時(shí)間:2023-04-08 11:44:09
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根據(jù)L450M管線鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能,返修工藝打底焊采用伯樂(lè)公司生產(chǎn)的BOEHLERFOXCELE6010、φ3.2mm焊條,填充、蓋面焊采用低氫型焊條E5515—G,φ3.2mm,熔敷金屬的化學(xué)成分如表3所示。
2.返修焊接工藝
(1)缺陷的清除和坡口制
備根據(jù)射線底片上的缺陷種類(lèi)、位置、深度及缺陷大小測(cè)量出缺陷所在的位置,并根據(jù)缺陷的性質(zhì)和部位,使用角向磨光機(jī)對(duì)缺陷進(jìn)行徹底的清除,并把坡口兩邊50mm區(qū)域內(nèi)及坡口面的油銹等雜質(zhì)清理干凈。對(duì)清理完的地方,還要通過(guò)表面探傷加以確認(rèn),合格后方可施焊。清除缺陷后,用角向磨光機(jī)將返修部位打磨,打磨后的兩端及表面過(guò)渡要平緩,寬度要均勻,便于施焊緩坡凹槽。如需全壁厚返修,應(yīng)開(kāi)V形坡口,坡口形式如附圖所示。
(2)返修工藝
為了滿足焊接施工的需要,保證返修后能得到良好的焊縫成形和接頭性能,必須采用合適的焊接參數(shù)。具體焊接參數(shù)如表4所示。
(3)返修工藝要點(diǎn)
主要包括以下幾個(gè)方面:第一,為避免出現(xiàn)冷裂紋,焊前必須將返修部位坡口兩側(cè)100mm區(qū)域預(yù)熱,預(yù)熱溫度為120~160℃,坡口兩邊預(yù)熱要均勻,施焊過(guò)程中層間溫度控制在120~250℃內(nèi)。第二,焊前焊條應(yīng)進(jìn)行350~400℃烘干,纖維素焊條烘干溫度70~80℃,并在保溫筒內(nèi)存放,隨用隨取。坡口附近的鐵銹、油污應(yīng)仔細(xì)清理干凈,以降低焊縫的含氫量,避免產(chǎn)生冷裂紋。第三,返修時(shí)SMAW根焊、填充蓋面都采用向上焊。根焊時(shí),采用小鋸齒形運(yùn)條方式,短弧向上焊接。焊接過(guò)程中控制熔孔大小始終保持一致,以保證焊縫成形良好。第四,必須嚴(yán)格按照焊接工藝要求進(jìn)行返修,要一次性完成返修焊縫,焊層焊接的時(shí)間間隔要<10min。如焊道中出現(xiàn)的非裂紋性缺陷,可直接返修。裂紋長(zhǎng)度小于焊縫長(zhǎng)度8%,采用返修工藝進(jìn)行返修;裂紋長(zhǎng)度大于焊縫長(zhǎng)度8%時(shí),所有帶裂紋焊縫必須切除。焊縫在同一部位的返修不得超過(guò)一次,否則將全部焊縫切除。第五,為保證返修一次合格,返修工作要選擇技術(shù)水平較高的、責(zé)任心強(qiáng)的焊工進(jìn)行返修。完成返修工作后,焊縫余高不應(yīng)低于母材,打磨圓滑過(guò)渡,去除渣皮、飛濺物等,清理干凈焊縫表面。第六,返修時(shí)只有在環(huán)境溫度≥-20℃,環(huán)境風(fēng)速≤8m/s,環(huán)境濕度≤90%RH的條件下才能進(jìn)行,如出現(xiàn)其中任一情況不符合要求,應(yīng)采取可靠的防護(hù)措施,否則禁止進(jìn)行返修。
3.焊接試驗(yàn)
(1)無(wú)損檢測(cè)
根據(jù)SY/T4109—2005標(biāo)準(zhǔn),返修焊縫進(jìn)行X射線探傷,未發(fā)現(xiàn)缺陷,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中Ⅱ級(jí)要求。
(2)力學(xué)性能試驗(yàn)
根據(jù)SY/T4103—2006《鋼制管道焊接及驗(yàn)收》標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合本工程設(shè)計(jì)文件的要求,對(duì)返修焊口試樣進(jìn)行了拉伸、彎曲試驗(yàn)、低溫沖擊、刻槽錘斷試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn):取4塊試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。試樣抗拉強(qiáng)度數(shù)值較高,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。彎曲試驗(yàn):彎曲試樣8塊,進(jìn)行側(cè)彎試驗(yàn)。焊接接頭沒(méi)有出現(xiàn)裂紋,試驗(yàn)結(jié)果合格。低溫沖擊試驗(yàn):低溫沖擊試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。結(jié)果表明,焊縫中心是焊接接頭低溫沖擊性能較低的部位,但是滿足設(shè)計(jì)文件要求??滩坼N斷試驗(yàn):刻槽試樣長(zhǎng)約230mm,寬25mm,用鋼鋸在試樣兩側(cè)焊縫端面中心(以根焊道為準(zhǔn))鋸槽,每個(gè)刻槽深度約為3mm??滩坼N斷試樣斷裂面完全熔合和焊透,無(wú)其他缺陷。
4.結(jié)語(yǔ)
1.1焊接接頭的型式及特征柔板尺寸為(11000×1200×22)mm,最大變形撓度為800mm。由于柔板主體既要有較高的強(qiáng)度又要有足夠的韌性,故材料選用抗拉強(qiáng)度大于800MPa的T-1鋼;由于鑄鋼件力學(xué)性能的各向異性并不顯著,且此部位需要流線型造型,因此與柔板連接的底座選擇鑄鋼件,為滿足強(qiáng)度要求選用14mm厚的ZG310-570;采用T型接頭、單V型坡口、金屬焊接位置為平角焊的接頭形式。
1.2基材的焊接性分析T-1鋼是一種低合金高強(qiáng)鋼,其抗拉強(qiáng)度大于800MPa,并含有一定量的合金元素及微合金化元素。其焊接性不同于碳鋼,主要體現(xiàn)在熱影響區(qū)組織與性能的變化對(duì)焊接熱輸入比較敏感和淬硬傾向大,易產(chǎn)生冷裂紋。ZG310-570是一種中碳鋼,淬硬傾向較大,在熱影響區(qū)容易產(chǎn)生低塑性的馬氏體組織,當(dāng)焊件剛性較大或焊接材料、工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí),容易產(chǎn)生冷裂紋。根據(jù)國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量CE(IIW)計(jì)算公式和日本JIS標(biāo)準(zhǔn)(適用規(guī)定:低碳調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)鋼)T-1鋼的碳當(dāng)量計(jì)算公式,計(jì)算得出ZG310-570鑄鋼的碳當(dāng)量為0.81,T-1鋼的碳當(dāng)量為0.53。這說(shuō)明這兩種鋼材焊接時(shí)易于淬硬,若焊接工藝選用不當(dāng),熱影響區(qū)易形成硬而脆的馬氏體組織,使接頭的塑韌性下降,耐應(yīng)力腐蝕性能惡化,產(chǎn)生冷裂紋的傾向增加。因此需預(yù)熱,且需采用較小的熱輸入。
