焊接方法工艺分析.doc

摘 要 表面美观以及使用可能性多样化且耐腐蚀性能好的不锈钢材料近年来得到了广泛使用，而不锈钢薄板相比与其他材料的优点也得到了广泛的使用，因为对于钢板来言，主要的连接技术就是进行焊接，但在薄板（即板厚≤3mm）焊接过程中，由于电流过大，或焊接停留时间过长等原因都会导致焊件出现不同程度的缺陷，比如裂纹、夹渣、气孔、未焊透等，甚至会造成对焊件变形的不可挽回伤害。本论文则阐述下不锈钢薄板焊接的一些行之有效的方法以及一些初浅的见解。 关键词：不锈钢薄板 氩弧焊接 焊接缺陷 不锈钢薄板焊接性及焊接方法分析 不锈钢在我国的使用量正逐年增加，不锈钢的使用量由2000年的165万吨增加到2012年的561.4万吨。而在不锈钢的使用中以薄板为主，大概能占到使用总量的一半。不锈钢的焊接是产品生产的一个重要工序，焊接质量的好坏直接决定产品的质量。 工艺焊接性 工艺焊接性是指在一定焊接工艺下，能否获得优质焊接接头的难易程度。它包括两个方面内容： ①焊合性能：在一定焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性。 ②使用性能：在一定焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对使用要求的适应性。 对于熔化焊来说，焊接过程一般要经历传热和冶金反应。因此，工艺焊接性又分为“热焊接性”和“冶金焊接性”。热焊接性是指在焊接热过程条件下，对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度。它是评定被焊金属对热得敏感性，主要与被焊材质及焊接工艺条件有关。冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度。焊接性是说明材料对焊接加工的适应性，是指在一定得焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式下，能否获得优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行。焊接性的具体内容可分为工艺焊接性和使用焊接性。 在不锈钢焊接领域，由于其种类繁多因而其焊接性也不尽相同，必须根据不同的钢种来确定其焊接性，选用合适的焊接参数显得尤为重要！ 焊接工件的烧穿和变形 不锈钢薄板的焊接由于其自身拘束度小、导热系数小，线膨胀系数较大，当焊接温度变化较快时，则产生的热应力大，最容易出现就是过热烧穿和焊接变形缺陷。 产生原因 不锈钢薄板板壁导热速度快，电流过高或停留时间过长都会造成温度过热从而形成烧穿。而且不锈钢薄板的拘束度较小，在焊接过程中受到局部加热、冷却作用，形成了不均匀的加热、冷却，焊件会产生不均匀的应力和应变，焊缝的纵向缩短对薄板边缘的压力超过一定值时，即会产生较严重的波浪式变形，影响工件的外形质量。 解决办法 解决不锈钢薄板焊接时产生的过烧烧穿、变形的主要措施有： ①严格控制焊接接头上的热输入量，选择合适的焊接方法和焊接电流、电弧电压、焊接速度。 ②装配尺寸力求精确，接口间隙尽量小。间隙稍大容易烧穿，或形成较大的焊瘤。 ③必须采用精装夹具，夹紧力平衡均匀。 ④焊接不锈钢薄板关键在于严格控制焊接接头上的线能量，力求在能完成焊接的前提下尽量减小热量输入，从而减小热影响区，避免上述缺陷的出现。 焊接方法分析 目前的不锈钢的焊接采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊等。 ①钨极氩弧焊采用的保护气体为氩气，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。 ②焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊、埋弧自动焊等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 ③熔化极惰性气体保护焊，由于采用氩气或在氩气中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高通过以上分析，考虑焊接成形和焊接成本。 钨极氩弧焊 钨极氩弧焊对于不锈钢薄板是一个合理的焊接方法选择，而对于1～3mm的不锈钢薄板，主要采用钨极氩弧焊。 钨极氩弧焊的特点 氩弧焊焊应用了脉冲电弧，它具有热输入低、热量集中、热影响区小、焊接变形小、热输入均匀，能较好地控制线能量；保护气流具有冷却作用，可降低熔池表面温度，提高熔池表面张力；便于操作，容易观察熔池状态，焊缝致密机械性能好表面成形美观。目前钨极氩弧焊焊广泛应用于各行业，尤其是在不锈钢薄板的焊接中应用较广。 技术要领 ①引弧、定位焊。引弧形式有非接触式和接触式短路引弧2种。前