埋弧自動焊在大厚板上的應(yīng)用

扁明亮

摘 要：為了及早完成大厚板埋弧自動焊工作，對可能隱藏的問題進(jìn)行了詳細(xì)研究，并采用行之有效的焊接方法，讓接頭的焊接效果得以保證。經(jīng)實(shí)踐表明，在企業(yè)降本增效階段，埋弧自動焊在大厚板上的使用非常有效。

關(guān)鍵詞：埋弧自動焊；大厚板；問題；運(yùn)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.046

埋弧自動焊擁有焊縫質(zhì)量好、勞動率高、焊接條件好等優(yōu)勢，在大厚板焊接中推廣使用，但因其容易變形、易出現(xiàn)氣孔等問題，導(dǎo)致埋弧自動焊的一次成功率較低。對于這個(gè)現(xiàn)象，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況及大量測試，優(yōu)化了焊接工藝，加大了焊接一次成功率，并取得了較好的效益。

1 問題提出

大厚板使用埋弧自動焊進(jìn)行處理，不僅能提升勞動制造效率，減少工作強(qiáng)度，優(yōu)化工作環(huán)境，還不浪費(fèi)焊條電弧焊的焊端，能節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。但大厚板埋弧自動焊焊接容易出現(xiàn)氣孔、裂縫、雜物、未熔合等問題。

2 原因介紹

（1）因大厚板框架剛性大，焊接過程中冷卻速度快，焊縫受到很大的約束，由此焊接殘余應(yīng)力很大。

（2）焊接過程，焊接工藝指標(biāo)對焊頭的框架、性能以及缺陷的產(chǎn)生有很大影響。焊接線能量很小時(shí)，容易出現(xiàn)冷裂縫、未熔合及夾渣等問題；焊接線能量偏大時(shí)，容易導(dǎo)致焊縫和熱影響區(qū)組織和性能急劇降低。

（3）在坡口底部小截面位置打底焊時(shí)，使用很大的電流處理時(shí)，焊縫出現(xiàn)系數(shù)低，焊接熔池深且窄，在焊紋結(jié)晶過程中，因先結(jié)晶的金屬很純，后結(jié)晶的金屬雜物很多，并聚集在晶粒周邊，伴隨柱狀晶的增大與推移，將雜物排進(jìn)熔池內(nèi)部，這類雜物的熔點(diǎn)很低，易出現(xiàn)液態(tài)薄膜[1]。在固液相條件下，在焊接應(yīng)力的影響下出現(xiàn)結(jié)晶裂縫，當(dāng)焊接電流很小及坡口底部截面很小時(shí)，熔池內(nèi)的氣體與夾雜物很難浮出表面，極易出現(xiàn)氣孔與夾渣。

（4）在底部坡口截面很小位置焊接時(shí)，如果電弧電壓較大，焊接電弧上熱量大多數(shù)被坡口兩邊的母材吸收，而底部由于缺少充足的熱量熔化母材與焊劑，容易出現(xiàn)未熔合、沒有焊透以及夾渣等問題。

（5）筒節(jié)直縫焊接時(shí)，在焊到筒節(jié)另一頭和引出板接近時(shí)，電弧壓力突然減少，并易出現(xiàn)短路。

3 埋弧自動焊于大厚板上的運(yùn)用

結(jié)合大厚板埋弧智能焊的焊接特征，主要控制了如下工序：

（1）16MnR鋼是低合金高強(qiáng)度材料，依據(jù)等強(qiáng)度原則，焊絲選擇343MPa級ф4mm的H08MnA或H10Mn2，配HJ431。焊劑在正式焊前要烘干，烘烤溫度是250℃-300℃，保溫2小時(shí)。