1.3焊絲和焊接方法的選擇T-1和ZG310-570組織分類(lèi)都屬于珠光體鋼,它們的熱物理性能沒(méi)有很大差別,僅是合金化程度不同。為獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭,一般按照異種鋼合金化程度較高的鋼來(lái)選擇金屬焊接方法和制定焊接工藝。碳(或碳當(dāng)量)是決定珠光體鋼在焊接時(shí)淬火傾向的主要因素,一般應(yīng)按異種鋼中碳(或碳當(dāng)量)最少的鋼來(lái)選擇金屬焊接材料。其焊前預(yù)熱或焊后熱處理的工藝參數(shù)按異種鋼合金化程度較高者選用。由于低碳調(diào)質(zhì)鋼焊后一般不進(jìn)行熱處理,故選擇焊接材料時(shí)要求焊縫金屬在焊態(tài)下具有接近母材的力學(xué)性能。但在特殊情況下,如結(jié)構(gòu)剛度或拘束度很大、冷裂紋難以避免時(shí),必須選擇熔敷金屬?gòu)?qiáng)度比母材稍低的金屬焊接材料作填充金屬。綜上所述,焊絲選用ER50-6,因T-1鋼為調(diào)質(zhì)狀態(tài),只要加熱溫度超過(guò)回火溫度,其性能就會(huì)發(fā)生變化。因此焊接時(shí)因熱作用使熱影響區(qū)的局部強(qiáng)度和韌性下降是不可避免的。強(qiáng)度級(jí)別越高,這個(gè)問(wèn)題越突出,所以對(duì)焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的柔板應(yīng)選擇能量密度較大的焊接方法,如熔化極氣體保護(hù)焊。
1.4T-1鋼的抗裂試驗(yàn)、預(yù)熱溫度和層間溫度的確定因T-1鋼的合金化程度較高,所以抗裂試驗(yàn)、預(yù)熱溫度和層間溫度的確定由T-1鋼決定。又因T-1鋼易出現(xiàn)冷裂紋,因此采用“斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法”測(cè)試T-1鋼最低預(yù)熱溫度和最高層間溫度。將T-1板加工至選用厚度,焊絲選用ER50-6,直徑為Φ1.2mm,保護(hù)氣體為CO2,電流為240A,電壓為32V,焊接速度為28cm/min。試驗(yàn)選取預(yù)熱溫度為120℃,未出現(xiàn)裂紋。實(shí)際工作中采用預(yù)熱溫度>130℃。為防止組織發(fā)生變化,預(yù)熱溫度不得大于220℃,層間溫度也應(yīng)控制在<220℃。施焊過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)裂紋。
1.5T-1與ZG310-570異種鋼的焊接工藝焊前采用火焰預(yù)熱,預(yù)熱溫度最小為100℃,金屬焊接時(shí)層間溫度控制在最大200℃,采用純度大于99%的CO2混合氣體保護(hù)焊焊接,流量為15L/min~20L/min。焊絲為ER50-6,金屬焊接的打底電流為120A~150A,電壓為18V~20V,焊接速度為10cm/min~15cm/min;填充蓋面電流為240A~270A,電壓為25V~27V,焊接速度為30cm/min~50cm/min。采用多層多道焊。
2T-1與ZG310-570異種金屬焊接接頭的性能分析
T-1與ZG310-570異種金屬焊接接頭熔敷金屬的化學(xué)成分,與焊絲的化學(xué)成分相比,熔敷金屬的化學(xué)成分并未出現(xiàn)明顯的變化,且熔敷金屬中C、P和S的含量較低。表5為熔敷金屬的力學(xué)性能,從表中可以看出熔敷金屬的各項(xiàng)力學(xué)性能符合實(shí)際生產(chǎn)中的使用要求。
3結(jié)論
可以將汽車(chē)后橋采用沖壓方式的焊接工藝。相比較兩種汽車(chē)后橋材料SAPH441與Q235兩種板材,適合的將SAPH441板材作為汽車(chē)后橋材料。這種板材力學(xué)性能相當(dāng)好,是由低碳合金鋼來(lái)打造的,相比較Q235后橋板材的強(qiáng)度,SAPH441的強(qiáng)度大概高出Q235約百分之二十五左右。除此之外,SAPH441在焊接性能上也高于Q235。但是在SAPH441焊接過(guò)程中,容易因?yàn)榘宀臉?gòu)成中包含了碳錳兩種元素而出現(xiàn)淬硬性,這就容易造成焊接過(guò)程中有缺陷,這樣就會(huì)降低SAPH441的焊接性。因此,在進(jìn)行SAPH441的焊接時(shí),一定要采取相應(yīng)的措施對(duì)這種缺陷進(jìn)行補(bǔ)救。除了汽車(chē)后橋材料的選擇,還有一個(gè)極為重要的后橋零部件,它負(fù)責(zé)傳遞力及力矩,是后橋連接的一個(gè)部件,這個(gè)部件就是變形軸管??紤]到變形軸管的功能與起到的作用,一定要選擇汽車(chē)后橋所規(guī)定的力學(xué)性能材料。除此之外,汽車(chē)軸管承受了后橋大部分的受力,因此容易出現(xiàn)變形,在進(jìn)行材料的選擇時(shí),一定還要考慮到材料的可塑及可焊性。考慮到成本的問(wèn)題,在進(jìn)行材料的選擇時(shí),要采用材料使用要求合格的,相對(duì)的又能節(jié)省成本的。
2后橋殼類(lèi)別及焊接工藝設(shè)計(jì)
第一類(lèi):橋殼為三段式橋殼,即主體部分為橋殼法蘭盤(pán)、變形軸管、橋殼中段(橋殼中段上下半殼、加強(qiáng)圈、帽殼)。優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品焊縫較少,焊接應(yīng)力小、密封性好,焊接工藝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):成本較高。焊接工藝為:(1)點(diǎn)定、焊接橋殼中段上下半殼與加強(qiáng)圈;(2)橋殼與加強(qiáng)圈焊接完畢后與帽殼焊接;(3)橋殼中段與變形軸管使用專(zhuān)機(jī)自動(dòng)焊接環(huán)焊縫;(4)橋殼中段與變形管焊接后機(jī)加工變形管兩端;(5)使用壓裝專(zhuān)機(jī)將橋殼法蘭盤(pán)壓入變形管兩端并在壓裝專(zhuān)機(jī)上使用二氧化碳保護(hù)焊點(diǎn)定;(6)將壓裝點(diǎn)定后的橋殼法蘭盤(pán)使用專(zhuān)機(jī)自動(dòng)焊接環(huán)焊縫。(7)根據(jù)橋殼設(shè)計(jì)情況使用專(zhuān)用支架工裝點(diǎn)定焊接各油管支架及鋼板彈簧支座。
