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自动埋弧焊质量的影响因素戴红2013.3•一、熟悉埋弧焊接工艺控制过程以及影响因素•二、掌握埋弧焊工作原理及组成•三、针对我公司的生产提出的意见及处理方法培训目的•一.液化石油气钢瓶是盛装易燃易爆品的Ⅱ类压力容器。应用范围非常广泛。大量应用于普通人民生活之中是该压力容器的一大特点，因此，生产过程中的质量隐患，无疑就是人民生命财产安全的隐患。GB5842标准规定钢瓶主焊缝应采用埋弧自动焊，因埋弧自动焊焊接成本低，生产效率高等优点而被采用。•我们公司产品的焊接接头形式：单面焊双面成型的锁底焊。为什么要用这种结构?锁底接头成形加工工艺简单，上下封头组对操作便利。环缝焊接质量稳定可靠，生产率高，适用于大规模机械化生产，是一种能使钢瓶生产实现优质高效的焊接方法•由于埋弧自动焊已经在各个机械领域普及，但对我公司的产品，因为是薄板焊接，对坡口、间隙的要求特别高，所以质量控制也是非常严格。3mm薄板比4mm以上板的焊接，在焊穿、气孔方面更加容易出现缺陷。而影响埋弧自动焊质量的因素很多，在生产过程中各个方面都要严格把关。•（一）、人的因素•1、劳动者的素质•众所周知，焊工要持证上岗。目前公司一台焊接设备专人专焊，焊工要摸透它的性能，因为每一台焊接电流电压机头位置等等都不一样，而熟悉它的特性，如何把握好焊接的最佳位置则是需要大家共同去努力的。焊工对自己要有信心，我们需要切切实实从心里去重视它，重视法规，尊重科学，而不是光口头上面重视，不落实行动。如果听听很激动，听后一动也不动，那肯定不行。比如：焊接接头处有焊丝粘在焊缝处不清理，焊接刚开始时不剪焊丝头，错边量没能很好的控制，焊接时偏离焊缝中心等等一些人为因素。我们的团队是不是有战斗力，能召之即来，来之能战，战之能胜。把做好工作作为你的信仰，那绝对能够做好的。这方面，龙如星同志做的比较好，大家要象他们学习。•2、领导作用•领导作用很关键，上次开会的时候我们周总说了，我们既不能不顾质的追求而无数量，也不能只有数量而没有质的追求，对产品质量提高，包括对我的工作非常支持，这些都是有利条件。•。•(二).准备工序的因素：•（1）封头拉伸该工序影响封头直径，封头圆度，坡口处的板厚，控制的不好易产生未焊透。在生产中控制圆度＜2mm,周长偏差±4。•（2）封头切边该工序影响封头端口平面度，坡口角度及坡口的表面质量，控制不好容易产生焊缝表面内凹等缺陷。•（3）封头除锈坡口附近20mm范围的油污，水，锈等要清除干净，否则，会导致气孔，成形不好等缺陷。•（4）封头缩口该工序对焊接质量影响最大，目前公司的工艺要求角а≥8°以防止内凹坑缺陷，δ＞1.8mm,以防止焊穿。要经常用上封头来测量缩口直径，直径大焊缝外观差，直径小会导致焊不透。•(三)、焊接工艺的因素•1.机头位置：调整机头位置，使焊丝伸出长度为15~20，提前量为24~28mm。机头位置不对，焊缝成形不好。•2.工件装到转胎上后，首先检查对口错边量，要求≯0.75，以焊丝为基准进行对中，调整坡口中心左右偏差≯1.5mm，上下偏差≯5mm。•3.应选择对装间隙大的位置作起弧点，焊接电流370~390A，电弧电压28~30V，焊接速度105~108cm/min，连续焊两层。(四)、环境的因素•环境的因素主要是控制两个方面。•第一方面是控制焊剂仓库的湿度，要求焊材一级库湿度不超过60%。•第二方面是要求焊接车间的湿度不超过90%，考虑到湿度对气孔的敏感性，要求车间的湿度尽量降低。实际上，车间的通风、空气流动都能够降低湿度。经常保持车间通风干燥，在不经意之间，就能改变车间的焊接环境。•焊剂放在仓库的时候，要离开地面或者墙壁300mm。•其他，焊接气瓶的地方，尽量不要震动。平时人员来往，我们在车间里走来走去，要做到心中有数。（五）：焊接设备我们了解下埋弧焊机，下图中的埋弧焊机是常用的，而我们公司用的埋弧焊机是经过改装的。传统焊机形式公司焊机形式•为了满足产品的特殊要求，对焊机进行了如下的改装：•1.取消焊车，代之以焊接转胎。•2.