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工艺设计说明书
15CrMo珠光体耐热钢平板对接焊接工艺设计说明书
学生:
李断弦
指导老师:
王燕
(三峡大学机械与材料学院)
摘要:
本文介绍了采用等离子弧焊法对1Cr18Ni9Ti不锈钢平板进行对接焊的方法,1Cr18Ni9Ti钢是最常用的奥氏体不锈钢之一,它的耐蚀性能、强度和塑性均较高,而且焊接性能也良好,因而广泛应用于对耐蚀性能要求较高的部件,焊接时一般不需要焊前预热及后热,没有特别要求时也无需焊后热处理,只要控制较低的层间温度。
采用穿透型等离子弧焊焊接奥氏体不锈钢时,如果板厚为1.6~8.0mm,则可以不开坡口,不加填充金属,不用衬垫实现单面焊双面成形,而且可以一次焊透。
因此,对于板厚为4mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢,穿透型等离子弧焊是一种高效、经济、合理的焊接方法。
根据有关数据的依据,制定了合理的焊接工艺,并分析工艺的合理性,同时还阐述了焊接前地准备工作、焊接中的注意事项以及焊接后的检验处理工作以保证获得质量好的焊缝。
关键字:
奥氏体不锈钢;1Cr18Ni9Ti不锈钢;穿透型等离子弧焊;平板对接
1母材的成分和焊接性分析
1.11Cr18Ni9Ti不锈钢母材的性能和用途
母材规格:
1Cr18Ni9Ti钢板两块,规格:
—4×100×300。
1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢具有优良的抗腐蚀、耐高温和力学性能,而且具有良好的焊接性,其焊接结构广泛应用于机械、化工、核电等工业领域。
其化学成分见表1,力学性能见表2
表11Cr18Ni9Ti钢的化学成分质量分数(%)
牌号
化学成分(质量分数)%
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
Ti
1Cr18Ni9Ti
≤0.12
≤1.00
≤2.00
≤0.03
≤0.035
17.0~19.0
8.0~11.0
5×(C%-0.02)~0.8
表21Cr18Ni9Ti钢室温力学性能
钢种
屈服极限σs/MPa
抗拉强度σb/MPa
伸长率δ5(%)
HBS
HV
HRB
1Cr18Ni9Ti
≥206
≥520
≥40
≤187
≤200
≤90
1Cr18Ni9Ti钢根据化学成分属于铬镍不锈钢,常温下一般呈单相奥氏体组织。
这种钢除了具有很高的耐腐蚀性能外,还有许多优点。
它具有高的塑性,易于加工变形成各种形状的钢材(薄板、型材等);加热时没有7,a之间的相变,焊接性能良好;韧性和低温韧性好,没有冷脆倾向;不具有磁性。
由于奥氏体再结晶温度较高,还可用作于550℃以上工作的热强钢等。
虽然1Cr18Ni9Ti钢的价格昂贵,导热性差,且易加工硬化,但在耐热钢及不锈耐酸钢中,1Cr18Ni9Ti钢仍然是使用最广泛的一类钢。
影响1Cr18Ni9Ti钢耐蚀性的因素很多。
内因主要有钢的化学成分、组织、内应力、表面粗糙度等。
化学成分C在1Cr18Ni9Ti钢中的作用主要表现在两个方面:
一是稳定奥氏体的元素,其作用的程度很大(约为镍的30倍);二是与铬能形成碳化物在晶界析出,造成晶界周围贫铬,出现晶间腐蚀,而使金属产生沿晶脆断的危险。
耐蚀性要求愈高,碳含量应愈低(但熔炼更困难,价格也愈贵)。
可见,碳在不锈钢中的作用是相互矛盾的。
