
表30 ZGMn13钢的化学成分(质量分数) (%)
牌 号
C
Mn
Si
S
P
ZGMn13-1
110~150
1100~1400
030~100
≤0050
≤0090
ZGMn13-2
110~140
ZGMn13-3
090~130
030~080
≤0080
ZGMn13-4
090~120
≤0070
ZGMn13高锰钢的焊接较差,焊接时的主要问题是:
⑴热影响区碳化物的析出 高锰钢经1050℃水韧处理后,碳全部固溶于奥氏体中,室温下呈单相奥氏体组织,具有良好的韧性,但当重新加热超过250℃时,碳就会沿晶界析出碳化物,使材料的韧性大大下降,因此焊补后,在热影响区的一个区段内会不同程度地析出碳化物,不仅失去韧性变脆,而且还会降低耐磨性和冲击韧度。解决的措施是加快施焊时焊件的冷却速度,缩短在高温下停留的时间,以减少碳化物的析出。
⑵热裂纹倾向严重 ZGMn13高锰钢的线膨胀系数是低碳钢的16倍,但热导率仅是低碳钢的1/6,所以焊接时会产生很大的应力,在S、P有害杂质的作用下,产生焊缝热裂纹和热影响区的液化裂纹。解决的措施是严格控制母材中的S、P含量,特别是焊接材料中的S、P含量;其次是采用锤击焊缝等工艺措施,减少焊接应力。
46 如何正确地选用ZGMn13奥氏体高锰钢焊接时的焊接材料?
⑴焊条 用于ZGMn13奥氏体高锰钢焊接的焊条为低碳钢焊芯,并在药皮中加入适量合金元素,使熔敷金属得到高锰钢的化学成分和力学性能。
用于焊接ZGMn13奥氏体高锰钢的焊条有两种类型:一种是高锰钢型焊条D256(EDMn-A-16)和(EDMn-B-16),主要用于堆焊受严重冲击磨料磨损零件,如碎石机颚板等;另一种是Cr-Mn型焊条D276(EDCrMo-B-16)和D277(EDCrMo-B-15),其堆焊金属处于介稳定状态的高锰奥氏体,当受到强烈冲击后转变为马氏体,主要用于耐气蚀的堆焊或高锰钢堆焊,如水轮机叶片、挖掘机斗齿等。
⑵焊丝 焊接ZGMn13奥氏体高锰钢用焊丝有Mn-Ni、Mn-Cr、Mn-Mo、Mo-Ni-Cr系高锰钢焊丝和Cr-Ni、Cr-Ni-Mn系合金钢焊丝,其化学成分,见表31。Cr-Ni系焊丝不仅具有较高的耐腐蚀性能,能冲击载荷下能声速被加工硬化,而且还在焊接高锰钢与碳钢或低合金钢的异种钢时容许有较高的稀释,可用来作为高锰钢与碳钢焊接时的填充材料。
表31 ZGMn13高锰钢用焊丝的化学成分(质量分数) (%)
类 型
C
Mn
Ni
Cr
Mo
Si
P
S
Mn-Ni
Mn-Cr
Mn-Mo
Cr-Ni
07~09
07~09
07~09
006
13~16
16~23
13~16
074
35~50
212
~
987
—
1226
—
2089
—
—
06~14
—
04~10
024
04~10
0017
007
—
007
—
—
0013
—
001
47 试述ZGMn13奥氏体高锰钢的焊接工艺。
焊补或焊接ZGMn13奥氏体高锰钢时,应该采用热源集中、线能量小的焊接方法,如手弧焊、熔化极气体保护焊等,不推荐使用气焊和钨极氩弧焊。
焊补或焊接工艺:
1)焊前必须清理焊补处的泥垢、油垢和铁锈,仔细检查有无起层、裂纹、夹砂、气孔和缩孔等缺陷。若有这些缺陷,必须用砂轮或电弧气刨铲出。磨损的部位必须用砂轮磨去硬化层,因为硬化层的金属对裂纹十分敏感。
2)焊前不应预热,多层焊时层间温度不应超过300℃,以防止过热使热影响区脆化。
