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摘要:埋弧焊是一种电弧在焊剂层下面燃烧来进行焊接的方法。这种方法具有很多的优点,比如它的焊接质量很稳定、焊接的生产率很高、没有弧光以及烟尘非常的少等等的优点,也因此埋弧焊成为了压力容器的焊接中主要的使用的焊接方法。虽然随着技术的发展,不断的涌现出新的焊接方法,但是埋弧焊的使用领域没有受到任何的影响,由此就可以看出埋弧焊的强势之处了。同时,埋弧焊这种机械化焊接方法属于生产效率很高的焊接方法之一,自动埋弧焊在焊接之时,引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动以及焊接收尾等等的过程都是通过机械化的手段来完成的。自动埋弧焊在压力容器上的焊接工艺和应用是较为成熟的一种施工手段了,其具体过程需要运用实际的案例来进行分析。
关键词:自动埋弧焊;压力容器;焊接工艺;应用分析
伴随着科学技术的发展,社会之中的各个行业都有了长足的进步。在对于冶金设施的转炉炉身等等厚壁的压力容器进行焊接的时候,会有很多技术上的问题的出现,需要考虑多个方面的因素,在焊接的坡口要求、焊接的材料选取、焊接的参数、钢板在焊接前的要求等等多个方面,都需要有细致、精准的考虑以及设计。对于埋弧焊来说,要经过反复的试验,才能有一个合理的焊接方式被探索出来。自动埋弧焊在压力容器之上的焊接工艺需要实际的操作经验的积累,才能不断的完善发展。
一、在压力容器之上使用普通焊接存在的问题
对于65t的转炉来说,其炉身属于厚壁压力容器,现在以这个压力容器的焊接技术来进行分析。转炉的炉身材质是钢板,属于低合金高强度钢16MnR,对于这一类型的钢板拼接来说,其焊接的要求非常的高,在以往的焊接过程之中,曾经有使用过二氧化碳气体来进行保护焊的焊接方式,在最终的成品检测之中,焊接的问题较为严重,在卷制的过程之中会发生焊缝的撕裂。这样的来说,压力容器之上的焊接就不能使用普通的方式了,因为埋弧焊的优点突出,所以将埋弧焊运用到了压力容器的焊接之上,发现效果极佳,也因此在压力容器的焊接之中使用埋弧焊。伴随着焊接冶金技术的发展,焊接材料的开发,埋弧焊的焊接范围不断的扩大,从碳素结构钢已经发展到了低合金钢、不锈钢、耐热钢等等的金属材料焊接。因为是以钢板材质16MnR作为例子,而且在压力容器的焊接之中所需要的大多是平焊以及角焊,钢板的厚度是50mm到60mm左右,非常的适用于自动埋弧焊的焊接方式,所以就使用自动埋弧焊来进行焊接[1]。
二、埋弧焊的具体作用机理以及焊接的过程
1、埋弧焊的具体焊接特征
埋电弧焊主要用作加热和熔化焊丝和材料的热源。在实际焊接过程中,需要用焊剂覆盖焊丝端部、工件等,而看不到一些常见焊接引起的电弧和飞溅。焊剂的应用是埋弧焊与其它焊接方法的根本区别。焊剂的使用对焊接电弧的稳定性、焊缝的质量以及焊缝的力学和化学性能有很大的影响。
2、埋弧焊焊接工艺
对于埋弧焊,焊接过程可分为四个步骤。第一步是通过焊剂漏斗将焊剂均匀地分布在焊缝的界面区域,使焊缝完全覆盖界面;第二步,将焊丝通过焊丝盘的送丝构件和导电嘴送至焊接区;第三步,将焊接电源连接在导电嘴和工件之间,以利于电弧的产生;第四步是将焊丝及送丝部件、焊剂漏斗和焊接控制面板安装在小车上,完成焊接电弧运动。在特定的埋弧焊中,电弧会被连续送入的焊丝引燃。焊剂盖下的电弧热将熔化焊丝、材料和焊剂。
这样,电弧区域就会出现空腔,电弧就会在空腔中稳定燃烧。型腔底部是焊丝和材料熔化后形成的液态金属。随着电弧的移动,熔化的液态金属会逐渐冷却,并进一步凝固成焊缝。焊缝表面为一层渣壳。熔渣也具有相应的功能,不仅对焊缝金属起到保护作用,而且可以防止熔融金属被氧化。它还与熔融金属发生冶金反应,影响焊缝性能。
三、自动埋弧焊在压力容器上的焊接概述
1、对于钢板坡口的基本要求
钢板的坡口形式对于焊缝的性能具有主要的影响,在使用同样的焊接材料对于相同的钢材进行焊接之时,因为钢板的坡口形式的不一样,则有可能致使焊缝的性能出现不同的情况。对于钢板的普通坡口通常的是由半自动切割机来割出的,对于有特殊的要求的坡口,需要经过机器来进一步的加工获得。如果没有办法达到要求的钢板坡口,具体负责的技术部门就应该进行商议,争取拿出最好的处理办法,坡口的精度、组对间隙等等的方面都一定的要严格依据图纸来进行设计。
2、对于焊接材料的选择
在焊接的材料的选择上,因为是要对于16MnR的钢板进行开坡口对接的焊接工作,所以焊接材料应该是合金的成分高一些的H08MnA或者是H10Mn2Si等等的材质的焊丝和焊剂HJ431组合使用,这样形成的焊缝具有很大的强度,并且在塑性方面也很优秀[2]。如果接受焊接的材质在焊接之后还可以经受的住热卷或者是热处理后,焊缝仍然有要求的那种强度、塑性以及韧性,那么就说明焊接是成功的。在焊接之前应该保证焊丝与焊剂的干燥,在进行补焊工作的时候,可以使用二氧化碳气体保护焊进行补焊。
3、进行实际的焊接前钢板的要求
对于在焊接之前钢板的要求,就是钢板在施焊之前必须要预热,预热的工作对于焊接冷却的速度能有非常好的控制效果,不仅仅能够使得热影响区的淬硬马氏体的出现减少甚至是杜绝,降低热影响区的硬度,而且还会使得焊接应力降低,使得氢能够容易的从焊接接头之中逸出。
4、焊接过程之中的基本要点
在具体的焊接过程之中,首先就是要注意焊接的电流大小,必须有合适的电流才能保证焊接质量;其次就是电弧电压要和电弧的长度是正比的关系;最后就是焊接的速度要控制好。这些都会对于最后的焊接效果有着最为直接的影响,焊接质量的高低取决于上述操作的细节方面。
5、焊接之后的处理
焊接之后,焊缝应该进行缓慢的冷却,焊一个焊缝,钢板就应该进行保温处置,以使得能够缓慢的进行冷却。对于厚壁压力容器与要求尺寸稳定性的焊接结构,在焊后应该及时的进行消除应力的处理。
四、结语
总的来说,自动埋弧焊在压力容器上的焊接工艺与应用还需要不断的进行研究,以期进一步的完善技术。
参考文献:
[1]王利文.自动埋弧焊在压力容器上的焊接工艺应用分析[J].硅谷,2014,7(06):104+106.
[2]王妙芬.自动埋弧焊在压力容器上的焊接工艺应用[J].机械工程与自动化,2014(01):198-199+201.