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堆焊工藝、操作規(guī)范與安全要求和操作訓(xùn)練-云南技能培訓(xùn)

[日期:2021-12-11]   來源:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)  作者:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)   閱讀:2014次

堆焊工藝、操作規(guī)范與安全要求及

操作訓(xùn)練


一、堆焊工藝和操作規(guī)范

堆焊的過程與焊接基本相同,幾乎任何一種熔焊方法都可以用于堆焊。但常規(guī)的焊接方法卻無法滿足堆焊時的特殊要求,如堆焊應(yīng)有較高的熔敷率和較低的稀釋率。因此,要把堆焊技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中,必須選擇合適的堆焊方法并制定相應(yīng)的堆焊工藝及合理的操作規(guī)程。

1.焊條電弧堆焊

焊條電弧堆焊所用設(shè)備簡單、機(jī)動靈活、電弧溫度高、熱量集中且不受焊接位置及工件表面形狀的限制,尤其是通過實(shí)心焊條或管狀焊芯焊條能獲得所有堆焊合金,他因此成為最常見的一種堆焊方法。

堆焊時在工件表面的某一部位熔敷一層特殊的合金層,達(dá)到恢復(fù)被磨損。腐蝕的零件尺寸,提高工作面的耐磨性、耐蝕性或耐熱性等性能的目的。

由于工件所處的工作條件比較復(fù)雜,所以,堆焊時必須根據(jù)工件材質(zhì)及工作條件,正確地選擇堆焊焊條。例如,對于已磨損的工件表面進(jìn)行堆焊,應(yīng)根據(jù)其表面硬度選擇相同硬度等級的焊條;對于耐熱鋼、不銹鋼工件的堆焊,應(yīng)選擇與基體金屬化學(xué)成分相近的焊條,才能保證堆焊金屬和基體的性質(zhì)相接近。

在保證焊縫成形的前提下,應(yīng)選擇合理的工藝參數(shù),盡量減少稀釋率,如小電流、快速焊、窄焊道、焊條擺動不超過焊條直徑的2.5倍。

在堆焊厚度、剛度較大的工件時,應(yīng)對堆焊件預(yù)熱,焊后緩冷,安排合理的焊接順序,在堆焊工件上堆焊塑性良好的過渡層,防止堆焊層和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋,防止堆焊層與母材之間的剝離。

堆焊時,由于工件受熱不均勻,變形較大,所以,應(yīng)采取對稱焊、跳焊機(jī)剛性固定法來控制和減少焊接變形。

堆焊時,可將工件傾斜一定角度,這樣可以減小熔深,使熔敷率得到提高。另外、堆焊模具時,可采用石墨、紫銅作?爻尚,能提高堆焊尺寸精度,減少堆焊后加工量。

2.氧一乙炔焰堆焊

這種堆焊方法的火焰溫度較低(3050-3100℃),通過調(diào)整火焰能率,可以獲得小的稀釋率(1%-10%),堆焊層的厚度均勻且很。ㄐ∮1.0mm,另外,表面光滑美觀。采用氧一乙炔焰堆焊,設(shè)備簡單,操作容易,而且價格便宜,因此,目前仍廣泛應(yīng)用。

缺點(diǎn)是,由于碳化焰具有滲碳作用,會降低堆焊層的韌性;焊工手工操作的勞動強(qiáng)度較大;熔敷速度低,生產(chǎn)效率受到影響。另外,對焊工操作技術(shù)要求很高。因此對用于堆焊批量不大的工件,以及閥門、油井鉆頭、犁鏵等的堆焊。對于自熔性較差的合金粉末則不宜采用氧一乙炔焰堆焊。

堆焊時,一般選用合金鑄鐵或鎳基、銅基合金的實(shí)芯焊絲。為了清除堆焊過程形成的氧化物,改善堆焊金屬的潤濕性和致密性,應(yīng)采用氣焊熔劑。

焊接工藝參數(shù)的選擇與氣焊不同的是火焰功率的選擇。堆焊時希望熔深越小越好,因此,在保證生產(chǎn)率的前提下,盡量選擇小號焊炬和焊嘴,將稀釋率和合金元素的燒損最大限度地控制在一定程度內(nèi)。

堆焊時,一般都是選用碳化焰。但鎳基合金則選用中性焰,為提高流動性,偶爾也用碳化焰。

3.二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堆焊

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)堆焊是采用二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)介質(zhì)的一種堆焊工藝,如圖12-1所示。

CO2氣體以一定速度從噴嘴中噴出,對電弧去形成可靠的保護(hù)層,把熔池與空氣隔離,有效地防止N2H2、O2的侵入,提高堆焊層的質(zhì)量。由于CO2是氧化性極強(qiáng)的氣體,熔融金屬中的Fe、SiMn會被氧化,其氧化物形成渣浮在焊層表面,在堆焊層冷卻時收縮脫落。

