海工焊接每日一讲

rex56 · 发表于 2009-4-17 20:21

原帖由 yangwap 于 2009-4-6 10:30 发表
第一个问题：海工焊接中焊缝的要求。主要是余高、包角、焊趾过度、焊缝设计形式、全焊透焊缝焊接注意事项及焊接顺序。
（1）余高：余高主要对焊缝起到增加强度的作用，但是并不是余高越高越好，应该控制在一个范围内 ...

姐你太厉害了

yangwap · 发表于 2009-4-19 00:49

呵呵，这几天出差在外，2天没有做课件了。
今天全给补上。望谅解呀

yangwap · 发表于 2009-4-19 20:03

影响焊接温度场的因素(3)
焊接工艺参数的影响：
以电弧功率及焊接速度的影响最大，
板厚和焊接速度一定，电弧功率增大，受热超过600℃的高温区域就增大，
电弧功率和板厚一定，增大焊接速度，则600℃以上的高温区域就缩小，
可适当调节焊接工艺参数，控制热影响区的大小。
影响焊接温度场的因素(4)
板厚的影响：
材料厚度大则导热快；反之导热慢，
在相同热源功率和工艺规范下，厚板温度场分布范围小，薄板温度场分布范围较大，
焊接接头形式的影响：
热传导的难易相当材料导热能力大小，
热传导最容易的接头，其温度场分布范围最小，
T型接头和搭接接头比对接接头易导热。
焊接线能量：在焊接过程中，单位长度的焊接接头上所得到的电弧热量(或其他能源的能量)，称为线能量，也叫单位能。
焊接线能量的大小，对焊缝和热影响区金属的组织和性能有很大影响
随着线能量的增加，焊接热影响区的范围也随着增大。

yangwap · 发表于 2009-4-19 20:17

1. 均匀加热时引起应力与变形的原因
了解焊接应力与变形产生的原因：
(1)不受外界约束的杆件
在自由状态下均匀加热和均匀冷却，不会有任何内应力，也不会有残余应力与变形，
在焊接中利用这个基本原理，以减小和消除焊接应力与变形，
如铸铁和铸钢件的焊件，焊前将焊件均匀地加热到高温，并在焊后造成均匀冷却的条件，则在焊件中的应力和变形很小，
2) 有约束的均匀加热
不许伸长，可自由缩短，杆不弯曲变形
热伸长△l，相当压短△l，σT=E△l / l
若σT＜σS,为弹性变形，冷却后无残余应力和变形
若σT＞σS,为弹塑性变形，冷却后有残余变形而无残余应力
(3) 杆件两端固定
杆件不能自由伸长或缩短，冷却后有残余应力而无变形。去除固定取下后同(2)
2. 不均匀加热引起应力与变形
三板相关，加热中间
加热区：高温受压、冷却后受拉。其他部位相反
3. 焊接时的变形与应力
焊接的应力与变形与2的情况基本一致，
只是焊接时，温度均匀分布更为复杂，且热源是移动的，
金属的局部不均匀加热和冷却、工件刚性以及焊缝金属的组织变化是造成焊接应力和变形的基本原因。
4. 焊接时的约束条件
结构的相互作用对焊接的应力与变形有影响，
根据焊接时限制构件膨胀和收缩的情况，可将约束条件分为外界固定、相互变形和构件内部各部分之间变形等三类。
在刚性很大的胎架上焊接刚性较小的构件，多半属于外界固定约束，
用定位焊装配的结构，焊接时受到的是相互变形的约束，
在板面上与堆焊属于典型的内部各部分之间变形的约束。

rex56 · 发表于 2009-4-19 23:54

学问很大，我要慢慢来

零点℃距离 · 发表于 2009-4-20 08:25

我只做海工设计的，有没那方面的知识。焊接方面的只能学学，用得也就前几个，后面的越听越难懂。

rex56 · 发表于 2009-4-20 23:09

理解一点是一点

[ 本帖最后由 yangwap 于 2009-4-21 12:58 编辑 ]

yangwap · 发表于 2009-4-21 12:56

原帖由 零点℃距离 于 2009-4-20 08:25 发表
我只做海工设计的，有没那方面的知识。焊接方面的只能学学，用得也就前几个，后面的越听越难懂。

关于海工设计的吧。你们徐总和梁总哪有好多的材料，可以问他们要一些关于设计方面的呀。呵呵。
我是搞焊接的，所以只能对这方面进行讲解呀。要不你要什么材料我去给你要。呵呵

