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摘要:在大型机械设备生产、加工过程中,经常会使用到焊接工艺,但是在焊接中难免会出现一些设备腐蚀,这些腐蚀不光会影响设备的美观,还会导致设备变形、减少设备的使用寿命、设备工作中造成不安全因素等问题。文章从种种因素出发,探寻防腐的有效方法,有针对性地控制影响因素将降低腐蚀化的程度,有效保护设备,增长设备寿命,降低企业投资成本。
关键词:焊接工艺;腐蚀因素;控制
一、设备焊接工艺存在问题分析
1.焊缝内部缺陷
1.1未焊透
设备在焊接施工的过程中经常会出现未焊透现象,具体有以下一些表现:设备层间、设备边缘、设备根部、设备中心等几个位置没有焊透。在焊接施工的过程中,主要有以下一些原因会产生内部焊接未焊透问题:施工过程中工作人员实际选择的焊接角度不合理,对于焊接电流没有进行合理设置,焊接速度存在问题等。如果设备在焊接过程中一旦出现未焊透现象,会对设备的安全使用带来巨大的安全隐患。
1.2气孔
如果设备在焊接施工过程中内部没有进行彻底清理,就会导致在具体焊接施工过程中金属材料在高温作用下吸入过多空气,如果再冷却过程中不能够有效的排出气体就会出现气孔。一旦设备在焊接过程中产生了气孔,会对设备的韧性、强度、密度、塑性的产生严重的影响。
2.焊缝外部缺陷
2.1弧坑
在焊接施工过程中弧坑是非常常见的一种焊接缺陷。熄弧之前如果没有针对熄弧位置反复的进行金属填充,那么在这个位置上就会出现非常明显的缺肉现象,一致同时,如果在焊接过程中选择了较大的焊接电流,而熄弧时间相对较短,就会导致焊接过程中出现弧坑缺陷。弧坑的出现会导致设备出现龟裂,从而对设备接头等位置的强度产生巨大影响。因此在焊接过程中应该在收弧板上来进行收弧,或者在收弧过程中必须针对弧坑进行完整填充。
2.2咬边
在焊接施工过程中也经常会出现咬边缺陷。咬边主要指的是焊接边缘母材在高温电弧的作用下出现的凹凸。设备一旦出现咬边缺陷之后必然会严重影响焊接强度,甚至会导致出现局部应力集中现象。在焊接施工的过程中,连续咬边超标问题并不常见,但是局部深度超标咬边缺陷非常常见。咬边缺陷会严重影响焊接强度,而一旦出现相对比较尖锐的沟槽现象,就非常容易导致设备上出现局部应力集中。
二、设备焊接工艺中的腐蚀因素
1.设备材料的特殊性
在生产过程中很多设备的材料大多都以金属为主,焊接的机械设备长期与腐蚀性设备接触,从而造成化学反应导致设备焊接工艺中的腐蚀。在设备焊接过程中,设备长期暴露在空气中,极易造成氧腐蚀。这种腐蚀一般会形成设备的均衡腐蚀,这中均衡腐蚀将对设备的运行有着巨大的负面影响,不仅仅出现在金属材料的设备上,其它材质的设备也将收到腐蚀影响,对设备的影响较大,且腐蚀速度较快。
2.设备零件的腐蚀
在设备焊接过程中,如果出现比较明显的腐蚀,则不会影响机械的正常使用,但有时造成焊接过程中的内部腐蚀或者焊缝出的腐蚀,如果肉眼不可见,则会忽视它的腐蚀,会影响设备使用,容易造成设备使用中的不安全事故,需要引起重视。这些腐蚀随着设备的使用时间增长,腐蚀程度也随之增加,机械的使用性能也会随之降低,危险程度逐步增高。
3.液体腐蚀
在设备焊接过程中,设备与溶液类物质的接触,会直接造成设备的溶液腐蚀,如酸性腐蚀和一些工业中的汽水腐蚀,大多都属于液体腐蚀,这种腐蚀面积较大,腐蚀速度快,会与设备进行直接的化学反应,从而导致设备的局部腐蚀或者均衡腐蚀腐蚀。
三、设备焊接工艺中的腐蚀控制方法
1.加强焊接材料质量控制
