焊件因素
焊件材質(zhì):焊件的材質(zhì)不同,其焊接性能也不同。例如,含碳量較高的碳鋼,焊接性較差,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷,需要采取特殊的焊接工藝措施,如焊前預(yù)熱、焊后緩冷等;而含碳量較低的碳鋼,焊接性相對較好,但也需要注意控制焊接參數(shù),以焊接質(zhì)量。
焊件厚度:焊件厚度越大,焊接時需要的熱量越多,焊接應(yīng)力也越大,容易產(chǎn)生焊接缺陷。對于厚板焊接,通常需要采用多層多道焊,并注意控制層間溫度,以焊縫的質(zhì)量。
焊件表面狀態(tài):焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì)會影響焊縫的質(zhì)量。這些雜質(zhì)在焊接過程中會分解產(chǎn)生氣體,導致焊縫中產(chǎn)生氣孔;同時,雜質(zhì)還會影響焊縫金屬與焊件的熔合,降低焊接接頭的強度。
焊接工藝因素
焊接電流:焊接電流過大,會使焊條熔化過快,焊縫熔深過大,容易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷,同時還會導致焊縫金屬過熱,晶粒粗大,降低焊縫的力學性能;電流過小,焊條熔化不均勻,電弧不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。
焊接電壓:焊接電壓過高,電弧長度增加,熱量分散,會使焊縫寬度增加,熔深減小,還可能導致焊縫表面粗糙,成型不好;電壓過低,電弧太短,容易造成焊條與焊件粘連,影響焊接過程的順利進行。
焊接速度:焊接速度過快,焊縫冷卻速度也快,容易產(chǎn)生淬硬組織,增加裂紋傾向,同時可能導致焊縫熔寬和熔深不足,出現(xiàn)未熔合等缺陷;速度過慢,會使焊縫過熱,晶粒粗大,焊接效率低下,且可能造成焊縫金屬堆積過高,成型不美觀。
運條方法:不同的運條方法會影響焊縫的形狀、尺寸和質(zhì)量。例如,直線形運條法適用于焊接較薄的焊件或窄焊縫,能獲得較窄的焊縫;鋸齒形和月牙形運條法能使焊縫得到較好的保護,且焊縫成型美觀,但操作不當可能導致焊縫兩側(cè)熔合不良。
焊接環(huán)境因素
溫度:環(huán)境溫度過低,會使焊件冷卻速度過快,增加焊接應(yīng)力,容易產(chǎn)生裂紋等缺陷。一般來說,當環(huán)境溫度低于 0℃時,需要對焊件進行預(yù)熱;環(huán)境溫度過高,會使焊條藥皮過早發(fā)紅、脫落,影響保護效果,同時也會使焊縫冷卻速度過慢,晶粒粗大。
濕度:環(huán)境濕度過大,會使空氣中的水分進入焊縫,增加焊縫中的氫含量,導致氣孔、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。當相對濕度超過 90% 時,一般不宜進行焊接作業(yè)。
風速:在有風的環(huán)境中焊接,會使電弧不穩(wěn)定,影響焊接質(zhì)量。當風速超過一定限度時,會吹散保護氣體,使焊縫失去保護,容易產(chǎn)生氣孔、氧化等缺陷。一般規(guī)定,手工電弧焊時,風速大于 8m/s 就需要采取防風措施。
焊接環(huán)境溫度對碳鋼焊條的焊接質(zhì)量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產(chǎn)生淬硬組織:環(huán)境溫度過低時,焊接冷卻速度過快,焊縫及熱影響區(qū)易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現(xiàn)象更為明顯。
增大焊接應(yīng)力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過程中焊縫金屬與周圍母材的溫差更大。焊接后,焊縫收縮時受到低溫母材的約束,會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。當應(yīng)力超過材料的屈服強度時,就可能導致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應(yīng)力集中部位。
影響焊條性能:低溫會使焊條的藥皮變脆,在焊接過程中可能出現(xiàn)藥皮脫落的現(xiàn)象,影響藥皮對焊縫的保護作用和冶金反應(yīng)效果。此外,低溫還會使焊條的引弧和穩(wěn)弧性能變差,電弧穩(wěn)定性降低,導致焊接過程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質(zhì)量。
碳鋼焊條是用于焊接碳鋼構(gòu)件的焊接材料,以下是其相關(guān)介紹:
特點
適用性強:能適應(yīng)多種焊接位置,如平焊、立焊、橫焊和仰焊等,可用于焊接各種形狀和尺寸的碳鋼構(gòu)件。
工藝性能良好:具有穩(wěn)定的電弧,容易引弧和保持電弧燃燒,焊接過程中飛濺較小,焊縫成型美觀,脫渣性好,便于操作和焊接質(zhì)量。
力學性能滿足要求:根據(jù)不同的型號,焊縫金屬能夠提供合適的強度、韌性和塑性等力學性能,以滿足一般碳鋼結(jié)構(gòu)的使用要求。
高溫環(huán)境的影響
降低焊縫力學性能:環(huán)境溫度過高,焊縫冷卻速度過慢,會使焊縫金屬的晶粒長大,形成粗大的組織。粗大晶粒會降低焊縫的強度、韌性和硬度等力學性能,使焊接接頭的綜合性能下降。
影響焊條藥皮性能:高溫環(huán)境可能使焊條藥皮過早地發(fā)紅、開裂甚至脫落。藥皮的過早失效會導致保護氣體不足,空氣容易侵入焊縫,使焊縫金屬發(fā)生氧化、氮化等反應(yīng),降低焊縫的純凈度和性能。同時,藥皮中合金元素的過渡也會受到影響,無法準確地向焊縫中添加所需的合金元素,從而影響焊縫的化學成分和力學性能。
導致焊接變形:高溫環(huán)境下,焊件整體溫度較高,焊接時產(chǎn)生的熱量更容易使焊件產(chǎn)生不均勻的膨脹和收縮。由于碳鋼的熱膨脹系數(shù)較大,在高溫焊接時,這種膨脹和收縮更為明顯,容易導致焊件產(chǎn)生較大的變形,影響焊接結(jié)構(gòu)的尺寸精度和外觀質(zhì)量。