Si,Mn,S,P在1Cr18Ni9Ti钢中作为杂质元素。
Si是铁素体形成元素,可提高1Cr18Ni9Ti钢的抗应力腐蚀断裂。
通常情况下,SIP对耐蚀性影响不大,但其是钢中的有害元素。
Mn是形成奥氏体的元素,作用约为Ni的1/2,单纯的铬锰不锈钢抗晶间腐蚀能力低。
Cr是决定1Cr18Ni9Ti钢耐蚀性的主要元素。
钢中加人Cr,可以提高基体的电极电位。
根据n/8规律,当WCr>11.7%时(考虑C和Cr形成碳化物夺走基体中的一部分Cr,不锈钢中WCr均在13%以上)且绝大部分都溶于固溶体中,才使电极电位跃增,使基体的电化学腐蚀过程变缓。
同时金属表面被腐蚀时要形成“钝化”现象,从而提高了钢的耐蚀性。
Ni在钢中是形成奥氏体的元素(Cr是形成铁素体的元素),但Ni的作用是在与Cr配合后才能充分发挥出来。
如果单独使用Ni而不使用Cr,低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,WNi要达到24,当WNi二27%时才能提高钢的耐蚀性。
研究证明,在WCr二18%的钢中加入WNi=8%后,就可获得完全奥氏体组织,得到高耐蚀性的钢材。
1.21Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接性分析
1.2.1碳当量分析
按照国际焊接学会推荐的碳当量公式算得1Cr18Ni9Ti的碳当量
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
=0.12+2.00/6+(18.0+0+0)/5+(9.5+0)/15
≈4.69
由此可见,1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接性较差。
1.2.21Cr18Ni9Ti不锈钢焊接时存在的问题
奥氏体不锈钢含有较高的铬和镍,可形成致密的氧化膜且热强性高,比其它不锈钢具有更优良的耐蚀性、塑性、高温性能,故奥氏体不锈钢是工业上应用最广泛的不锈钢。
由于奥氏体不锈钢导热系数小、线膨胀系数大,所以薄板在焊接过程中因热收缩而引起工件横向位移、连接时对接缝间隙过大或过小,难以保证焊接质量。
虽然说奥氏体不锈钢与铁素体和马氏体不锈钢相比,较容易焊接,在任何温度都不发生相变,对氢不敏感,焊接接头在焊态下具有良好的塑韧性。
但在焊接材料或焊接工艺选择不正确时,会出现晶间腐蚀或热裂纹等缺陷。
(1)晶间腐蚀
1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的耐蚀性包括两种腐蚀现象:
晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。
晶间腐蚀是金属材料(含接头)在特定的腐蚀介质中沿晶粒边界发生的腐蚀现象。
遭受晶间腐蚀的不锈钢或接头,有时表面上没有痕迹,但在受到应力时,由于晶粒已失去联系,几乎完全丧失强度,会发生沿晶界断裂事故。
接头可有三个部位出现晶间腐蚀现象(见图1),其中a为焊缝上的晶间腐蚀,b为母材敏化区晶间腐蚀,发生在热循环峰值温度600~1000℃的热影响区,c为刀状腐蚀,发生存焊缝熔合线外侧很窄的范围内,形状窄而深,类似刀切形状。
所以在焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢时要减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度;对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。