第二類(lèi):橋殼為上下半殼扣合焊接結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)中有兩種結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)1型:上下半殼扣合無(wú)鑲塊結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)2型:上下半殼扣合有鑲塊結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在沖壓上下半殼扣合焊接有無(wú)三角鑲塊。產(chǎn)品主體結(jié)構(gòu)為:橋殼法蘭盤(pán),上、下半殼,加強(qiáng)圈、帽殼。結(jié)構(gòu)1型優(yōu)點(diǎn):主體為沖壓成型成本較低。缺點(diǎn):焊縫較第一類(lèi)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)、焊接變形量大。結(jié)構(gòu)2型優(yōu)點(diǎn):上下半殼、鑲塊均為沖壓焊接結(jié)構(gòu)、板材利用率高,成本最少。缺點(diǎn):三角鑲塊為焊接應(yīng)力集中區(qū),易出現(xiàn)焊縫開(kāi)裂等問(wèn)題。對(duì)焊接質(zhì)量要求較高,一般要求熔深達(dá)到60%以上,應(yīng)力集中點(diǎn)要求90%或更高。焊接工藝:(1)點(diǎn)定上下半殼、加強(qiáng)圈、橋殼法蘭盤(pán);(2)(結(jié)構(gòu)2)點(diǎn)定四塊三角鑲塊(結(jié)構(gòu)1無(wú)此工藝步驟);(3)使用專(zhuān)機(jī)焊接上下半殼直縫焊道;(4)手工或使用專(zhuān)機(jī)焊接三角鑲塊焊道(結(jié)構(gòu)1無(wú)此工藝步驟);(5)使用專(zhuān)機(jī)自動(dòng)焊接加強(qiáng)圈環(huán)焊縫;(6)使用專(zhuān)機(jī)定位壓緊帽殼并自動(dòng)焊接帽殼環(huán)焊縫;(7)使用專(zhuān)機(jī)自動(dòng)焊接橋殼法蘭盤(pán)環(huán)焊縫;(8)根據(jù)橋殼設(shè)計(jì)情況使用專(zhuān)用支架工裝點(diǎn)定焊接各油管支架及鋼板彈簧支座。
3焊絲選型及工藝參數(shù)設(shè)定
焊絲選型:根據(jù)板材的性能查找《焊接手冊(cè)》中表2-1-1常見(jiàn)結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能及匹配焊接材料選用焊絲型號(hào)。如選用Q235板材的C、D級(jí)需要使用焊絲型號(hào)ER50-6。選型原則為:焊絲性能大于板材性能。工藝參數(shù)設(shè)定:皮卡車(chē)型的后橋殼板材厚度一般為5mm左右,焊絲一般選用直徑為1.2mm,焊接過(guò)程采用短路過(guò)渡,電流設(shè)定范圍為180-240A,電壓設(shè)定值為參考值(上下浮動(dòng)為2V),計(jì)算公式為:200A以下,U=0.04I+16,200A以上,U=0.04I+20。
4后橋殼焊接密封性檢驗(yàn)及焊接強(qiáng)度檢驗(yàn)
由于后橋殼為驅(qū)動(dòng)橋?qū)驓さ拿芊庑砸筝^高,所以焊接完成后必須100%進(jìn)行密封檢驗(yàn)?,F(xiàn)一般均采用高壓充氣后浸水試漏檢驗(yàn),如出現(xiàn)焊接不良導(dǎo)致的密封不良,可采用補(bǔ)焊焊接。如需補(bǔ)焊的焊道較長(zhǎng)大于50mm需要斷續(xù)焊接避免補(bǔ)焊量過(guò)大導(dǎo)致的橋殼整體出現(xiàn)彎曲變形,導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。焊接強(qiáng)度檢驗(yàn):采用剖切試驗(yàn)。第一步采用火焰切割將焊道剖開(kāi),第二步使用銑床將焊道銑出光亮面,第三步使用200目金相砂紙打磨光亮面,對(duì)焊道剖切面拋光,第四步使用4%的硝酸酒精浸泡。第五步對(duì)焊道熔深測(cè)量計(jì)算熔深并出具檢驗(yàn)報(bào)告。
5結(jié)束語(yǔ)
1.1焊接變形原因
焊接的熱過(guò)程是導(dǎo)致殘余應(yīng)力和塑性應(yīng)變的根源。在焊接過(guò)程中,焊接熱過(guò)程對(duì)焊接質(zhì)量和焊接效率的影響,主要來(lái)自以下幾個(gè)方面的深層次原因:(1)在焊接件上,熔池的形狀和尺寸直接影響焊接質(zhì)量,而熔池大小與尺寸作用到焊接件上的熱量分布和大小息息相關(guān);(2)焊接的熱過(guò)程包含加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程,這兩個(gè)過(guò)程中的加熱和冷卻參數(shù)會(huì)直接影響熔池的相變過(guò)程,對(duì)金屬的凝固產(chǎn)生重要的影響,對(duì)熱影響區(qū)的金屬組織產(chǎn)生一定的破壞;(3)焊接中的熱過(guò)程直接決定熱量的輸入過(guò)程和熱量的傳遞效率,這直接導(dǎo)致焊接的母材的熔化速度;(4)焊接的熱過(guò)程如果不均勻,會(huì)對(duì)金屬構(gòu)件各部分產(chǎn)生不同的熱響應(yīng),導(dǎo)致出現(xiàn)不同的應(yīng)力,產(chǎn)生應(yīng)力形變。從以上理論探討,我們可知在金屬構(gòu)件焊接過(guò)程中出現(xiàn)變形,主要是由于焊接熱源是處于局部加熱,使得鋁合金構(gòu)件上的熱量分布存在差異,在構(gòu)件與母材之間的焊縫區(qū)域附近熱量吸收的較多,引起周?chē)X合金材料和母材都出現(xiàn)一定程度的受熱膨脹,而遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域的鋁合金材料和母材材料由于吸收到的熱量相對(duì)較少,發(fā)生的體積膨脹相對(duì)較小甚至不發(fā)生體積膨脹,使得焊縫區(qū)域的體積膨脹過(guò)程受到一定的抑制,導(dǎo)致焊接過(guò)程中,焊接構(gòu)件和母材之間出現(xiàn)瞬間的熱變形,但是當(dāng)鋁合金構(gòu)件在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)了自身材料的彈性極限后,會(huì)出現(xiàn)一定的塑性應(yīng)變,當(dāng)焊接過(guò)程結(jié)束之后,焊接件又逐步冷卻而產(chǎn)生殘余變形。
1.2焊接變形分類(lèi)
從機(jī)械領(lǐng)域考慮整個(gè)焊接過(guò)程,可以將焊接過(guò)程中出現(xiàn)的變形分為瞬間變形和殘余變形。其中,焊接過(guò)程瞬間熱變形分為三種,依次是面內(nèi)位移、面外位移和相變組織形變。焊后殘余變形分為面內(nèi)變形和面外變形兩大類(lèi),面內(nèi)變形又分為焊縫縱向收縮、焊縫橫向收縮、回轉(zhuǎn)變形;面外變形又分為角變形、彎曲變形、扭曲變形。
1.3鋁合金的焊接性能分析