3)焊接时要尽可能地采用小线能量,尽量减少基本金属受热,采取措施为尽可能地加快接头的冷却。为此,用短弧、直流反极性、跳焊、短段焊、间隙焊、脉冲焊等工艺措施,采用这些措施能在一定程度上减少碳化物的析出。
4)为防止产生热裂纹,可采用Cr-Mn或Cr-Ni奥氏体钢焊条打底。如果在低碳钢或低合金钢上堆焊ZGMn13奥氏体高锰钢时,可以先焊一层Cr-Ni或CR-Mn奥氏体钢作隔离焊道,以防产生裂纹。
5)焊后为消除焊接应力,可用尖锤锤击焊接区。为使熔敷金属得到奥氏体组织,锤击后要迅速将焊接区进行喷水冷却。
1、电焊条分为酸性焊条和碱性焊条酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物,如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物,如大理石、萤石等作用是保护焊接过程中不被氧化,焊条焊接过程中产生大量的热
2、焊条(coveredelectrode),是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊芯即焊条的金属芯,为了保证焊缝的质量与性能,对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定,特别是对有害杂质(如硫、磷等)的含量,应有严格的限制,优于母材。焊条由焊芯及药皮两部分构成。其种类不同,焊芯也不同。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要尽量少。
普通焊条是指钛钙型焊条,焊条外包裹的是焊条药皮,药皮的成分比较复杂,根据不同用途,有下列数种:
1)稳弧剂。是一种容易电离的物质,多采用钾、钠、钙的化合物,如碳酸钾、长石、白垩、水玻璃等,能提高电弧燃烧稳定性,并使电弧易于引燃,
2)造渣剂。都是些矿物质,如大理石、锰矿、赤铁矿、金红石、高岭土、花岗石、长石、石英等。造成熔渣后,主要是一些氧化物,其中有酸性的二氧化硅、二氧化锑、五氧化二硫等,也有碱性的氧化钙、氧化锰。一氧化铁等。
3)造气剂。有机物,如淀粉、糊精、木屑等;无机物,如碳酸钙等。,这些物质在焊条融化时能产生大量的一氧化碳、二氧化碳、氢气等,包围电弧,保护金属不被氧化和氮化。
4)脱氧剂。常用的有锰铁、硅铁、钛铁等。
5)合金剂。常用有锰铁、铬铁、钼铁、钒铁等钛合金。
6)稀渣剂。常用萤石或二氧化钛来稀释熔渣,以增加其活性。
7)粘接剂。用水玻璃,起作用使药皮各组成粘结起来并粘结于焊芯周围。
焊条电弧焊是在面罩下观察和进行操作的。由于视野不清,工作条件较差。因此要保证焊接质量,不仅要求有较为熟练的操作技术,还应注意力高度集中。初学者练习时应注意:电流要合适,焊条要对正,电弧要短,焊速不要快,力求均匀。\x0d\焊接前,应把工件接头两侧20mm范围内的表面清理干净(消除铁锈、油污、水分),并使焊条芯的端部金属外露,以便进行短路引弧。引弧方法有敲击法和摩擦法两种;其中摩擦法比较容易掌握,适宜于初学者引弧操作。\x0d\1引弧\x0d\(1)划擦法---先将焊条对准焊件,再将焊条像划火柴似的在焊件表面轻轻划擦,引燃电弧,然后迅速将焊条提起2-4mm,并使之稳定燃烧,\x0d\(2)敲击法---将焊条末端对准焊件,然后手腕下弯,使焊条轻微碰一下焊件,再迅速将焊条提起2~4mm,引燃电弧后手腕放平,使电弧保持稳定燃烧。