图1
(2)热裂纹
与一般结构钢相比,1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接时更容易产生热裂纹,并以结晶裂纹为主,有时也出现液化裂纹,这主要是因为1Cr18Ni9Ti不锈钢的线膨胀系数大,导热系数小,在焊接局部加热和冷却下,接头在冷却过程中易形成较大的拉应力,同时,1Cr18Ni9Ti不锈钢易于连生结晶形成方向性强的柱状晶组织,再者,1Cr18Ni9Ti不锈钢焊缝的合金成分组成复杂,P、S、Sn和Pb等杂质元素或者Si、Nb等有限溶解度元素都可能形成低熔点共晶液膜,导致产生热裂纹。
热裂纹以结晶裂纹为主,主要是由于在焊缝凝固时,钢中的S、P等有害杂质易形成液态夹层和易溶夹层,聚积在熔池的中心区域,在接头拉应力作用下开裂,冷却后形成热裂纹。
因此在焊接时,应尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体能大量溶解有害的S、P杂质,其含量要控制在3-5%以下。
(3)1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的脆化倾向
考虑到奥氏体不锈钢接头的工作条件,通常是在常温或不太高的温度下(例如350℃以下)使用,对于接头的要求主要是耐蚀性必须过硬,而对接头的力学性能没有特别要求。
况且1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的常温力学性能,通常是可以满足使用要求的。
然而,在低温和高温条件下,该接头均会出现脆化倾向。
有资料证明,即使是单相γ组织的焊缝,其低温韧性(-196℃)仍然不如固溶处理的1Cr18Ni9Ti母材,焊缝金属的韧性下降了31%。
有更多资料证明,奥氏体焊缝经高温服役后,它的韧性指标急剧下降。
可见,该接头的力学性能是有局限性的,并非万能或全功能型,它的低温或高温脆化倾向与焊缝显微组织特性相关。
如果要将此接头用于低温或高温环境工作,必须搞清脆化机理,改善显微组织,提出合理工艺措施。
(4)焊接接头的σ相脆化
1Cr18Ni9Ti不锈钢焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的σ相,导致整个接头脆化,塑性和韧性显著下降。
б相一般是在600-900℃范围内析出,尤其在750℃左右最易析出,作为防止б相产生的预防性措施,奥氏体型不锈钢中应尽量减少铁素体的含量。
此外,对已析出的σ相在条件允许时要进行固溶处理,使σ相溶入奥氏体。
(5)应力腐蚀开裂
奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
316L钢属奥氏体不锈钢,导热系数小,线膨胀系数大,焊接时,焊缝在拘束状态下,焊后焊接接头可残留较大的焊接应力。
与酸性介质接触的接头表面,首先发生电化学腐蚀,经一段时间后,金属表面产生狭长的微裂纹,在裂纹端部产生应力集中,加之渗入裂纹内的空气介质起了锲入作用,促使裂纹向前扩展,从而又出现新的金属表面,继续发生腐蚀,焊接残余拉应力可加速裂纹的扩展。
严重时,可使焊接接头产生脆性断裂。
2焊接方法的选择和分析
2.1焊接方法选择时应考虑的因素
(1)各种焊接方法的适用范围;
(2)待焊1Cr18Ni9Ti不锈钢板的具体情况:
钢板的结构类型、厚度,接头形式和焊接位置,母材的物理性能、力学性能、冶金性能;