熟悉化學(xué)原理的人都清楚,各種鋁合金的化學(xué)成分并不一致,導(dǎo)致不同鋁合金的物理性能和化學(xué)性能存在一定的差異,但是,由相關(guān)研究試驗(yàn)并結(jié)合以上的焊接熱理論和焊接應(yīng)力應(yīng)變理論分析可知,鋁合金的焊接性能主要與鋁合金中的含鋁量和含鎂量有關(guān)。隨著含鎂量的增高,鋁合金強(qiáng)度增高,焊接性能改善;但是,當(dāng)含鎂量超過(guò)7%的極限值之后,鋁合金容易出現(xiàn)應(yīng)力集中,降低焊接性能。但是,鋁合金與其他金屬相比,由于在空氣中或者是進(jìn)行焊接時(shí),比較容易與氧反應(yīng)被氧化,生產(chǎn)的氧化鋁薄膜由于熔點(diǎn)高,在焊接時(shí)會(huì)阻礙焊接過(guò)程;焊接過(guò)程中,在接頭內(nèi)容以出現(xiàn)一些焊接缺陷,因此,在焊接前需要進(jìn)行表面處理后盡快進(jìn)行焊接。此外,由于鋁合金的其他物理化學(xué)性能如熱導(dǎo)率、比熱等比鋼大,在焊接時(shí)容易造成較多的焊接熱量的流失,因此,在焊接時(shí)需要采用高度集中的熱源進(jìn)行焊接,才能有效提升焊接質(zhì)量,降低應(yīng)力形變的出現(xiàn)。
1.4鋁合金構(gòu)件焊接變形控制措施
從上述對(duì)鋁合金構(gòu)件焊接性能和焊接熱過(guò)程的分析,對(duì)于鋁合金構(gòu)件在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的瞬間變形和焊接結(jié)束后出現(xiàn)的殘余變形,需要采取一定的控制措施,減少變形甚至是消除變形,促進(jìn)鋁合金構(gòu)件在裝備整體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮應(yīng)用的作用。在鋁合金構(gòu)件設(shè)計(jì)階段結(jié)合整體裝備,做好其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并采取優(yōu)質(zhì)的焊接技術(shù),能夠顯著減小焊接變形量。為此,我們可以從兩個(gè)階段進(jìn)行鋁合金焊接變形量的控制。一個(gè)階段是設(shè)計(jì)階段,另一個(gè)是制造階段。在設(shè)計(jì)階段,主要遵循如下幾個(gè)原則即可實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程做好對(duì)鋁合金焊接變形的有效控制:首先是要對(duì)焊接的工藝進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)與選擇,一般在這個(gè)過(guò)程中,遵循的原則就是盡量選擇那些實(shí)踐反饋效果好應(yīng)用成熟的焊接工藝;其次,對(duì)于焊接過(guò)程中,鋁合金構(gòu)件和主體裝備結(jié)構(gòu)之間焊接縫隙的尺寸、形狀、布局以及位置都應(yīng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì),盡量通過(guò)好的焊縫設(shè)計(jì)鋁合金構(gòu)件在主體結(jié)構(gòu)上的位置,控制好焊縫的布局和位置,然后減少焊縫的數(shù)量,選擇最優(yōu)的焊縫尺寸,實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接結(jié)束之后可能出現(xiàn)的殘余形變;最后,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要做好一系列的仿真實(shí)驗(yàn)和小比例模型的模擬實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,確定最終的設(shè)計(jì)方案,以便正確指導(dǎo)鋁合金的焊接,減小甚至防止鋁合金構(gòu)件的焊接變形。在制造階段對(duì)鋁合金構(gòu)件焊接變形的控制,主要是指焊接準(zhǔn)備過(guò)程、焊接過(guò)程和焊接結(jié)束之后的過(guò)程中進(jìn)行控制。首先,在焊接準(zhǔn)備過(guò)程中,需要對(duì)焊接工藝設(shè)計(jì)到的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的熟記,并對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)做到熟記于心。另外,在焊接準(zhǔn)備過(guò)程中,需要預(yù)先對(duì)焊接構(gòu)件進(jìn)行一定的拉伸然后再采取剛性固定措施進(jìn)行組裝拼接,做好這些準(zhǔn)備工作是控制變形的前提;其次,在焊接過(guò)程中,除了要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的焊接工藝進(jìn)行焊接之外,還應(yīng)按照優(yōu)秀的焊接工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)變形的控制,例如,采取那些能量密度高的熱源,對(duì)焊接過(guò)程中的焊接受熱面積進(jìn)行技術(shù)控制;最后,在焊接結(jié)束之后,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋁合金構(gòu)件焊接水平的檢測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)存在著殘余變形,及時(shí)采取加熱矯正或者是利用機(jī)械外力作用進(jìn)行矯正,達(dá)到對(duì)變形量的減小。
2鋁合金構(gòu)件焊接工藝優(yōu)化
對(duì)于鋁合金構(gòu)件在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的焊接變形,可采取多種手段進(jìn)行。如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,可通過(guò)相關(guān)的應(yīng)力形變實(shí)驗(yàn),分析應(yīng)力出現(xiàn)的大小,結(jié)合設(shè)計(jì)的允許值,調(diào)節(jié)焊縫的尺寸,盡量降低焊縫的數(shù)量,對(duì)焊接后出現(xiàn)的殘余變形進(jìn)行控制;在焊接過(guò)程中,采取一定的反變形或者是剛性固定組裝的方法在焊前進(jìn)行預(yù)防;焊接結(jié)束之后,為了減小已經(jīng)出現(xiàn)的殘余變形,可以采取加熱矯正或者是利用機(jī)械外力進(jìn)行矯正的方法。