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云南省焊工證培訓:減小焊接殘余變形的措施有哪些?

[日期:2023-06-02]   來源:云南技能培訓網(wǎng)  作者:云南技能培訓網(wǎng)   閱讀:434次

焊工是一種特種作業(yè)工種,從事焊工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗,熔化焊接與熱切割特種作業(yè)操作證每3年需要復審一次。一人一證持證上崗,全國通用。

考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。

報考咨詢:18206863120(微信同號)

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報名資料:

1、身份證復印件1份

2、一寸白底照片2張

3、初中及以上文化程度畢業(yè)證復印件1份

4、個人健康承諾書1份(學校提供,本人簽字)


焊工學技術(shù)課程內(nèi)容:

第一周:焊工基礎(電焊工安全操作規(guī)范及設備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(例如:手工焊接設備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧)。

第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。

第三周:手工鎢極氬弧焊技術(shù)(例如:氬弧焊設備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術(shù)材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。

第四周:二氧化碳氣體保護電弧焊技術(shù)(例如:二氧化碳焊接設備、設備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳氣體保護焊焊接位置的操作技巧。

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減小焊接殘余變形的措施有哪些?

一、減小焊接殘余變形的措施


(一)基本類型


1.縱向收縮變形:構(gòu)件焊后在平行焊縫的方向上尺寸縮短。


2.橫向收縮變形:構(gòu)件焊后在垂直焊縫的方向上尺寸縮短。


3.彎曲變形:由于焊縫的布置偏離焊件的形心軸。


4.角變形:焊后構(gòu)件的平面圍繞焊縫產(chǎn)生的角位移。


5.波浪變形:焊后構(gòu)件呈波浪形,在焊薄板中出現(xiàn)。


6.錯邊變形:兩焊接熱膨脹不一致,所引起的長度或厚度方向上的錯邊。


(二)設計措施

1.合理選擇焊件尺寸


焊件的長度、寬度和厚度等尺寸對焊接變形有明顯的影響。例如,板的厚度對于角焊縫的角變形影響較大,當厚度達到某一數(shù)值(鋼約9mm)時角變形最大。在制造T形或工形焊接梁時,由于焊件細長,以致于焊接區(qū)收縮變形引起焊件彎曲變形是一個突出問題。解決這一問題的最好辦法就是要精心設計結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)(如板厚、板寬、板長和肋板間距等)和焊接參數(shù)(如單位線能量等)。


2.合理選擇焊縫尺寸和坡口形式


焊縫尺寸的大小,不僅關(guān)系到焊接工作量,而且還對焊接變形產(chǎn)生較大的影響。焊縫尺寸大,焊接量也大,填充金屬消耗量多,造成焊接變形大。因此在設計焊縫尺寸時,在保證結(jié)構(gòu)承載能力的條件下,應采用較小的焊縫尺寸。


片面加大焊縫尺寸對減小焊接變形極其不利。所以對并不承受很大工作應力的焊縫,不必采用大尺寸焊角,只要能滿足其強度要求就好。


另外,還要合理設計坡口型式。例如對接接頭要采用角變形為零的最佳X形坡口尺寸。對于受力較大的T形接頭和十字接頭,在保證相同強度的條件下,采用開坡口的焊縫比不開坡口焊縫動載強度高,焊縫金屬量少,而且對減小焊接變形也是有利的,尤其對厚板而言,更有意義。


3.盡量減少不必要的焊縫


在焊接結(jié)構(gòu)設計中,應該力求使焊縫數(shù)量減至最少。一般在設計中常采用加肋板來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度,特別是有時為減輕主體結(jié)構(gòu)重量而采用較薄板,勢必增加肋板數(shù)量,從而大大增加裝配和焊接的工作量,其結(jié)果是不但不經(jīng)濟,而且焊縫致使焊接變形過大。所以實踐證明合理選擇板厚,適當減少肋板,使焊縫減少,即使結(jié)構(gòu)可能稍重,還是比較經(jīng)濟的。


4.合理安排焊縫位置


為避免焊接結(jié)構(gòu)彎曲變形,在結(jié)構(gòu)設計中,應力求使焊縫位置對稱于焊接構(gòu)件的中性軸或接近于中性軸。因為焊縫對稱于中性軸,有可能使中性軸兩側(cè)焊縫軸產(chǎn)生的彎曲變形完全抵消或大部分抵消。因為焊縫接近中性軸,使焊縫收縮引起的彎曲力矩減小,從而使構(gòu)件彎曲變形也減小。所以在焊接結(jié)構(gòu)時應力求使結(jié)構(gòu)對稱。對于一些截面形狀無法改變的非對稱結(jié)構(gòu)件,可在保持截面形狀不變的情況下,采用調(diào)整焊縫重心軸與中性軸距離的方法減小變形。