(3)对焊缝质量的要求:
如硬度、强度、塑性、外观,是否变形等。
2.2等离子弧焊接方法的选择
等离子弧焊接是使用惰性气体作为工作气和保护气,利用等离子弧作为热源来加热并融化母材金属,使之形成焊接接头的熔焊方法。
按照焊透母材的方式,等离子弧焊分为穿透型等离子弧焊接和熔透型等离子弧焊接两种。
等离子弧焊的优点:
1)等离子弧是1种被压缩的钨极氩弧.具有很高的能量密度和温度.电弧刚直性好。
能量集中。
焊接时热影响区小。
特别适合焊接奥氏体不锈钢等对热量输入比较敏感的材料。
2)电弧挺度好.对弧长的变化不敏感。
3)电弧熔透力强.不开坡口可1次焊透12mm厚的不锈钢板。
4)可产生稳定的小孔效应.利用小孔效应可实现单面焊双面成形焊接。
5)与MAG和TIG焊相比,等离子弧焊的成本是MIG的33%.是TIG的13.6%。
而效率比TIG和MIG高得多。
穿透型等离子弧焊接即是利用小孔效应实现等离子弧焊的方法,故又称小孔型等离子弧焊。
小孔法是在焊接过程中.在较大的焊接电流和等离子流的作用下将工件贯穿形成稳定的小孔。
随着焊接的进行,小孔也随着等离子弧向前移动。
而熔化的金属则在后面冷却结晶形成焊缝金属。
由于等离子弧的温度高、能量密度大,加热集中,穿透力大,对弧长变化的敏感性小。
与传统的手工钨极氩弧焊相比,“小孔型”等离子弧焊具有一系列的工艺优点,对于板厚范围为1.6~9mm的不锈钢,可以不开坡口,一次焊透,单面焊双面成形,焊接变形小;焊接热影响区小,焊缝窄而美观。
一般仅限于平焊。
对于某些种类的材料,采用必要的工艺措施,可实现全位置焊接。
表3——等离子弧焊可一次焊透的厚度
材料
不锈钢
钛及其合金
镍及其合金
低合金钢
低碳钢
铜及其合金
焊接厚度范围
≤8
≤12
≤6
≤8
≤8
≤2.5
1Cr18Ni9Ti不锈钢具有良好的抗腐蚀性,但在使用过程中,由于种种原因,钢件经常会产生损坏,采用等离子弧焊接技术,其焊接过程稳定,焊接电流小,焊接速度快,热影响区小,变形小,熔池保护好,焊缝正反面成形美观,焊缝内部质量好,生产效率高。
综上所述,本课题要求对4mm厚的1Cr18Ni9Ti不锈钢板进行平板对接焊,选用穿透型等离子弧焊接方法是比较合理的。
3等离子弧焊接工艺的制定
穿透型等离子弧焊最突出的特点在于其能利用小孔效应焊接。
要获得稳定的小孔效应必须采用机械自动化焊接,并且应采取一定的工艺措施来满足产生小孔效应的要求。
在“小孔型”等离子弧焊时,由于存在小孔而减少了电弧对熔池的压力,减少了焊缝正面的下凹和背面的焊漏。
所以小孔型焊接不仅可使焊缝正面成型良好,而且在背面也形成一条均匀细窄的焊缝,其断面形状呈酒杯状。
因而,工件在一定厚度范围内可不开坡口,不留间隙,不加填充焊丝,可在背面不用衬垫的情况下实现单面焊双面一次成形。
3.1焊前准备
3.1.1坡口准备
图2-坡口形式
穿透型等离子弧焊一般情况下可不开坡口,采用I型坡口,不留间隙。
但穿透型等离子弧焊接对油、水、锈、渣和氧化物等杂质很敏感。
用小孔法工艺焊接时,熔深比较大,有杂质时极易形成内部气孔和夹渣。
因此焊前必须清除坡口及其两侧各20mm范围内的杂质。
设计的1Cr18Ni9Ti不锈钢板坡口形式如图2所示。
板厚4mm,不开坡口,单面焊。
焊前要用丙酮清洗钢板上的油污。
3.1.2组队要求
组对的间隙对等离子弧焊的小孔效应影响很大,间隙过大极易形成烧穿,造成塌陷,同时过大的间隙会卷进空气,破坏电弧的保护气氛,影响保护效果,干扰电弧的稳定燃烧。