yangwap · 发表于 2009-4-21 12:59

原帖由 rex56 于 2009-4-20 23:09 发表
理解一点是一点

感谢参与学习呀

370203013659 · 发表于 2009-4-22 06:41

香楼主表达敬佩，现在很多人比较浮躁，应该多向你学习

andy2087716 · 发表于 2009-4-22 12:38

非常不错

yangwap · 发表于 2009-4-22 14:15

呵呵，最近出差特别忙，三天没做课件了。
没事的，呵呵，今天晚上全给补上

感谢水平的参与呀

yangwap · 发表于 2009-4-23 00:30

目前我国液压支架结构件大部分采用16M n 钢板
作为主材, 体积及自重普遍较大, 给支架的运输及安装都带来困难。近十几年来, 国外将屈服强度在295M Pa～ 460M Pa 的低合金高强度钢(以下简称高强钢) 广泛于液压支架结构件中, 在保证其性能的同时也取得了较好的经济效益。国内由于受高强度钢焊接难度大、工艺复杂、易出现焊接缺陷等因素的限制,在这方面起步晚。我们近年来开始在高强钢的焊接方面进行了大量的试验和应用, 从焊丝的选择、焊前预热、焊后处理、工艺参数等方面出发进行了工艺研究, 保证了支架结构件焊接质量的可靠性。
一、高强钢的焊接性分析
1、热裂纹
高强钢一般含C、S 量较低, 含M n 量较高, 而且含C、S 杂质控制较严, 因此热裂纹的倾向较小。
2、冷裂纹
低合金高强钢中碳含量W (C) 一般控制在0120%以下, 为了确保钢的强度和韧性, 通过添加适量的M n、Mo 等合金元素及V、N b、T i、A l 等微合金化元素, 配合适当的轧制工艺或热处理工艺来保证钢材具有优良的综合力学性能。由于焊接热循环不稳定的原因, 在高强钢淬透性提高的同时也加大了脆硬组织出现的几率, 并且冷却速度过快又会较多地出现晶格缺陷, 这都为冷裂纹的出现埋下了隐患。氢是引起高强钢焊接冷裂纹的主要因素。裂纹一般出现在焊接热影响区, 有时也出现在焊缝金属中。焊接接头中含氢量越高, 产生裂纹的倾向就越大。水在熔池中高温下的电解是焊缝中氢的主要来源, 焊接材料中的水分, 焊件坡口处的铁锈、油污以及环境的湿度都是焊缝中富氢的原因。采用CO 2 气体保护焊时使用的CO 2 气体应特别注意其纯度。由于结构的角度、焊缝的位置、焊接顺序、构件的自重等因素使焊接接头承受了不同的内应力, 从而降低了构件的承载力, 使构件在未达到使用期限或使用能力时就产生了冷裂纹或疲劳裂纹而发生损坏。
3、热影响区性能的变化
高强钢的热处理工艺严格, 而焊接过程受实际因素限制, 加热温度和冷却时间与其热处理有着很大差别。所以在母材的热影响区就容易出现两个问题: ①由于焊接冷却速度快, 焊后一般又不进行热处理, 在过热区内易出现诱发冷裂纹的脆性组织; ②调质状态下的钢材, 只要加热温度超过它的回火温度, 性能就会发生变化。因此韧性的下降几乎是不可避免的, 而且随着材料强度级别的提高韧性下降越明显。（待续）

yangwap · 发表于 2009-4-23 00:36

二、　高强钢焊接影响因素的控制
1、焊接方法的选择
高强钢常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO 2 气体保护焊等, 为了减少电弧热量对母材的影响, 应采用能量较为集中的焊接方式, 如CO 2 气体保护焊和混合气体保护焊。为限制线能量, 不能采用大直径的焊条或焊丝, CO 2 气体保护焊时宜采用直径1.2 或直径1.6的焊丝。
2　焊接材料
选择焊接材料时一般要求所得焊缝金属在焊态下应具有接近于母材的机械性能, 即“等强匹配”。在特殊条件下, 如结构的刚度很大、冷裂纹很难避免时, 选择比母材强度稍低的材料作为填充金属, 即“低强匹配”, 在少许牺牲焊缝强度而提高韧性的情况下, 对焊接接头的性能更为有利。
3、　保护气体
在用CO 2 气体保护焊焊接高强钢时, CO 2 气体纯度是影响高强钢焊接的重要因素之一, 应符合HGöT 2537- 1993 规定或达到GBöT 6052- 1985 规定的优等品要求, 一般要求CO 2 的体积分数在99.5% 以上。试验表明: CO 2 的体积分数小98.7% 时在焊缝中易出现气孔, 当CO 2 体积分数高于99.11% 时才能得到致密焊缝。对CO 2 气体的提纯有两种方法: 一是在使用前将气瓶倒立静置放水的简易方式; 二是在供气装置和设备间设置2 个～ 3 个干燥器, 以得到纯度较高的气体。
4、　坡口处理
坡口内的锈蚀、水分、油污等也会导致气孔和冷裂的产生, 所以在进行低合金高强钢的焊接时, 一定要把坡口处理干净。为了减少焊接量, 在板厚大于20mm 的钢板拼接时尽量采用熔敷量较小的U 形或X形坡口。（待续)