(三)工藝措施


1.反變形法


焊接前裝配時根據(jù)經(jīng)驗預估變形的大小,給構(gòu)件一個與焊接變形方向相反的變形,以此與焊接變形相抵消,使結(jié)構(gòu)在焊接后能達到技術(shù)要求。反變形有兩種方法:①塑性反變形;②彈性反變形。在實際生產(chǎn)中,彈性反變形比塑性反變形更可靠些。因為即使彈性反變形的預應變量不夠準確,也總是可以減小角變形。若采用塑性反變形,所選取的塑性預彎量必須非常精確,否則得不到良好的效果。


2.在外拘束條件下焊接


將焊件剛性固定在夾具中,以限制構(gòu)件在焊接過程中產(chǎn)生變形。對減小焊件的角變形有很好的效果,可使焊接變形減少,但焊接應力較高。


3.合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范


為減小焊接變形,應盡可能采用高能量密度的焊接方法,如電子束焊、激光焊接、窄間隙焊接等。它們有較低的焊接線能量,焊接變形極小。在一般生產(chǎn)中,CO2氣體保護焊來取代手工電弧焊,不但效率高,而且還能明顯地減小焊接變形。焊接薄板時,可采用鎢極脈沖氬弧焊或電阻焊、縫焊,都可防止壓曲變形。


如果在生產(chǎn)中沒有條件采用低線能量的方法,又不降低焊接規(guī)范時,可采用直接水冷或采用水冷銅塊來改變熱場分布,以達到減小變形的目的。但是對于淬硬性高的金屬材料,此方法慎用。


4.選擇合理的裝配焊接順序和焊接方向


裝配焊接順序的設計,主要考慮先期焊縫產(chǎn)生的焊接應力和變形對后續(xù)焊縫的影響,還要考慮后續(xù)焊縫產(chǎn)生的應力和變形是怎樣與先期焊縫的影響相互作用的。實踐證明,正確選擇裝配焊接順序,是防止焊接變形的有力措施。


在生產(chǎn)中通常采用以小拼大的焊接結(jié)構(gòu)進行生產(chǎn),先焊成若干部件和組件,然后裝配焊接成整體結(jié)構(gòu)。由于焊件的裝配和焊接順序不同,在生產(chǎn)過程中結(jié)構(gòu)剛性的遞增以及對焊接變形的影響也不相同,因此要對其進行分析比較,選擇變形最小的合理裝配焊接順序。


一般情況下,應先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫。當同時存在對接焊縫和角焊縫時,一般應先焊對接焊縫,后焊角接焊縫;當同時存在橫向焊縫和縱向焊縫時,應先焊橫向焊縫,后焊縱向焊縫;當同時存在厚板焊縫和薄板焊縫時,一般應先焊厚板焊縫,后焊薄板焊縫;當結(jié)構(gòu)中同時存在斷續(xù)焊縫和連續(xù)焊縫時,一般應先焊連續(xù)焊縫,后焊斷續(xù)焊縫。


5.預熱


焊接不均勻熱場是產(chǎn)生焊接變形的主要原因。因此,采用適當?shù)念A熱使焊接溫度分布趨于均勻,也是一種減小焊接殘余變形的有效措施。


6.用拉伸法和加熱法減小焊接薄板的平面外變形


用機械法或預熱法使被焊壁板進行拉伸或伸長,與此同時將壁板焊到結(jié)構(gòu)的框架上,焊完后,去掉拉伸載荷。此時壁板的收縮受到被焊框架的拘束,從而在壁板上只有小量的平面外變形產(chǎn)生。這時在焊接后壁板內(nèi)存有殘余拉伸應力,而在框架內(nèi)則存有殘余壓應力。這種方法對減小焊接薄板的壓曲變形具有良好的效果。


二、預防焊接冷裂紋的方法


1.正確地選材


選用堿性低氫型焊條和焊劑,減少焊縫金屬中擴散氫的含量;搞好母材和焊材的選擇匹配;在技術(shù)條件許可的前提下,可選用韌性好的材料(如低一個強度等級的焊材),或施行“軟”蓋面,以減小表面殘余應力;必要時,在制造前對母材和焊材進行化學分析、機械性能及可焊性、裂紋敏感性試驗。