等离子弧柱加热面积小,间隙过大造成侧壁未熔合。
因此在可能的情况下间隙应尽可能小,本课题焊1Cr18Ni9Ti不锈钢板时,不留间隙。
错边量的控制是组对的另一要求。
错边会造成接头两侧受热不均,进而造成熔合不良以及影响焊缝的美观。
背面的错边影响反面成形,造成根部焊缝过渡不圆滑,严重的进而影响到焊缝无损检测无法通过。
因此应控制好组对错边量。
错边量推荐控制在0.02mm以内。
3.2穿透型等离子弧焊的主要工艺参数确定
图3-穿透型等离子弧焊接的工作原理
利用等离子弧能量密度高和等离子流力大的特点,等离子弧在适当的条件下就可实现穿透(小孔)焊接。
此时,在高温等离子弧将工件完全熔透,在等离子流力作用下形成一个穿透工件的小孔,并由母材的背面喷出。
随着焊枪向前移动,熔化金属在表面张力的承托下,沿着等离子弧周围的固体壁向熔池后方流动,在母材正、背面形成大小不同的两个熔池,就好像正、背面同时有电弧进行焊接一样。
熔池在各种力的相互作用下保持平衡,从而在正、背两面形成连续不断的焊缝。
如图3所示。
图4-正确的电弧形式和错误的电弧型式
采用穿透型等离子弧焊接时,一般手工操作很难保持稳定的小孔效应。
因此大都采用机械化自动焊。
影响“小孔型”等离子弧焊的工艺参数很多,如焊接电流、焊接速度、送丝速度、等离子气种类及流量、保护气种类及流量、喷嘴孔道比、喷嘴孔径、钨极形状尺寸、钨极内缩量等都不同程度会影响等离子弧焊接的接头质量,其中主要的工艺参数为焊接电流、焊接速度、等离子气种类及流量。
为了避免氧化,提高耐蚀性能,采取了较好的保护措施,除了焊枪的保护气外,尚有拖罩保护,工件背面保护。
3.2.1焊接电流的确定
在焊接钢板时,若焊接电流太小,会使焊缝的熔深减小,焊缝表面成形粗糙。
电流增加会使熔深增加,焊缝正面平坦或下凹;当电流太大时,电弧吹力增加很快,如果超过承托熔化金属的表面涨力时,熔池就塌陷。
在其他条件不变的情况下,焊接电流增加到一定值时,气流的稳定性会突然破坏,整个焊嘴内都充满了电弧,电弧不仅在电极与喷嘴间产生,而且还产生在喷嘴与工件之间,这样就会产生双弧,如图4所示。
这种工作方式会使喷嘴迅速烧毁。
考虑到1Cr18Ni9Ti不锈钢板的厚度为4mm,查表4可得焊接电流为165A,电压为36V。
表4-穿透型等离子弧焊接参数
3.2.2焊接速度的确定
在焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢板时,若焊接速度过高会引起咬边和焊不透,速度过低又会造成被焊金属过热,小孔直径增大,熔池过大甚至塌陷。
查表4得到焊接速度为358mm/min。
表4所给出了各种材料和不同厚度的焊接条件,但这些参数实际上也只能作为开始调正焊接规范时的参考。
因为仅是喷嘴设计略有变动,这些数值就变化很大。
3.2.3离子气流量的确定
离子气流量过小会出现焊不透现象,而且焊缝表面粗糙。
相反,离子气流量的增加可使等离子流力和穿透能力增大。
但流量过大会产生咬边现象,甚至焊穿,无法保证焊缝成形。
在其他条件给定时,选择离子气流量应使等离子弧具有尽可能强烈的压缩,而电弧的吹力则以刚能吹透熔池金属即可。
喷嘴孔径确定后,等离子气流量应视焊接电流和焊接速度而定,即在离子气流量、焊接电流和焊接速度这三者之间有个适当的匹配。
具体的选择参考表4可得离子气364L/h。
3.2.4保护气体的流量
保护气除了影响保护效果外,还对等离子弧的稳定性有一定影响。
保护气流量过大会造成气流的紊乱。
保护气流量应与离子气流量有一个恰当的比例。
