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窄间隙焊


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国内的应用主要以窄间隙埋弧焊为主,并且我国的窄间隙焊接研究多 开展在高校,因此实际应用的较少。实际应用多集中在锅炉厂和造船 厂,如哈尔滨锅炉厂,渤船重、武汉造船厂等。
我国目前主要是应用粗丝大电流NG-SAW, NG-GMAW等其它方法 应用很少。Why?
1)埋弧焊对焊丝在坡口内作用位置的不敏感,工艺规范区间宽,粗 丝大电流,侧壁熔合好,工艺可靠性高,无飞溅。
五.超窄间隙焊接简介
坡口间隙5mm以下,当间隙小于4mm时侧壁熔合问题不 突出
优点:坡口面积更小,单道焊接,效率更高,线能量更 低,热影响区小(1mm)
存在问题: 1. 气、水、电的导入 2. 侧壁打弧问题
1. 侧壁贴焊剂片法:
间隙3.5mm 兰州理工大学那冬雪等人开发,在坡口的两侧壁上贴覆焊剂片,焊剂片 的成分主要以大理石和萤石为主,焊剂片熔点高,导电性差,可以抑制 电弧沿侧壁攀升。但这种方法由于焊剂片的制造和贴覆不方便,且容易 产生夹渣,气孔,不适用于实际生产。
双丝或多丝: 焊枪特殊,坡口间隙大;
旋转射流过渡:工艺区间小,难以控制;
磁控电弧摆动:只适用于NG-TIG;
电弧高速旋转:焊枪相对简单小巧,工艺性好,是一种比较好的方式, 但焊丝对保护气的扰动较大,需两重保护气。
两种常用的窄间隙焊接形式
焊钢 细丝小电流窄间隙焊接:低热输入窄间隙焊接,焊丝直径
不足: 在狭窄坡口内的气、丝、水、电的导入困难,焊枪复杂,加工精度高、难
度大,通用性不强 由于电弧轴向与侧壁夹角很小,容易导致侧壁未熔合,这是窄间隙焊接关
键问题 焊丝对中要求高,对中不好,几乎不能进行焊接 窄间隙焊缝往往由几十层焊道形成,一层有缺陷,返修很困难 焊接规范区间较窄,焊接过程抗干扰性差,飞溅对焊接过程影响严重 ; 在侧壁的拘束下容易产生热裂纹,尤其是第一道焊缝产生的几率最大
2)NG-SAW焊接设备的可靠性和产品化程度较高,国内也可自主 开发
直流正接窄间隙GMAW焊接简介
前苏联、哈尔滨锅炉厂和哈焊所、日本都通过实验证实在窄 间隙这一特殊环境中,直流正接电弧非常稳定,焊接时,坡 口侧壁也产生电弧,熔合较好,熔滴过渡由滴状变为喷射过 渡,形成凹形焊缝,成型良好,结晶裂纹倾向小,焊丝熔化 速度快,生产率比反极性提高50%。
直流反接在侧壁产生电弧时焊接将无法进行:电弧自身调 节作用丧失。这也是窄间隙焊接对焊丝对中要求高的原因。
各种NG-GMAW焊接方式的优缺点
麻花形焊丝 折曲式送丝:导电嘴易磨损,焊丝材质太硬或焊丝本身如果存在死结, 会造成焊丝的不规则摆动,容易引起未融合及缺陷;
偏心低速旋转 :导电嘴磨损大,传动齿轮容易磨损而造成转动失稳,电极接入 困难;
NG-TIG:焊缝质量好,但效率低,主要用于不锈 钢等特殊材料或进行打底焊,大约占10%
NG-MAW和窄间隙电渣焊:应用较少
NG-GMAW+药芯焊丝:小规范下短路过渡,飞溅小, 成形好,但清渣困难,研究热点值得关注
特殊的窄间隙焊接:激光焊接、电子束焊接
窄间隙焊接的特征: (1)多数采用Ⅰ形坡口或坡口角度很小(0.5-7o)的U、
直流正极性窄间隙焊接,可以进行常规焊接,也可以利用焊 丝刚度较大的特点,,但近适用于40mm以下低合金钢,且 仅适用于平焊。焊接时为保持稳定,导电嘴应随焊道升高而 升高(干伸长不变),而气体喷嘴必须保持高度,保证保护 效果。 正极性窄间隙焊接最佳规范参数很窄,也不适用盖面焊道。
窄间隙焊接
一.什么是窄间隙焊接
1963年在“铁时代”杂志上首先由美国巴特尔研究所提 出,顾名思义就是焊接时坡口间隙比常规焊接要窄
多窄才算做窄间隙呢? 日本压力容器研究委员会施工分会第八专门委员会:板厚 大于30mm以上,以小于板厚的间隙进行焊接,一般而 言板厚小于200mm时,间隙小于20mm,板厚超过 200mm时,间隙小于30mm。 对于常规厚板(30 mm左右)坡口尺寸8mm以下为窄间隙,5mm以下为超 窄间隙。
注意:窄间隙焊接不是一种常规意义 上的焊接方法,而是一种焊接方式, 是利用了现有的弧焊方法的一种特别 技术
多种焊接方法都可用窄间隙焊接 (NG:Narrow Gap) NG-SAW:考虑脱渣,已成熟,但不适于全位置焊 NG-GMAW(MAG、CO2):适于全位置焊,但要解决飞溅和 侧壁熔合问题(特别是横焊时),工艺规范区间较窄 这两种方法占窄间隙焊接总量的60%以上
0.9-1.2mm,单根焊丝线能量小于6KJ/cm,为提高生产率 多用双丝或多丝焊接,焊丝间距300mm以上。适用于大厚 度高强钢、高合金钢、及热敏感材料。 粗丝大电流窄间隙焊接:高热输入窄间隙焊接,焊丝直径 2.5-4.8mm,可进一步提高生产率 ,但电流过大易产生 “梨形熔深”导致裂纹,多采用脉冲电流或直流正极性焊 接法。
V形坡口; (2)多层焊接; (3)自上而下的各层焊道数目相同(通常为1或2道); (4)采用小或中等线能量进行焊接。
二.窄间隙焊接的优点和不足
窄间隙焊接的优点:
坡口断面积小
减少焊接时间,填充材 料少,能耗低,降低成本, 效率高
焊接线能量小
HAZ区小,组织细小,改 善接头韧性,机械性能优 良,焊接残余应力、变形小
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