2.嚴格地按照試驗得出的正確工藝規(guī)范進行焊接操作


主要包括:嚴格地按規(guī)范進行焊條烘干;選擇合適的焊接規(guī)范及線能量,合理的電流、電壓、焊接速度、層間溫度及正確的焊接順序;對點焊進行檢查處理;搞好雙面焊的清根等;仔細清理坡口和焊絲,除去油、銹和水分。


3.選擇合理的焊接結(jié)構(gòu),避免拘束應力過大;正確的坡口形式和焊接順序;降低焊接殘余應力的峰值。


4.焊前預熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理,是可焊性較差的高強度鋼和不可避免的高拘束結(jié)構(gòu)形式,防止冷裂紋行之有效的方法。預熱和緩冷可減緩冷卻速度(延長△t 800~500℃停留時間),改善接頭的組織狀態(tài),降低淬硬傾向,減少組織應力;焊后熱處理可消除焊接殘余應力,減少焊縫中擴散氫的含量。在多數(shù)情況下,消除應力熱處理應在焊后立即進行。


5.焊后立即錘擊,使殘余應力分散,避免造成高應力區(qū),是局部補焊時防止冷裂紋行之有效的方法之一。


6.在焊縫根部和應力比較集中的焊縫表面,采用強度級別較低的焊條,往往在高拘束度下取得良好的效果。


7.采用惰性氣體保護焊,能最大地控制焊縫含氫量,降低冷裂紋敏感性,所以應大力推廣TIG、MIG焊接。


三、預防焊接熱裂紋的方法


1.限制鋼材和焊材中,易產(chǎn)生偏析的元素和有害雜質(zhì)的含量,特別是S、P、C的含量,因為它們不僅形成低熔點共晶,而且還促進偏析。C≤0.10%熱裂紋敏感性可大大降低。必要時對材料進行化學分析、低倍檢驗(如硫印等)。


2.調(diào)節(jié)焊縫金屬的化學成分,改善組織、細化晶粒,提高塑性,改變有害雜質(zhì)形態(tài)和分布,減少偏析,如采用奧氏體加小于6%的鐵素體的雙相組織。


3.提高焊條和焊劑的堿度,以減低焊縫中雜質(zhì)的含量,改善偏析程度。


4.選擇合理的坡口形式,焊縫成型系數(shù)ψ=b/h>1,避免窄而深的“梨形”焊縫(焊接電流過大也會形成“梨形”焊縫),防止柱狀晶在焊道中心會合,產(chǎn)生中心偏析形成脆斷面;采用多層多道焊,打亂偏析聚集。


5.采用較。ㄟm當)的焊接線能量,對于奧氏體(鎳基)不銹鋼應盡量采用小的焊接線能量(不預熱、不擺動或少擺動、快速焊、小電流)、嚴格掌握層間溫度,以縮短焊縫金屬在高溫區(qū)的停留時間。


6.注意收弧時的保護,收弧要慢并填滿弧坑,防止弧坑偏析產(chǎn)生熱裂紋。


7.盡量避免多次返修,防止晶格缺陷聚集產(chǎn)生多邊化熱裂紋。


8.采取措施盡量降低接頭應力,避免應力集中,并減少焊縫附近的剛度,妥善安排焊接次序,盡量使大多數(shù)焊縫在較小的剛度下焊接,使其有收縮的余地。


四、預防再熱裂紋的方法


1.選材時應注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素,尤其是V的含量。必須采用高V鋼材時,焊接及熱處理時要特別加以注意。


2.熱處理時避開再熱敏感區(qū),可減少再熱裂紋產(chǎn)生的可能性,必要時熱處理前做熱處理工藝試驗。


3.盡量減少殘余應力和應力集中,減少余高、消除咬邊、未焊透等缺陷,必要時將余高和焊趾打磨圓滑;提高預熱溫度,焊后緩冷,降低殘余應力。


4.適當?shù)木能量,防止熱影響區(qū)過熱,晶粒粗大。


5.在滿足設計要求的前提下,選用低一個強度等級的焊條,讓其釋放一部分由熱處理過程消除的應力,讓應力在焊縫中松弛,對減少再熱裂紋有好處。


五、預防未焊透的方法


1.控制好坡口尺寸:間隙、鈍邊、角度及錯口等。


2.控制電流、極性和焊速;使接頭充分預熱,建立好第一個熔池。


3.控制焊條直徑和焊接角度;克服電弧偏吹。


4.雙面焊清根一定要徹底。


5.坡口及鈍邊上的油、銹、渣、垢一定要清理干凈。

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