穿透型等离子弧焊接保护气流量一般在15~30L/min范围内。
1Cr18Ni9Ti不锈钢板焊接时背面也应有保护气,必要时还应附加保护喷嘴。
具体的选择可以参考表5得保护气流量为1260L/h。
3.3其他影响焊接工艺的参数的确定
在等离子弧焊接时,影响焊缝质量和焊接过程稳定性的因素很多。
图示出影响焊接质量的各因素。
3.3.1喷嘴结构和几何尺寸
图5-等离子弧焊炬及尺寸
喷嘴的结构和尺寸对等离子弧焊接的性能起着决定性的作用。
喷嘴的主要尺寸是喷嘴孔径dn和孔道长度l0,如图5所示。
等离子弧焊接一般采用切线方向进气的喷嘴。
倘若压缩角和孔径较小,而孔道长度较大,对电弧的压缩就强烈。
但超过一定的范围,就使电弧不稳定,甚至产生双弧。
由于初选的焊接电流是165A,查表可得喷嘴孔径为2.8mm。
孔道比为1.0~1.2,锥角为60°~90°。
3.3.2喷嘴高度
喷嘴与工件的距离应控制在3~5mm之间。
距离过大时会降低等离子弧的穿透能力,使得熔深减小,焊缝表面粗糙。
距离小一些对焊接参数没有明显的影响,但容易造成喷嘴粘贴飞溅物。
所以喷嘴最好带辅助孔。
3.3.3喷嘴上的辅助孔
喷嘴在压缩孔的两边再加两个小孔,称为辅助孔。
这两个孔可以通过一部分等离子气。
当孔的位置合适时,两股较冷的气流对称地吹向电弧,使等离子弧变成狭长的椭圆形。
如果这样变长了的等离子弧与焊接方向一致,就使焊接热影响区更窄,焊接速度可增加50%~100%。
这两股气流也称为“聚焦气”。
3.3.4钨极的形状和内缩距离
表5等离子弧钨棒直径和电流范围
电极直径/mm
电流范围/A
电极直径/mm
电流范围/A
0.25
<15
2.4
150~250
0.50
5~20
3.2
250~400
1.0
15~80
4.0
400~500
1.6
70~150
6.0~9.0
500~1000
电极一般选用钨极,焊接电流为165A,由表5查得电极直径为2.4mm。
钨极的端部应该磨尖,角度应为30°。
钨极的内缩距离是指钨极端头到喷嘴端面的距离。
这一距离一般为3毫米,距离过大时电弧不易稳定。
3.3.5离子气和保护气的成分
采用氩气中加氢作为离子气和保护气主要适用于焊接不锈钢和镍合金,而在焊接低合金钢时会引起脆性,焊接铜合金时会产生气孔。
加氢的好处主要是氢气是一种还原性气体,可使焊缝的表面更加光洁。
而且因为氢气的电离能很高,可进一步压缩电弧,使等离子弧更加集中。
由表4可以得知采用氩加氢气体作为离子气和保护气比较合理。
本课题氩加氢的比例可取95%Ar+5%H2。
3.4施焊工艺流程
采用穿透型等离子弧焊焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢板时,可以选用LH-300等离子弧焊机,见图6所示。
施焊流程如下。
3.4.1焊前准备
去除待焊件两侧毛刺,用丙酮清洗钢板上的油污等杂质并擦干后装配:
两块钢板平板对接,不开坡口,不留间隙,单面焊。
装配好引弧板、收弧板以及垫板,如图7。
图6-LH-300等离子弧焊机设备
3.4.2焊缝的保护
为保证焊接质量和合理的使用保护气体,在焊接前焊缝背面采用分段跟踪通气保护,正面附加弧形拖罩保护。
3.4.3起弧
图7-穿透型等离子弧焊接所用的垫板
穿透型等离子弧焊时必须精确地控制起弧和收弧。
起弧就是从引燃等离子弧到形成焊接熔池进入正常焊接的整个过程,它直接影响到焊接能否正常进行和收弧质量。
为防止起弧时产生翻弧和气孔等缺陷,起弧时采用预热起弧,即在焊炬与工件停止的情况下起弧(电流递增,离子气流量不变,加热熔化工件)。