當(dāng)然,最為有效的方法還是在相關(guān)變形研究理論的基礎(chǔ)之上,結(jié)合焊接試驗(yàn),對(duì)焊接工藝進(jìn)行一定的優(yōu)化,結(jié)合實(shí)際的鋁合金構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定,科學(xué)控制鋁合金構(gòu)件的焊接應(yīng)力變形,最終生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。對(duì)于鋁合金構(gòu)件的焊接,在焊接過(guò)程中,焊絲直徑、成分和表面質(zhì)量關(guān)系到焊縫金屬及熱影響區(qū)的力學(xué)性能,尤其是焊接變形。因此,選取合理的焊絲直徑,選擇表面質(zhì)量上等和化學(xué)成分達(dá)標(biāo)的焊絲就是優(yōu)化焊接工藝的主要步驟之一。在通常的情況下,為了保證焊接的質(zhì)量,主要選擇焊絲直徑大的焊絲。不過(guò),由于焊絲直徑選擇太大,對(duì)于薄板鋁合金構(gòu)件的焊接并不利。因此,在現(xiàn)有實(shí)踐的基礎(chǔ)之上,對(duì)于焊絲直徑的選擇一般是隨著鋁合金構(gòu)件厚度的增加而逐步增加。此外,在進(jìn)行平焊時(shí),焊絲直徑應(yīng)相對(duì)選大一點(diǎn);立焊或橫仰焊時(shí),則選擇較小直徑的焊絲。焊接電源作為焊接過(guò)程中的主要能量來(lái)源,為了使焊接質(zhì)量達(dá)標(biāo),在選擇電源種類(lèi)與極性時(shí),需要選取那些既能夠滿足焊接工藝需求,又能夠符合用戶物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等條件的電源。
一般,由于直流電源的電弧具有較好的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量?jī)?yōu)和飛濺少等特點(diǎn),在鋁合金構(gòu)件的焊接時(shí)是作為首選的。選擇直流反接電源進(jìn)行焊接,能夠借助焊件金屬為負(fù)極的電弧產(chǎn)生的陰極霧化效果,對(duì)鋁合金構(gòu)件表面致密的氧化鋁薄膜產(chǎn)生快速熔化,而且在焊接過(guò)程中,能夠避免產(chǎn)生大量的焊渣和污染性氣體,不僅方便了焊工對(duì)反應(yīng)熔池的觀察,及時(shí)調(diào)整焊接的速度和角度,而且還能對(duì)焊工的職業(yè)健康危害程度有所下降。例如,在焊接6毫米的鋁合金薄板構(gòu)件時(shí),一般主要采用直流反接電源進(jìn)行焊接。對(duì)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化,目的就是為了使鋁合金構(gòu)件焊接的質(zhì)量和焊接形變?cè)谠试S的范圍之內(nèi)。由以上對(duì)鋁合金焊接熱過(guò)程和變形理論的分析和探討之后,我們發(fā)現(xiàn)選擇適宜的焊接電流,是優(yōu)化焊接的重要考慮方向。在焊接過(guò)程中,焊接電流是指流經(jīng)焊接回路的電流,這個(gè)電流的大小對(duì)焊接生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量有著直接的影響。一般為了提高焊接生產(chǎn)效率,在質(zhì)量保證前提下,選擇盡可能大的焊接電流,以達(dá)到提高焊接效率的目的。不過(guò),由于電流過(guò)大,引起熱量輸入過(guò)大和較大的電弧力存在而導(dǎo)致的焊縫熔深和余高增大,而且還會(huì)使熱影響區(qū)的晶粒變得粗大,出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū),使接頭的強(qiáng)度和承載能力下降。同時(shí),由于電流鍋小,電弧燃燒不充分不穩(wěn)定,容易形成氣孔和夾渣等焊接缺陷,使得焊接接頭的沖擊韌性降低,不利于焊接質(zhì)量的提升,因此,在焊接電流選擇上,還是需要通過(guò)實(shí)踐選取適宜的電流。由于電弧長(zhǎng)短對(duì)焊接質(zhì)量也有顯著影響,而電弧電壓決定電弧長(zhǎng)短,因此,在焊接時(shí),依據(jù)焊接試驗(yàn),需要控制好電弧電壓,產(chǎn)生適宜長(zhǎng)度的電弧長(zhǎng)度進(jìn)行焊接。例如,對(duì)于6mm厚度的鋁合金板材進(jìn)行焊接時(shí),焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過(guò)實(shí)驗(yàn)論證,焊接接頭強(qiáng)度可以達(dá)到良好的效果。由焊接熱過(guò)程分析得到,在鋁合金構(gòu)件焊接過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接變形量的控制與減小,一般應(yīng)采用能量密度高的焊接熱源,同時(shí),對(duì)焊接速度進(jìn)行優(yōu)化,保證焊接速度既不會(huì)過(guò)快也不會(huì)過(guò)慢。例如,從相關(guān)實(shí)踐表明,對(duì)于6mm厚度的鋁合金板材進(jìn)行焊接時(shí),焊接電流定義為170A,焊接電弧電壓為25V,通過(guò)此實(shí)驗(yàn)論證,焊接接頭強(qiáng)度可以達(dá)到良好的效果。
3總結(jié)
1.1焊接材料
鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝技術(shù)中運(yùn)用的主要工具有電焊條和引弧板。選擇焊接條時(shí),其型號(hào)一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,之后按照相關(guān)說(shuō)明書(shū)將焊接條進(jìn)行烘焙后,放入保溫桶內(nèi)以供之后取用。另外,在鋼結(jié)構(gòu)建筑焊接過(guò)程中,嚴(yán)禁使用焊芯生銹的一些焊條,同時(shí)酸堿性焊條不得混合在一起使用。最后,在焊接鋼結(jié)構(gòu)建筑的重要部位時(shí)適合選用堿性焊條。在焊接鋼結(jié)構(gòu)建筑部件需要采用坡口連接時(shí),需要使用引弧板,而引弧板材質(zhì)的選擇一定要和所焊接部件的材質(zhì)相同。
1.2主要工具
鋼結(jié)構(gòu)建筑工程中使用焊接工藝技術(shù)時(shí)所需要的機(jī)具主要有焊鉗、焊條保溫桶、烘箱和電焊機(jī)等。
1.3焊接條件及要求