这种引弧方法不会使焊件表面划伤,又不受焊件表面大小、形状的限制,所以是在生产中主要采用的引弧方法。但操作不易掌握,需提高熟练程度。\x0d\\x0d\引弧时需注意如下事项:\x0d\1)引弧处应无油污、水锈,以免产生气孔和夹渣。\x0d\2)焊条在与焊件接触后提升速度要适当,太快难以引弧,太慢焊条和焊件粘在一起造成短路。\x0d\2.运条\x0d\运条是焊接过程中最重要的环节,直接影响焊缝的外表成形和内在质量。电弧引燃后,一般情况下焊条有三个基本运动:朝熔池方向逐渐送进、沿焊接方向逐渐移动、横向摆动。\x0d\焊条朝熔池方向逐渐送进---既是为了向熔池添加金属,也为了在焊条熔化后继续保持一定的电弧长度,因此焊条送进的速度应与焊条熔化的速度相同。否则,会发生断弧或粘在焊件上。\x0d\焊条沿焊接方向移动---随着焊条的不断熔化,逐渐形成一条焊道。若焊条移动速度太慢,则焊道会过高、过宽、外形不整齐,焊接薄板时会发生烧穿现象;若焊条的移动速度太快,则焊条与焊件会熔化不均匀,焊道较窄,甚至发生未焊透现象。焊条移动时应与前进方向成70—80度的夹角,以使熔化金属和熔渣推向后方,否则熔渣流向电弧的前方,会造成夹渣等缺陷。\x0d\焊条的横向摆动---为了对焊件输入足够的热量以便于排气、排渣,并获得一定宽度的焊缝或焊道。焊条摆动的范围根据焊件的厚度、坡口形式、焊缝层次和焊条直径等来决定。\x0d\\x0d\a)平焊焊条角度\x0d\\x0d\b)运条基本动作\x0d\\x0d\常用的运条方法及适用范围:\x0d\(1)直线形运条法---采用这种运条方法焊接时,焊条不做横向摆动,沿焊接方向做直线移动。常用于I形坡口的对接平焊,多层焊的第一层焊或多层多道焊。\x0d\(2)直线往复运条法---采用这种运条方法焊接时,焊条末端沿焊缝的纵向做来回摆动。特点是焊接速度快,焊缝窄,散热快。适用于薄板和接头间隙较大的多层焊的第一层焊。\x0d\(3)锯齿形运条法---采用这种运条方法焊接时,焊条未端做锯齿形连续摆动及向前移动,并在两边稍停片刻,摆动的目的是为了控制熔化金属的流动和得到必要的焊缝宽度,以获得较好的焊缝成形。这种运条方法在生产中应用较广,多用于厚钢板的焊接,平焊、仰焊、立焊的对接接头和立焊的角接接头。\x0d\(4)月牙形运条法---采用这种运条方法焊接时,焊条的末端\x0d\沿着焊接方向做月牙形的左右摆动。摆动的速度要根据焊缝的位置、接头形式、焊缝宽度和焊接电流值来决定。同时需在接头两边做片刻的停留,这是为了使焊缝边缘有足够的熔深,防止咬边。这种运条方法的优点是金属熔化良好,有较长的保温时间,气体容易析出,熔渣也易于浮到焊缝表面上来,焊缝质量较高,但焊出来的焊缝余高较高。这种运条方法的应用范围和锯齿形运条法基本相同。\x0d\(5)三角形运条法---采用这种运条方法焊接时,焊条末端做连续的三角形运动,并不断向前移动,按照摆动形式的不同,可分为斜三角形和正三角形两种,斜三角形运条法适用于焊接平焊和仰焊位置的T形接头焊缝和有坡口的横焊缝,其优点是能够借焊条的摆动来控制熔化金属,促使焊缝成形良好。正三角形运条法只适用于开坡口的对接接头和T形接头焊缝的立焊,特点是能一次焊出较厚的焊缝断面,焊缝不易产生夹渣等缺陷,有利于提高生产效率。