焊絲偏移對焊縫成形影響的分析

馬曉英，魯玉坤

（1.新疆通用鍋爐制造有限公司；2.新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

焊絲偏移對焊縫成形影響的分析

馬曉英1，魯玉坤2

（1.新疆通用鍋爐制造有限公司；2.新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

本文根據(jù)試驗(yàn)分析，明確了焊絲偏移對焊縫外觀成形的嚴(yán)重影響。在提高焊縫質(zhì)量的過程中，特別是對焊縫外觀質(zhì)量，不僅要在電流、電壓、焊速等方面調(diào)試出最佳規(guī)范參數(shù)，而且應(yīng)在焊絲偏移量上，根據(jù)不同情況調(diào)試出最佳數(shù)據(jù)。

焊絲；偏移；焊縫成形

在采用埋弧自動焊焊接鍋爐筒體時，焊絲對準(zhǔn)焊縫中心后，還有一個偏離鍋筒中心一定距離尋找最佳定點(diǎn)位置的問題，即向焊接方向，越過鍋筒中心移動一定距離。內(nèi)外環(huán)縫雖然都向焊接方向移動，但實(shí)際反映的施焊位置是不同的，內(nèi)環(huán)縫形成了上坡焊，外環(huán)縫形成了下坡焊，但對焊縫的外觀質(zhì)量所產(chǎn)生的效果是相同的，使焊縫成形美觀、圓滑過渡，防止了表面氣孔、加渣、咬邊等缺陷的產(chǎn)生。

1 焊接工藝試驗(yàn)

在實(shí)際工序施焊時，受各方面因素的影響，往往產(chǎn)生一些意想不到的表面缺陷，如魚脊焊縫、內(nèi)凹滿溢、表面夾渣、成形不良等焊縫，針對這種情況進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，從所得到的試驗(yàn)結(jié)果，證明了正確掌握和實(shí)施焊絲偏移量是保證焊縫表面成形良好的一個重要因素。

（1）內(nèi)環(huán)縫焊接試驗(yàn)工藝參數(shù)，如表1。

（2）外環(huán)縫焊接試驗(yàn)工藝參數(shù)。焊接設(shè)備、線材、壁厚、焊絲伸出導(dǎo)電嘴長度，焊絲焊劑牌號規(guī)格、焊劑覆蓋厚度都與內(nèi)環(huán)縫相同，其余如表2。

表1

表2

（3）焊絲偏移量如表3、表4所示，內(nèi)外環(huán)縫各采用了6組數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。

（4）焊接工藝過程，采用雙面焊的工藝方法焊接所有試驗(yàn)焊縫，內(nèi)環(huán)縫在外部有焊劑墊的情況下施焊，內(nèi)環(huán)焊完后清渣打磨外部采用碳弧氣刨清根，打磨后焊接外環(huán)縫。

表3

表4

2 試驗(yàn)結(jié)果

（1）外環(huán)試驗(yàn)結(jié)果如表3。

（2）內(nèi)環(huán)試驗(yàn)結(jié)果如表4。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

從試驗(yàn)結(jié)果可以反映出下列情況。

（1）內(nèi)環(huán)縫在焊接過程中，焊絲偏移筒中心在30mm時，質(zhì)量最佳，若偏這個數(shù)據(jù)時雖然也能正常焊接，如放在20或40mm時，焊縫外觀質(zhì)量明顯下降，當(dāng)焊絲偏移量置于0或50mm時，將會出現(xiàn)不同的嚴(yán)重成形不良的現(xiàn)象，在0的位置時，此時電弧中心處于鍋筒的最低點(diǎn)，而熔池卻處于爬坡位置，在這種情況下，焊接過程相當(dāng)于下坡焊，液態(tài)金屬和熔渣雖然在弧的作用下，不斷地被排向熔池的后端，但由于熔池大，溫度高，液態(tài)金屬多，在還未凝固時，受到重力的作用，熔融狀的金屬愈熔渣不斷流向熔池中心，這時一部分液體倒流將重新加熱，另一部分將被排向熔池中心，這時一部分液體倒流將被重新加熱，另一部分將排向焊縫兩側(cè)，造成焊縫中間凹兩側(cè)高，而且焊接過程不穩(wěn)定，使已經(jīng)分離出去的熔渣又與液態(tài)金屬混到一起，導(dǎo)致產(chǎn)生夾渣，成形不良等焊接缺陷。

反之，將焊絲置于偏離中心50mm時，焊接過程中處于上坡位置，由于上坡位置大大超過熔池液態(tài)金屬所能穩(wěn)定過渡的程度，使得熔池中的液態(tài)金屬在電弧何重力的作用下不斷涌向焊縫中心，在中心部位聚集，造成焊縫表面波紋粗糙，中心突起，呈現(xiàn)魚脊?fàn)睿液缚p兩側(cè)得不到足夠的鐵水填充，產(chǎn)生咬邊。

（2）外環(huán)縫焊接過程中，焊絲偏移鍋筒中心30mm時質(zhì)量最佳，在稍微偏這個距離時也能施焊，但焊縫表面質(zhì)量有下降的趨勢，當(dāng)將焊絲的位置再進(jìn)行調(diào)整，到達(dá)0或50mm的位置時，焊縫的外觀質(zhì)量嚴(yán)重下降，在0位置時，焊絲處于鍋筒中心的最高點(diǎn)，熔池卻處于下坡位置，在這種情況下，焊接過程相當(dāng)于上坡焊，熔池中的液態(tài)金屬在電弧和重力作用下不斷涌向焊縫中心，在中心部位聚集，使焊縫表面波紋粗糙，中間突起呈現(xiàn)魚脊?fàn)?，背面的熱場反映克明顯地看到一條窄而頭部尖的明亮帶。

反之將焊絲調(diào)整至偏離中心50mm的部位施焊，這時焊絲中心處于下坡位置，距離高點(diǎn)50mm，由于偏移距離超過了熔池液態(tài)金屬所能穩(wěn)定過渡的程度，使得液態(tài)金屬在重力作用下不斷涌向深池中心，阻礙了熔池金屬的正常冶金反應(yīng)，在電弧的作用下，將倒流而來的熔融金屬何渣一部分重新加熱，一部分排向焊縫兩側(cè)，而兩側(cè)的溫度較低，很快使液態(tài)金屬凝固，這就造成焊縫中心凹成形不良，而有少量夾渣等缺陷，從背面可見一條略寬、頭部呈橢圓稍帶黃色的明亮帶。

4 結(jié)語

根據(jù)試驗(yàn)分析，應(yīng)明確認(rèn)識焊絲偏移對焊縫外觀成形的嚴(yán)重影響。在提高焊縫質(zhì)量的過程中，特別是對焊縫外觀質(zhì)量，不僅要在電流、電壓、焊速等方面調(diào)試出最佳規(guī)范參數(shù)，而且應(yīng)在焊絲偏移量上，根據(jù)不同情況調(diào)試出最佳數(shù)據(jù)。在內(nèi)徑為φ800mm的鍋筒上采用埋弧自動焊，焊接內(nèi)外環(huán)縫時，其焊速偏移量以30±5mm為宜。

TU758

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1671-0711（2017）06（下）-0080-02