溫度較低時(shí)進(jìn)行焊接會(huì)造成熱量迅速散失,為此,當(dāng)鋼材厚度達(dá)到一定程度時(shí),可以適當(dāng)采用多層焊接工藝技術(shù)。另外,為防止溫度的迅速降低,在進(jìn)行某條縫隙焊接時(shí),一定要一次性完成,避免發(fā)生焊接中斷的現(xiàn)象。若發(fā)生中斷,應(yīng)進(jìn)行正確恰當(dāng)?shù)靥幚?。最后,在風(fēng)雪天氣環(huán)境下,應(yīng)盡可能避免焊接,若確實(shí)需要焊接,應(yīng)搭建帳篷等,之后在室內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑的焊接。同時(shí),焊接過(guò)程中要保證風(fēng)速在恰當(dāng)?shù)木窒薹秶畠?nèi)。焊接結(jié)束后,要運(yùn)用適當(dāng)材料使得焊接物體進(jìn)行緩慢的降溫。
2焊接變形的原因探討
2.1焊接變形的主要類(lèi)型
焊接變形主要是指鋼結(jié)構(gòu)在焊接中因高溫引起的變形和焊接結(jié)束后在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中出現(xiàn)的殘余變形問(wèn)題。在以上兩種焊接變形中,最影響焊接質(zhì)量莫過(guò)于焊接殘余變形。焊接殘余變形對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的影響具體可分為整體和局部變形,而依據(jù)變形的形狀特點(diǎn)又可分為角變形、波浪變形和扭曲變形等,局部變形又包括角變形和波浪變形,整體變形又包括扭曲變形等。在鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中,最易發(fā)生變形類(lèi)型是整體變形。
2.2焊接變形的緣由
鋼結(jié)構(gòu)的剛度無(wú)疑是影響焊接變形的主要因素之一,鋼結(jié)構(gòu)的剛度主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)體對(duì)彎曲及拉伸等變形的抵抗力而言的,而鋼結(jié)構(gòu)的剛度強(qiáng)弱則主要取決于鋼結(jié)構(gòu)尺寸的大小及其截面形狀。另外,焊接連接縫的所在位置和數(shù)量也在一定程度上影響著焊接變形的程度及狀況。在鋼結(jié)構(gòu)剛度不能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)將鋼結(jié)構(gòu)體的對(duì)稱(chēng)位置作為焊接的連接縫,這時(shí)若焊接順序合理的話,結(jié)構(gòu)體就只能產(chǎn)生線性變形,而不可能產(chǎn)生彎曲變形。最后,焊接工藝也在某種程度上影響著焊接變形的程度。例如,在焊接電流較大、焊接速度較慢時(shí),就會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的焊接變形。為此,在鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中,一定要定制科學(xué)合理的焊接工藝措施和方法。
3鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝造成的變形防治工作
3.1焊接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造控制
為進(jìn)一步避免和改善焊接變形的狀況,在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí),要注意以下幾個(gè)方面:
a.首先,應(yīng)對(duì)焊縫的數(shù)量及大小進(jìn)行一定的控制。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中存在焊縫數(shù)量多、尺寸大的問(wèn)題時(shí),就會(huì)給焊接變形提供更多的可能。為此,在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能在一定程度上控制焊縫的數(shù)量和大小,進(jìn)而改善焊接變形的狀況;
b.其次,要盡可能選擇適當(dāng)?shù)暮缚p坡口大小及形狀。對(duì)焊縫坡口的大小和形狀進(jìn)行合理科學(xué)的選擇,不僅可以在一定程度上保證鋼結(jié)構(gòu)的承載能力,同時(shí)還可以在某種程度上減少截面積,進(jìn)而對(duì)焊接變形數(shù)量起到一定的控制作用;
c.此外,在鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中,應(yīng)盡可能使焊接節(jié)點(diǎn)的位置處于物體截面的對(duì)稱(chēng)處。而對(duì)于中性軸焊接節(jié)點(diǎn)的選擇,應(yīng)盡可能使焊接節(jié)點(diǎn)靠近中性軸,同時(shí)避免處于或接近高應(yīng)力區(qū)。
d.最后,節(jié)點(diǎn)形式的選擇,應(yīng)盡可能選擇剛性較小一些的節(jié)點(diǎn)形式。同時(shí),節(jié)點(diǎn)不應(yīng)設(shè)置在多向交叉位置,只有這樣才能避免因焊縫高溫集中和應(yīng)力集中而造成的焊接變形。
3.2鋼結(jié)構(gòu)建筑焊接工藝的改進(jìn)
鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝的改進(jìn)對(duì)焊接變形的改善有著至關(guān)重要的作用,其具體操作主要集中于以下幾個(gè)不同的方面:
a.首先是鋼結(jié)構(gòu)的組裝和焊接過(guò)程中所選擇的焊接順序。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的組裝及制作,相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格依照有關(guān)規(guī)定和要求在標(biāo)準(zhǔn)的層面上進(jìn)行操作。只有這樣,才能在一定程度上確保相應(yīng)的自重壓力承受情況,進(jìn)而更好地滿足于構(gòu)件組裝的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中,對(duì)焊接小型構(gòu)件的焊接,可一次性完成,之后再選擇合適的焊接順序進(jìn)行組裝。而對(duì)于一些相對(duì)較大的鋼結(jié)構(gòu)焊接與組裝,應(yīng)首先將小構(gòu)件焊接完成,之后再進(jìn)行相應(yīng)的組裝和焊接工作。為防止部件組裝過(guò)程中產(chǎn)生變形的狀況,零部件型號(hào)的選擇一定要符合相關(guān)的規(guī)定和要求,此外,組裝時(shí)應(yīng)盡可能避免過(guò)度的外力強(qiáng)制性拼接。最后,在構(gòu)件焊接和組裝過(guò)程中,應(yīng)盡可能保持焊接接頭的熱量均勻性和溫度適當(dāng)性,防止因熱量不均造成的焊接變形。