\x0d\(6)圆圈形运条法---采用这种运条方法焊接时,焊条末端连续做正圆圈或斜圆圈形运动,并不断前移,正圆圈形运条法适用于焊接较厚焊件的平焊缝,其优点是熔池存在时间长,熔池金属温度高,有利于溶解在熔池中的氧、氮等气体\x0d\的析出,便于熔渣上浮。斜圆图形运条法适用于平、仰位置T形接头焊缝和对接接头的横焊缝,其优点是利于控制熔化金属不受重力影响而产生下淌现象,有利于焊缝成形。\x0d\\x0d\3.焊缝收尾\x0d\焊缝收尾时,为了不出现尾坑,焊条应停止向前移动,而采用划圈收尾法或反复断弧法自下而上地慢慢拉断电弧,以保证焊缝尾部成形良好。(1)划圈收尾法---焊条移至焊道的终点时,利用手腕的动作做圆圈运动,直到填满弧坑再拉断电弧。该方法适用于厚板焊接,用于薄板焊接会有烧穿危险。\x0d\(2)反复断弧法---焊条移至焊道终点时,在弧坑处反复熄弧、引弧数次,直到填满弧坑为止。该方法适用于薄板及大电流焊接,但不适用于碱性焊条,否则会产生气孔。
压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。焊条药皮是由各种矿物类、铁合金有机物和化工产品(水玻璃类)等原料组成。焊条药皮的组成成分相当复杂,一种焊条药皮的配方中,组成物有七八种之多。焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。
焊条药皮组成成分:
1、稳弧剂
是一种容易电离的物质,多采用钾、钠、钙的化合物。
2、造渣剂
矿物质,如大理石、锰矿、赤铁矿、花岗石、长石、石英等。
3、造气剂
有机物,如淀粉、糊精、木屑等。
4、脱氧剂
常用的有锰铁、硅铁。
5、合金剂
常用有锰铁、钒铁等钛合金。
6、稀渣剂
萤石或二氧化钛来稀释熔渣,增加活性。
7、粘接剂
用水玻璃,使药皮各组成粘结起来并粘结于焊芯。
扩展资料:
焊条药皮的作用:
1、气保护
在焊接时,焊条药皮熔化后产生大量的气体笼罩着电弧区和熔池,把熔化金属与空气隔绝开来。
2、渣保护
焊接过程中药皮被电弧高温熔化后形成熔渣覆盖着熔滴和熔池金属,还能减缓焊缝的冷却速度,促进焊缝金属中气体的排出,改善焊缝的成形和结晶。
3、冶金作用
通过熔渣与熔化金属冶金反应,除去有害杂质和添加有益的合金元素,使焊缝获得合乎要求的机械性能。
药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能并使焊条具有良好的焊接工艺性能。
-药皮
一分钟,手工电弧焊一般18到22厘米/分钟,要视具体情况而定,比如比如焊条的直径,焊条的材质,焊接的位置,还有施焊的具体性况,比如复合板复层受基层的稀释作用,过渡层易产生马氏体组织。为避免出现马氏体, 过渡层的焊接采用小直径,高铬、镍焊条,并采用小线能量、短弧焊、快速焊,以降低对复层的稀释,并控制过渡层和复合层的层间温度, 保证了接头耐蚀性能。 具体计算:焊接速度涉及的就是热输入具体为:焊接线能量q q =η IU/v 式中:I—焊接电流 A U—电弧电压 V v—焊接速度 cm/s q—线能量 J/cmη--系数 所以线能量只与这几个参数相关,与焊接方法,设备无关,各位置的线能量要求肯定不同,焊条直径Φ与焊接电流I有关,关系为:I=(30~50)Φ由此可见,同位置等热输入的情况下,焊条直径越大,电流就越大相应焊接速度就要加快。
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