焊接設(shè)備MZ-1-1000埋弧焊機(jī)。

（2）部件定位。因板厚很大，定位焊焊接厚度需要6-8mm，長度為25-35mm，間隔250-300mm，為提升效率，使用二氧化碳?xì)怏w保焊。

（3）坡口模式：采取機(jī)械加工，坡口模式如圖1所示。

（4）焊接準(zhǔn)備工作。①清理坡口兩邊各20-30毫米區(qū)域內(nèi)的油漬、鐵銹、氧化物以及水分等雜物。②清理焊絲外觀上的油脂與銹跡，焊絲不能有折彎，焊頭打磨。③保證焊劑干凈，顆粒均勻合適，并用250℃×2小時(shí)加以烘干。對回收的焊劑要篩選，清除焊渣、粉塵、粉末等雜質(zhì)，并補(bǔ)充新焊劑根據(jù)要求再次烘烤。④定位焊時(shí)焊材和被焊金屬相統(tǒng)一，且使用與正式焊一樣的方法，定位焊紋不能留下缺陷[2]。⑤直縫兩頭增焊大概100×100mm的引弧板與引出板，材質(zhì)與厚度同筒體一樣，為了防止引弧端與收弧端電弧電壓變化，筒節(jié)端頭焊紋出現(xiàn)氣孔及夾渣等問題，使用獨(dú)特的開槽引弧板與引出板，如圖2所示。

（5）焊接前預(yù)熱。把焊材坡口兩邊各180mm范圍內(nèi)的材料預(yù)熱至100℃，如此能減小焊后冷卻速率，減緩淬硬趨勢，降低焊接殘留應(yīng)力，避免冷裂紋的出現(xiàn)。

（6）焊接。①正反兩側(cè)打底焊時(shí)，要求焊絲瞄準(zhǔn)坡口中點(diǎn)，使用比較適宜的焊接線能量，讓焊縫出現(xiàn)系數(shù)保證在1.3-2范圍以內(nèi)，熔池內(nèi)的氣體與夾雜物可以完全浮出。②使用多層多道焊，除了進(jìn)行打底焊處理外，其它焊道于坡口兩邊交叉排列。焊接線能量不得太大，采取薄層焊，防止在坡口母材邊沿出現(xiàn)深凹槽及咬邊。③焊接環(huán)節(jié)注意道間熔渣處理，保證道間溫度不小于預(yù)熱氣溫。④每焊完一個(gè)焊道要進(jìn)行檢驗(yàn)，對坡口母材邊沿已出現(xiàn)的深凹槽，借助砂輪打磨到覆蓋焊道可以完全熔化焊透為止。如果出現(xiàn)了咬邊、夾渣等問題，要及時(shí)進(jìn)行清理與修復(fù)。⑤背部使用碳弧氣刨清根的，要特別留意碳刨后坡口外觀的修理，對坡口外表凹凸不平位置以及外觀不規(guī)則處，要打磨修整至滿足標(biāo)準(zhǔn)為止。⑥使用ф4mm的焊絲，焊機(jī)直流反接[3]。正反面進(jìn)行底焊時(shí)，焊接電流為500-600A，電壓30-34V，速度為7-9mm/s，其它焊道操作電流為550-650A，電弧壓力為32-36V，焊速和打底焊時(shí)一樣。

（7）焊后熱處理。容器焊后實(shí)施總體消除應(yīng)力熱處理，以優(yōu)化焊縫組織及力學(xué)性能。加熱溫度580℃-620℃，保溫2小時(shí)。

4 結(jié)束語

綜上所述，采用上述焊接方式進(jìn)行大厚板埋弧自動焊的焊接效果得到了保證，焊接一次成功率高達(dá)98%，焊縫的力學(xué)性能符合要求，確保了設(shè)備質(zhì)量，并贏獲了時(shí)間與信譽(yù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱曉先.萬箱船厚板埋弧自動焊焊接工藝[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（27）.

[2]苗磊，郭曉春，李波.奧氏體不銹鋼厚板埋弧自動焊工藝[J].化工裝備技術(shù)，2002，23（01）.

[3]張秋紅.應(yīng)用STT打底焊減少埋弧自動焊背面清根深度的可行性試驗(yàn)及分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2011（03）.