因焊丝较细，用偏心导电嘴取代压板式导电嘴。•3.改进焊剂漏斗，以适应环缝焊接要求。•4.焊接工装等等的改装目前我公司的埋弧焊机型号是DZ5-630E,其操作性能是:200℃绝缘，主变压器、电抗器线圈采用美国杜邦公司的高性能Nomex绝缘纸，日本日立化成株式会社绝缘漆，绝缘强度高、耐温高，防尘性好。主回路选用施耐德交流接触器性能稳定；无负载电流吸合，全封闭结构，可靠性高。主回路中采用两个莱姆电流互感器，耐高温抗干扰能力强，同时监测平衡电抗器两端电流输出，有效保护主变压器。具有控制电缆短路的保护功能，避免因控制电缆内部短路或与母材、输出电缆短路而造成的P板损坏。具有抗高频干扰的保护功能，避免在埋弧焊工作时由于周围有氩弧焊机工作，高频、高压信号造成P板的损坏。外壳防护等级为IP21S，焊机主回路和控制回路实现了物理隔离，有效防止了主回路对控制回路的影响和干扰，整体结构的防潮性、防滴性、防尘性好。先进的控制回路使焊接电流非常的稳定，保证您的工程质量。数字显示，读数直观。面板布局简洁，符合用户的使用习惯，操作非常方便。在使用气刨功能时可提前在面板预置电流使操作更加便捷。通过面板焊接方式设定埋弧焊或电渣焊后，电源自动输出控制信号给焊车或悬挂机头控制器，使其自动切换为等速或变速送丝方式。•1、焊接规范参数与焊缝成型的关系•埋弧焊规范参数主要有：电流、电压机焊速，三者决定着焊接线能量的大小，同时也对焊缝外观成型起至关重要的作用，是保证焊接质量的首要因素。•焊缝的外观成型主要指：熔深、熔宽、余高等。下面讨论焊接规范于三个指标的关系。二：工作原理•焊接电流增大时（其他条件不变），焊缝的熔深和余高均增大，熔宽没多大变化（或略微增大），这主要从三个方面讲：•a电流增大时，工件上的电弧力和热输入均增大，热源位置下移，熔深增大。熔深与焊接电流近于成正比关系，比例系数（km）与电弧焊的方法，焊丝直径，电流种类等有关。•b电流增大后，弧柱直径增大，但是电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔深近于不变。•c电流增大后，焊丝熔化量近于成比例地增多，由于熔宽近于不变，所以余高增大。（1）焊接电流•在其他条件不变时，电弧电压增大时，焊缝熔深略有减小而熔宽增大，余高减小。这是因为:电压增大，电弧功率加大，工件热输入有所增大；同时弧长拉长，斑点移动范围变大，电弧分布半径增大，导致电弧集中系数k减小qm(比热流)减小，因此熔深略有减小，而熔宽增大。•此外，熔宽增大，焊丝熔化量却稍有减小，因此余高减小。（2）电弧电压•焊接速度提高时，线能量减小，熔宽和熔深都减小，余高也减小。这是因为单位长度焊缝上的焊丝金属的熔化量与焊速v成正比，而熔宽近似于与成反比，熔化比近于不变。•说明：这三个参数是互相关联的，要综合考虑各方面的影响与要求去确定，才能得到良好的焊缝成型，接头性能才能满足要求，生产效率才能得到提高。•焊接线能量公式：q=IU/vI：焊接电流单位A•U：焊接电压单位Vv：焊接速度单位cm/s•q:线能量单位J/cm（3）焊接速度•我们应该注意：焊接速度是影响焊接质量的关键因素，特别是对埋弧自动焊来讲，速度如果太快，就会出现未焊透，这个方面很容易被忽视；如果焊的太慢，表面焊缝余高会超标。•焊丝位置，特别是角度在焊接过程中是很讲究的。埋弧焊环焊缝的焊接位置，外焊一般是选择下坡焊。如果是内焊，一般选择上坡焊。目前公司用不到内焊。一方面，取决于三个参数的焊接线能量影响着焊缝的综合力学性能。另一方面，这些参数一级互相间的配合对焊缝成型，焊接裂纹的敏感性和焊接缺陷的发生，有直接的关系。操作时必须正确的设置和调整。2.其他对焊接质量的影响（1）焊丝直径及伸出长度（2）焊丝倾角的影响•根据制定的焊接工艺要求，选取合适的焊丝和焊剂，并参照有关要求对焊剂进行烘干，对焊丝除油绣。埋弧焊的焊剂在埋弧焊过程中起着重要的作用。它不仅要保证焊缝成形良好，保证脱渣，焊缝内不会产生缺陷，还要保证符合设计要求的化学成分和力学能力。•由于焊缝的化学成分和力学性能是由焊丝和焊剂共同保证的，所以在选择焊接材料时，焊丝焊剂的组合，需要综合考虑。