b.其次,要做好相應(yīng)的反變形工作。鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝過(guò)程中,由于冷卻后的收縮原理,焊縫會(huì)發(fā)生一定的收縮反應(yīng),這也就在一定程度上減少了構(gòu)件原有的尺寸大小。為此,在焊接過(guò)程中人們常常采用反變形的方式來(lái)進(jìn)一步彌補(bǔ)因熱脹冷縮而出現(xiàn)的變形問(wèn)題。反變形方法就是在進(jìn)行焊接工作前期首先人為使構(gòu)件發(fā)生一定的變形,其變形方向與后來(lái)的焊接變形方向相反,變形程度與后來(lái)的變形程度相同。
船體焊接工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜,影響船體焊接質(zhì)量工藝參數(shù)繁多。目前,大多數(shù)焊接工藝人員只能通過(guò)手工查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以及查閱企業(yè)歷史資料,結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)完成焊接工藝設(shè)計(jì),工藝設(shè)計(jì)效率難以提高。另外,由于每個(gè)工藝人員能力、經(jīng)驗(yàn)、工作習(xí)慣、責(zé)任心存在差異,使得焊接工藝規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)化程度低,從而影響施焊工作開(kāi)展。為了實(shí)現(xiàn)快速化、智能化焊接工藝設(shè)計(jì),有必要開(kāi)發(fā)船體工藝焊接知識(shí)庫(kù)及工具包,在船體焊接工藝設(shè)計(jì)中引入知識(shí)管理技術(shù),將焊接工藝員從繁重的查手冊(cè)、查標(biāo)準(zhǔn)等重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái),并且將企業(yè)焊接工藝人員多年來(lái)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效的利用,提高焊接工藝設(shè)計(jì)的效率。
2船體焊接工藝知識(shí)庫(kù)
2.1船體焊接工藝知識(shí)要素分析
在船體生產(chǎn)制造中,焊接工藝必須根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的焊接工藝評(píng)定(WPQ),形成焊接工藝評(píng)定報(bào)告(PQR),其后,生成焊接工藝指導(dǎo)書(shū)(WPS),并且依據(jù)WPS制定焊接工藝規(guī)程,以保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量和性能。船體焊接工藝設(shè)計(jì)中主要關(guān)注如下幾個(gè)方面的問(wèn)題:焊接方法的選擇、焊接位置的選擇、坡口形式的設(shè)計(jì)、加工步驟的安排和工藝成本分析等。船體焊接工藝設(shè)計(jì)中許多問(wèn)題的可統(tǒng)計(jì)性差,影響因素多,因素與因素之間的相互聯(lián)系難以明確表達(dá)。因此,解決這類(lèi)問(wèn)題要借助于經(jīng)驗(yàn)知識(shí),比較適合于選用工藝知識(shí)庫(kù)。
2.2船體焊接工藝知識(shí)庫(kù)組成
船體焊接工藝知識(shí)庫(kù)包含6大類(lèi)庫(kù):焊接工藝基礎(chǔ)參數(shù)庫(kù)、母材庫(kù)、焊材庫(kù)、焊接規(guī)范參數(shù)庫(kù)、檢驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)、施焊要求庫(kù)。其中:焊接工藝基礎(chǔ)參數(shù)包括:焊接方法庫(kù)、接頭形式庫(kù)、坡口信息庫(kù)、設(shè)備信息庫(kù),母材庫(kù)包括:種類(lèi)及規(guī)格庫(kù)、力學(xué)性能庫(kù)。
2.3船體焊接工藝知識(shí)庫(kù)信息模型
系統(tǒng)客戶端依據(jù)系統(tǒng)功能,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了不同的用戶接口,滿足不同工藝設(shè)計(jì)和管理人員的需求。系統(tǒng)服務(wù)端負(fù)責(zé)工藝數(shù)據(jù)的處理和工藝決策的推理。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要為焊接工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供信息的存儲(chǔ)、查詢和管理服務(wù),積累基礎(chǔ)焊接知識(shí)、推理規(guī)則和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn),是企業(yè)的重要信息資源之一。
3船體焊接工藝過(guò)程智能化應(yīng)用工具包
基于知識(shí)庫(kù)的快速化、智能化,實(shí)現(xiàn)了船體焊接工藝過(guò)程智能化應(yīng)用工具包的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)智能化應(yīng)用工具包,根據(jù)焊接工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn),可以選擇產(chǎn)生式規(guī)則表示方法,作為船舶焊接工藝決策基礎(chǔ)。選擇產(chǎn)生式規(guī)則表示除了符合焊接工藝知識(shí)特點(diǎn)外,還具有易于擴(kuò)展、易于進(jìn)行一致性檢查等實(shí)現(xiàn)方面的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)對(duì)焊接工藝決策需求分析,在引入知識(shí)管理技術(shù)對(duì)焊接工藝知識(shí)庫(kù)構(gòu)建的基礎(chǔ)上,焊接工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以建立焊接工藝決策過(guò)程。
3.1焊接工藝設(shè)計(jì)集成環(huán)境
作為用戶建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的應(yīng)用平臺(tái),是系統(tǒng)應(yīng)用的重要前提,此模塊將用以建立工藝評(píng)定數(shù)據(jù)、文檔的存儲(chǔ)線索,同時(shí),也作為PDM與焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成的接口模塊,可以從PDM系統(tǒng)中得到產(chǎn)品數(shù)據(jù),建立焊接工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