yangwap · 发表于 2009-4-23 00:41

三工艺参数的选择
1、　焊接顺序
焊接顺序的选择应遵循以下原则: ①尽可能让焊缝能自由收缩, 减少施焊时的拘束度, 图纸设计时应避免交叉焊缝, 有交叉时设计应力释放孔; ②先焊接收缩量大的焊缝, 减少内应力; ③把部件整体结构划分为若干个小部件, 将小部件按要求焊接后再组装成大部件, 这样就大大减少了总装时的焊接量, 减少一次受热量。
2、焊接电流、焊接电压和焊接速度从减少裂纹的方面出发, 焊接电流要大, 焊接速
度慢些为佳; 但从减少热影响区脆化的角度出发, 焊接电流要小, 焊接速度要快。因此在焊接电流的选择上要兼顾两者的冷却速度范围, 上限取决于不产生裂纹, 下限取决于热影响区不出现脆化的混合组织。在支架生产中常用的高强钢板厚10mm～ 50mm , 接头形式有T 形接头(主筋、筋板、顶板间) , 对接接头(板材拼接) , 角接接头(侧板与上板、顶板间)。在使用直径1.6焊丝时, 焊接电流为280A～ 410A , 焊接电压为29V～ 40V , 焊接速度为20m /h～ 35m/ h。
3、　焊接层数
为限制过多热量的输入, 降低母材的过热程度, 高强钢焊接时应尽量采用多层、多道焊, 而且最好采用窄道焊而不作横向摆动的运条技术。每层焊道以不超过7mm 为宜。这样前一层焊道对后一层焊道有预热作用, 后一层焊道又对前一层焊道起了缓冷的效果, 相互影响, 在严格控制层间温度(≤2 000℃) 的条件下,有效减少了裂纹的出现和热影响区性能的变化。
4、　焊前预热和焊后热处理
高强钢经常在焊态下使用, 焊后一般不进行焊后热处理。焊前预热应根据钢板厚度、屈服强度和母材温度决定。在外界温度太低时应进行焊前预热, 板材
强度越高、钢板越厚, 预热温度就越高, 预热温度一般为20℃～ 150℃。母材温度不能低于10℃, 若低于10℃, 必须进行预热。
四　结论
通过对高强钢的焊接性尤其是焊接生产中易出现问题的分析, 在制定了相应的工艺措施后, 保证了焊接效果, 得到了良好的高强钢焊接接头, 完善了高强钢焊接工艺, 拓宽了产品的生产范围,采用合理的焊接工艺, 均取得了良好的效益。(完）

chenhua19810927 · 发表于 2009-4-23 11:26

请问立体交叉焊接是怎么样的形式呀？我是个刚入行的，请哪位大侠讲解一下，不甚感激！

yangwap · 发表于 2009-4-24 01:27

原帖由 chenhua19810927 于 2009-4-23 11:26 发表
请问立体交叉焊接是怎么样的形式呀？我是个刚入行的，请哪位大侠讲解一下，不甚感激！

你问的问题不是十分明确。如果问的是立体交叉焊接节点的形式，在前面有讲解，你可以看一下。你可以看一下4月6日的讲解。
如果是问的立体交叉焊接作业形式就是在施工的一个特定的条件下。属于劳动密集型作业，船舶焊接不同于一般环境下的焊接工作，操作环境复杂，条件恶劣，多个工种在一起互相配合作业。很多时候船舶焊割都在露天作业，同时又是立体交叉作业，上面焊接的焊渣或熔渣随风飘落，极易落在下面操作者身上，还能发生灼伤事故。这时焊割人员要做好头部防砸、颈部防烫的个体保护。总的来说立体交叉焊接现场条件比较恶劣的。

chenhua19810927 · 发表于 2009-4-24 10:50

谢谢您了，感觉你是一个对现场很有经验的人了！

yangwap · 发表于 2009-4-24 11:32

原帖由 chenhua19810927 于 2009-4-24 10:50 发表
谢谢您了，感觉你是一个对现场很有经验的人了！

呵呵，是的，我也是从一线开始做起来的。

搞死秘健平 · 发表于 2009-4-24 13:05

[材料焊接] 海工焊接每日一讲

第十三接上次

第十四焊接应力与变形产生的原因

第十五低合金高强钢的焊接工艺

第十六接上

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