埋弧自动焊焊剂有熔炼焊剂、烧结焊两大类，烧结型焊剂作为一种新型焊剂，越来越多的在埋弧自动焊中使用。我们现在用的焊剂型号是SJ101，是烧结焊剂。比起熔炼焊剂，烧结焊剂容易脱渣，并且对锈不是很敏感，有它的优点。3）.焊材的影响•4）.焊接参数的影响目前公司的焊接电流是370~390A，焊接电压28~32V,焊速是105~108cm/min，焊丝伸出长度15~20mm，提前量24~28mm。此参数的焊缝没有间隙的，如果焊缝有间隙，则焊接电流要相应减小。•5）.明确操作要求•对准备工序的要求：•对焊工的要求：拿到工件后先放转盘上固定，首先检查错边量，并调整焊丝对中，焊前先剪下焊丝头，以防止起弧时跳丝，影响焊接质量，焊中随时调整焊丝中心，防止焊偏，焊后记得打上自己的钢印号。•焊缝缺陷的形成及预防•焊缝缺陷的检查首先是外观检查。焊缝宽度按坡口角度定，60°坡口焊缝宽度是10mm,同一条焊缝宽度偏差小于4mm。焊缝余高不超过2.5mm。•焊缝缺陷的分类焊缝表面缺陷和焊缝内部缺陷常见缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹以及咬边、焊瘤、烧穿、凹坑等。•外观缺陷预防主要靠正确的工艺和熟练的操作方法气孔产生的原因及预防•气孔产生的原因•（1）冶金因素对气孔的影响。焊接时，焊缝金属发生冶金反应产生气孔。•（2）母材表面油、锈及污物分解，焊剂的化学成分等都有可能产生气孔。•（3）埋弧自动焊焊剂中混有垃圾。•（4）埋弧自动焊焊剂覆盖层厚度不当。•（5）埋弧自动焊焊剂漏斗堵塞。•（6）埋弧自动焊焊丝表面清理不净。•气孔的预防•（1）焊前将坡口两侧20-30mm范围内的油、锈、水分清除净。•（2）严格按焊剂说明书规定的温度和时间烘干焊剂。（3）正确选择焊接工艺参数，正确操作。夹杂物产生的原因及预防•焊缝中夹杂物的产生种类•(1).非金属夹杂物氧化物焊接钢铁材料时，氧化物夹杂是普遍存在，在埋弧自动焊焊接碳钢时，氧化夹杂物的成分主要是SiO2;这些氧化夹杂物主要是在熔池反应过程中产生的。•（2）.金属夹渣物•预防措施•（1）选择合适的焊接规范，使熔池存在的时间不要太短,防止熔池金属凝固过快。•（2）多层焊接时，要注意消除前层焊缝的熔渣未熔合产生的原因及预防•未熔合产生的原因（１）焊接电流过小．焊接速度过快。•（２）焊丝角度不对。•（３）产生弧偏吹现象。•（４）焊接处于下坡焊位置，母材未熔化时已被铁水覆盖。•（５）母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合。•预防措施（１）增加焊接线能量。•（２）将坡口边缘充分熔透。•（３）焊接规范正确，操作得当，焊接速度快慢均匀，焊丝位置正确。•（４）将坡口表面或坡口底部边缘污物处理干净。未焊透产生的原因及预防•未焊透产生的原因•（１）焊偏•（２）焊接电流过小,焊接速度过快。•（3）坡口角度太小。•（4）根部钝边太厚。•（5）坡口间隙太小。•（6）焊丝角度不当。•预防未焊透产生的措施（1）不要焊偏•（2）合理选用坡口型式。•（3）装配间隙要适当。•（4）采用正确的焊接工艺。热裂纹产生的原因及预防措施•热裂纹产生的原因（１）冶金因素：焊接时熔池的冷却速度很快，很容易造成偏析（偏析就是合金中纯金属或其它杂质分布不均匀的现象，杂质集中）．被偏析出的物质大多数为低熔点共晶和杂质，它们的熔点比焊缝金属低，在结晶过程以“液态间层”存在。•热裂纹产生的原因（２）力的因素：焊缝金属开始冷却时，体积要缩小，由于焊缝金属受热不均匀，周围冷却金属势必阻止它的收缩，产生拉应力，拉应力随温度的降低而增大，拉应力在结晶尚未完成，时呈现，就必然产生热裂纹．防止产生热裂纹的措施。热裂纹预防措施•（1）限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，主要限制硫含量，提高锰含量．•（2）改进焊接结构形式，采用合理的焊接顺序，提高焊接收缩时的自由度．•（3）焊接终了断弧时，弧坑冷却速度快