3.2焊接工藝指導(dǎo)工具
完成焊接工藝指導(dǎo)書(shū)(WPS)的編制、校對(duì)、審核、歸檔、瀏覽、打印等工作。焊接工藝指導(dǎo)為工藝人員提供一個(gè)方便實(shí)用的工藝設(shè)計(jì)環(huán)境和工具,將工藝人員從大量繁瑣的工藝標(biāo)準(zhǔn)的選擇、工藝資源的查找、工藝指導(dǎo)書(shū)的填寫(xiě)和工序圖的繪制等工作中解放出來(lái),減輕工藝人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,促進(jìn)企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。
3.3焊接工藝規(guī)劃工具
焊接工藝規(guī)程,又稱(chēng)焊接細(xì)則,是指導(dǎo)焊工操作的詳細(xì)工藝說(shuō)明書(shū),是以工藝評(píng)定為基礎(chǔ),以具體產(chǎn)品為服務(wù)對(duì)象的詳盡焊接工藝。每當(dāng)有新產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí),焊接工藝評(píng)定可能會(huì)有可替代的,但多數(shù)焊接工藝規(guī)程要重新編制,因此,企業(yè)內(nèi)部積存了高于工藝評(píng)定1倍甚至幾倍的焊接工藝規(guī)程,造成重復(fù)編制和遺漏等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
3.4焊接工藝評(píng)定工具
產(chǎn)品投產(chǎn)之前,必須對(duì)所采用的焊接工藝進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),驗(yàn)證合格后,方可用于產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)。由于影響焊接性能和質(zhì)量的工藝參數(shù)眾多,每種重要參數(shù)的改變,如預(yù)熱溫度、熱處理溫度、焊接能量超出規(guī)定的范圍,都要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。因此,各船廠積累了大量的焊接工藝評(píng)定規(guī)則。
4結(jié)論
壓力容器的制作工藝需要做到很精細(xì),不能夠出現(xiàn)任何的差錯(cuò)。而其中的焊接工序也是同樣需要很精細(xì),造成焊接工序出差錯(cuò)的原因就是材料選取的不正確。如果在焊接時(shí)選取的鋼制材料性能較差的時(shí)候,就會(huì)在焊接的接頭上出現(xiàn)一些裂痕,這些裂痕對(duì)于壓力容器是致命的傷害;如果在選取材料時(shí)選取了鋼號(hào)或者是化學(xué)成分不對(duì)的材料,這時(shí)在使用過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)各種腐蝕的現(xiàn)象;而且如果我們選用的鋼制材料的轉(zhuǎn)化溫度高于壓力容器的溫度時(shí),就會(huì)使壓力容器在制作的過(guò)程中突然斷裂。所以,綜合以上幾點(diǎn)所論述,我們?cè)谶x取壓力容器的制作材料時(shí),必須要考慮到壓力容器的工作條件、工作壓力、各個(gè)介質(zhì)之間的腐蝕性、鋼制材料的溫度,還要重點(diǎn)注意鋼制材料的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等等一系列的科學(xué)因素。當(dāng)然,在進(jìn)行壓力容器的焊接工序的時(shí)候,還需要技術(shù)方面的硬性要求。在焊接工序的準(zhǔn)備階段,在選取壓力容器容器外圈的時(shí)候,要選用低碳鋼、不銹鋼、低合金鋼,在焊接卷板之前應(yīng)該提前清理干凈依附在板面上,可能對(duì)壓力容器造成損傷的硬物和雜物,同時(shí)還要檢查好焊接時(shí)的焊接接口位置等等一些工序,使之符合焊接所需的一切標(biāo)準(zhǔn)。在壓力容器焊接成型的階段,不能直接將鋼板彎曲,應(yīng)該先有一個(gè)預(yù)彎的過(guò)程,在鋼板卷成一個(gè)圓形的時(shí)候,必須要在機(jī)器上擺放端正,可以采用在機(jī)器和鋼板上做記號(hào)的方式來(lái)確定鋼板是否已經(jīng)擺正,卷軸鋼板的時(shí)候嚴(yán)禁一次就將鋼板卷制完成,要采取循序漸進(jìn)的方式,一次次不間斷的進(jìn)行卷制,而每次卷制的程度不得高于上一次的百分之三十,在焊接時(shí)要選取一個(gè)已經(jīng)焊接合格的樣板來(lái)進(jìn)行比對(duì),確認(rèn)是否符合一切準(zhǔn)則,在焊接時(shí),必須嚴(yán)格按照確定好的接口進(jìn)行焊制,并且在焊制的過(guò)程當(dāng)中要及時(shí)的清理在焊接時(shí)產(chǎn)生的雜質(zhì)和脫落的鋼材,以免對(duì)壓力容器造成傷害。在壓力容器焊接成型之后我們就需要對(duì)她進(jìn)行矯正和檢查,矯正就是需要驗(yàn)證壓力容器的制作是否符合科學(xué)界所規(guī)定的一些數(shù)據(jù),而檢查就需要看,在壓力容器焊接完畢之后,內(nèi)外表面是否光滑、沒(méi)有劃痕、沒(méi)有壓傷、起皺、裂痕、等等的缺陷,與此同時(shí)還要按照技術(shù)條件進(jìn)行檢查各項(xiàng)參數(shù),確定制作完成的壓力容器符合硬性文件上的各項(xiàng)技術(shù)要求。
2壓力容器的焊后檢查和焊后返修
任何的一種科技制品,在完成之后都需要有事后的檢查和返廠維修,壓力容器也不列外。壓力容器在焊接完畢之后,應(yīng)當(dāng)首先檢查它的焊縫外觀和尺寸是否符合預(yù)定目標(biāo)和目標(biāo)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)壓力容器焊接完畢之后的抗熱能力和對(duì)熱的處理、檢查壓力容器是否在焊接的時(shí)候出現(xiàn)裂痕等損傷、檢查壓力容器在制作之后的致密性是否良好,是否有透氣的現(xiàn)象出現(xiàn)。關(guān)于壓力容器在焊接完畢之后的返廠檢查必須要嚴(yán)格做到以下幾點(diǎn):
(1)焊接的返修次數(shù)不宜超過(guò)兩次;
(2)如果需要對(duì)焊接之后的壓力容器進(jìn)行返廠檢修,必須要提交它要返修的原因并且對(duì)原因作出分析,同時(shí)提出要維修的建議;
(3)在壓力容器回廠返修之前,必須要將其清洗干凈,可以采用表面掃描的方式確定已經(jīng)清洗干凈;
(4)等待補(bǔ)焊的部位一定要開(kāi)闊、平整、以便于進(jìn)行補(bǔ)焊工作的進(jìn)行。
3結(jié)束語(yǔ)