为有效控制机械设备焊接工艺中的腐蚀,科学选择焊接材料是最直接的办法,但是,部分焊接缺陷的产生,与焊接材料质量不过关有直接关系。例如低碳钢焊缝的气孔主要是坡口未清理干净,出现结晶裂纹也多与焊接材料表面含有杂质有关。焊接中使用到的材料除了母材外,还包括必要的焊条、焊丝、焊剂等物质。因此,在整个设备焊接过程中,对于这些多种类型的焊接材料采取质量控制措施,也是十分必要的。材料管理员和焊接技术工人,都要强化质量管控意识,例如材料管理员应掌握各类材料的保存条件,像焊条应当放置于100℃的恒温、密封桶内保存。
2.防腐剂的使用
防腐剂绝大多数都是以食品添加剂的形式出现在大众视线范围内,导致很多人都对防腐剂的映像是负面的更多,但对于机械设备来说,防腐剂的正确使用将
大大提升机械的使用时间,降低腐蚀程度和腐蚀时间。最常见的防腐剂就是我们生活中随处可见的喷漆,用喷漆的方法将容易被腐蚀的金属材料包裹起来,避免易腐蚀设备材料与外界的直接接触,大多数建设设备也都才用类似的方法,避免金属材料与外界直接接触来达到防腐的目的。而对于一些特殊的设备则需要其他不同的防腐技术来达到防腐目的。
3.完善焊接制度
设备加工焊接的现场环境复杂,制定并实施完善的焊接制度,第一可以确保焊接工艺流程的顺利开展,对于提高焊接效率、保证焊接质量有积极作用;第二焊接本身属于一项危险性较高的工作,严格执行管理制度,也有利于保障现场施工人员的安全,第三可以有效的控制设备在焊接过程中产生的腐蚀问题,因此,需要制定关于设备加工焊接的专项制度,并要求焊接技术工人严格执行。该制度中还要对焊接标准、尺寸参数、焊接速度等做出明确说明,也能够在一定程度上为焊接工作开展提供必要的参考。
3.3提高焊接工人技术水平
近年来,一些与焊接相关的新材料、新设备、新工艺不断投入应用,在为工业机械设备加工焊接工作开展提供便利的基础上,也对焊接技术工人的专业技能提出了更加严格的要求。部分焊接工人由于没有熟练掌握这些新技术,焊接质量与作业效率也受到了影响。为此,还应当定期做好焊接技术工人的业务培训,为焊接工作的更好开展奠定扎实基础。培训内容既要包括基本的技术、技能学习,还要开展安全作业培训、职业道德培训,不仅要做到精益求精,而且要坚持安全操作。
四、案例分析
以厚板&=30mm的铝合金焊缝为例。根据实际焊接生产情况用户对产品的要求特点,分析确定可能出现的缺陷为外部缺陷,即表面及近表面缺陷(外部缺陷以“2”表示),在计算机中输入上述参数以后,将输入“该焊件可以用渗透伤进行检验”提示信息,接着显示“要了解渗透探伤简介吗(Y/N)?”,输入T并回车,则显示如下内容。
名称:渗透探伤
缺陷位置:科探表面缺陷
可探材料:适用于各种金属及非金属材料
可探厚度:对厚度无要求,因为渗透探伤智能弹出表面缺陷
灵敏度:缺陷宽度<0.01mm,深度<0.03~0.04mm者检查不出
判定方法:直接根据着色溶液在吸附剂上的分布,确定缺陷的位置,缺陷深度不能确定。
主要优点:不受工件材料限制,操作方便,设备简单,耗费廉。
结束语
设备焊接工艺中的腐蚀是非常常见的,而应对措施也是比较强而有力的。但更应该注意在焊接过程中造成的腐蚀和在机械设备上的设计改进。腐蚀的负面影响过大,不但会影响设备的使用性能,还有可能会造成设备使用中的事故,造成较大程度的经济损失或者人员伤亡,所以,加大设备焊接工艺中的防腐设计是不可忽视的,应该多与世界接轨,学习更加先进的防腐方式。
参考文献
[1]侯鹏飞.现代化工设备的腐蚀问题及其防护技术[J].科技风,2019,(20):164.
[2]赵虎林,苟藏红.数字化技术在焊接工艺中的应用[J].现代制造技术与装备,2019,266(1):153-154.