CO2氣體保護(hù)堆焊具有堆焊層質(zhì)量好;電弧熱量集中,工件的熱變形;堆焊層硬度高且均勻;較高的熔敷率,生產(chǎn)率高且成本較低的有點(diǎn)。但是稀釋率也 較高,為15%-20%。

CO2氣體保護(hù)堆焊的焊接材料主要是CO2氣體和焊絲,它們是決定焊層質(zhì)量和性能的主要因素。CO2的純度應(yīng)大于99.5%。焊絲的成分應(yīng)根據(jù)母材及堆焊層的要求來選擇。堆焊時,為了解決CO2氧化所引起的合金元素?zé)龘p、氣孔、飛濺等問題,要求焊絲必須具有足夠的脫氧能力,常用的焊絲有H08MnSi、H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiAH10MnSi、H10MnSiMo、H08MnSiCrMoH08Cr3Mn2MoiA、等。

由于高合金成分焊絲難以拔制,所以,對于要求合金含量較低的金屬與金屬磨損類型的工作,則采用實(shí)心焊絲CO2氣體保護(hù)堆焊。對于高合金的堆焊,則采用各種管狀焊絲氣體保護(hù)堆焊工藝。

二、堆焊安全要求

1.實(shí)焊時應(yīng)使用必須的電焊防護(hù)用具,如護(hù)目鏡。工作服等,并必須帶上口罩,防止鐵粉微塵的吸入,確保職業(yè)衛(wèi)生健康。

2.調(diào)整遮光板使操作時能察看焊道而不受弧光刺目。

3.室內(nèi)墻壁最好涂黑,在堆焊設(shè)備周圍如有人進(jìn)行工作時,應(yīng)注意用屏蔽欄使弧光不直接照射到別人身上。

4.施工前應(yīng)檢查周圍有無易燃易爆物品,在易燃易爆危險區(qū)動火,應(yīng)按規(guī)定辦理動火證,無動火證嚴(yán)禁動火。

5.焊前應(yīng)整理工作場地,清除易燃易爆物品,設(shè)備擺放整齊,保持過道通暢。

6.焊機(jī)應(yīng)放在通風(fēng)。干燥處,放置平穩(wěn)。

7.堆焊及其輔助設(shè)備須具有參數(shù)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活、安全可靠等性能,并滿足堆焊規(guī)范的要求。

 

三、堆焊操作訓(xùn)練

某鋼廠80t轉(zhuǎn)爐爐體因事故漏鋼造成爐殼燒穿,熔敷鋼水沖刷了起制成爐體作用的托圈。脫圈內(nèi)側(cè)板厚為80mm的鋼板被沖刷的薄厚不均,最薄處僅約20mm,沖刷變薄的范圍達(dá)1000mmX1260mm。

托圈材質(zhì)16MnR,斷面為鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu),由于托圈沖薄面積較大,且厚度不一致,轉(zhuǎn)爐托圈因無備件,無法更換,局部挖補(bǔ)困難大,所以采用堆焊修復(fù)。

1.轉(zhuǎn)爐托圈的堆焊修復(fù)件

修復(fù)件如圖12-2所示。

2.焊接方法的選擇

采用熔化極混合氣體保護(hù)堆焊方法。這種堆焊方法比焊條電弧焊的線能量小,熔敷效率高,焊接變形小。

3.焊接材料的確定

根據(jù)母材的要求選用1.2mmH08Mn2SiA焊絲作為填充金屬采用CO2作為保護(hù)氣體。

4.堆焊工藝

(1)焊前準(zhǔn)備。由于托圈內(nèi)側(cè)被熔融鋼水沖薄后,爐殼漏鋼處的燒損范圍約1000mmX1260mm,且不規(guī)則,為保證堆焊順利進(jìn)行,爐殼必須開孔且尺寸必須大于補(bǔ)焊區(qū)域。

將堆焊區(qū)域的殘鋼等雜質(zhì)清除干凈,用角向磨光機(jī)將堆焊區(qū)清理至露出金屬光澤。

在焊接區(qū)域用玻璃纖維布搭設(shè)帳篷,避免過堂風(fēng)影響氣體對電弧的保護(hù)。將轉(zhuǎn)爐置于便于水平堆焊作業(yè)的位置。

(2)堆焊工藝參數(shù)。具體工藝參數(shù)為:焊接電流200-220A,電弧電壓17-20V,道間溫度<150℃,電源極性為正接法,保護(hù)氣體流量10-15L/min。

(3)托圈堆焊。焊接時,采用多層多焊道,焊道彼此重疊,重疊部分不小于焊道寬度的1/3,層間交錯90°施焊,道間溫度控制在150℃以下。焊接過程中,每焊完一道,立即對焊進(jìn)行一次錘擊,以清除焊接應(yīng)力。

轉(zhuǎn)爐土托圈由于采用了CO2氣體保護(hù)堆焊的修復(fù),使被沖刷變薄的部分恢復(fù)了原有的厚度,確保了轉(zhuǎn)爐托圈的生產(chǎn)安全,節(jié)省資金,縮短了工期,保證了80t轉(zhuǎn)爐的正常運(yùn)行。