待穿透形成小孔时,立即对工件进行焊接。
预热时间不可过长,否则熔池变大;若预热电流偏大,或起焊速度偏慢,就可能使熔池金属下陷,焊缝反面形成鼓包。
一方面鼓包内可能存在气孔,另一方面金属下陷会造成收弧时熔池的进一步下塌,使弧坑不易填满。
因此,针对工件特点,预热时间、离子气、电流等参数应选择适当。
3.4.4收弧
收弧是等离子弧焊接的“小孔效应”逐渐消失、直至电弧熄灭的过程。
收弧参数不适当,可能造成气孔、下陷、弧坑等缺陷。
收弧前部分金属的熔化过程中,起弧气孔一般可以排出,关键是收弧时产生的气孔。
合理的选择电流、离子气流量、焊接速度的衰减及焊炬与工件的位置等参数,气孔是可以消除的。
应该使熔池由穿透到不穿透直至熔池消失这一段过程呈圆滑均匀过渡。
若在起弧段有焊漏情况,在收弧时,就容易造成焊缝下陷。
收弧时,液体金属不能填满熔池,就要出现弧坑,为此应增加填充金属,减慢焊接速度来消除弧坑。
3.5焊后冷却
将焊好的工件放置在空气中自然冷却。
4等离子弧焊接操作注意事项和安全要求
4.1等离子弧焊接操作技术要求
穿透型等离子弧焊接对焊接技术要求比较高,一般都是采用机械自动化焊接。
焊接前要合理调整焊接电压、焊接电流、焊接速度、喷嘴与工件之间的距离、等离子气和保护气流量调等,防止双弧、咬边的产生。
4.2等离子弧焊安全技术要求
4.2.1电击防护
等离子弧焊接用的电源的空载电压较一般弧焊电源高,这就要求有良好的
防电击措施。
每次移动焊机后,要检查接地是否可靠。
转移型等离子弧焊接或切割时,采用低电压引燃非转移型弧,然后通过线路接通转移型弧回路。
如果启动开关装在手把上,必须对外露开关套上绝缘橡胶套管,避免手直接接触开关,尽可能采用自动操作方法。
等离子弧焊接和切割用喷嘴及电极的寿命相对较短,要经常更换,更换时应保证电源处于断开状态。
手工操作时,电击危险性更大,要经常检查焊枪各部件之间的绝缘状况,保证绝缘可靠。
4.2.2高频电辐射防护
等离子弧焊接一般采用高频振荡器引弧,产生的电磁辐射对人体有致癌作用,危害操作者健康。
为此要选择合适的高频振荡器频率,一般选择在20~60kHz最合适。
还要求工件接地可靠。
高频作用时间越短,对人体危害程度越低,故在转移型弧引燃后,立即可靠地切断高频振荡器电路。
4.2.3电弧光辐射防护
等离子弧焊的电弧光辐射强度也很大,主要由紫外线辐射、可见光辐射与红外线辐射组成。
等离子弧较其他电弧的辐射强度更大,尤其是紫外线强度,对皮肤的损伤严重。
操作者在焊接时必须带上良好的面罩、手套,颈部也要保护好。
面罩上除了应具有黑色目镜外,最好还加上吸收紫外线的镜片。
自动操作时,可以在操作者与操作区之间设置防护屏。
4.2.4噪声防护
等离子弧电压高、气体流量大,工作时会产生高强度、高频率的噪声,对操作者的听觉系统和神经系统非常有害。
其噪声能量集中在2000~8000Hz范围内。
防护措施有:
戴耳塞式耳罩进行个人防护。
尽可能采用自动焊接,操作者可在隔音良好的工作室内遥控。
4.2.5防灰尘与烟气
等离子弧焊接过程中伴随有大量气化的金属蒸汽、臭氧、氮化物等。
这些烟气与灰尘对操作者的呼吸道、肺等产生严重影响。
因此要求工作场地必须配置良好的通风设备和措施。
5焊后质量检验
5.1外观检验
焊接接头的外观检验是一种手续简便而又应用广泛的检验方法,是成品检验的一个重要内容,主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。
一般通过肉眼观察,借助标准样板、量