摘 要:通過對低溫環(huán)境條件下管道焊接施工措施的研究,并經(jīng)工程實驗,得出在低溫環(huán)境條件下,影響焊接質(zhì)量的因素更多的在于施工機具、焊接設(shè)備的適應(yīng)性、焊工勞動防護措施的保暖性和輕便性等因素。
關(guān)鍵詞:低溫焊接;預(yù)熱溫度;焊后保溫
隨著焊接環(huán)境溫度的降低,焊縫金屬的硬度值增大。采取有效的預(yù)熱、層間溫度和焊后緩冷措施以降低焊縫金屬的冷卻速度,從而改善焊縫金屬的硬度值。熱溫度不足的情況下,根焊縫產(chǎn)生裂紋的傾向性增加,但增加預(yù)熱溫度和改進預(yù)熱方式,可明顯提高焊縫質(zhì)量。創(chuàng)造適合的施工環(huán)境和焊接條件,保證焊工勞動防護措施的保暖性和輕便性,焊接過程中使用自制的可移動式保溫防風(fēng)棚和管端封堵器等。
1.低溫焊接時的施工工藝
由于是在低溫環(huán)境中進行焊接作業(yè),所以為了更好的完成焊接任務(wù),應(yīng)該盡量選取氫含量較低的焊接材料,并且對焊接材料進行必要的烘焙以及保溫措施。為了達到盡量減少熱量的損失,可以在進行焊接作業(yè)的地方構(gòu)建相應(yīng)的保護房,從而形成相對密閉的空間。如果條件不允許構(gòu)建防護房,也可以采取其他一些措施來起到防護熱量損失的作用。在進行一些氣體保護焊接操作時,氣瓶也要進行必要的保溫措施。預(yù)熱和層間溫度。相比較于常溫條件下的焊接預(yù)熱,低溫焊接時的預(yù)熱溫度要稍高,并且需要預(yù)熱的區(qū)域范圍較大,通常情況下是焊接點周圍大于等于兩倍鋼厚度的范圍,并且這一范圍不小于100mm。焊接層的溫度通常要高于預(yù)熱溫度,或者是不低于相應(yīng)規(guī)定中的最低溫度20℃,二者之間取較高溫度者;采用合理的焊接方法。盡量使用窄擺幅,多層多道焊,嚴格控制層間溫度;焊接后熱及保溫。焊接后及時對焊接接頭進行后熱保溫處理。利于擴散氫氣的逸出,防止因冷速過快而引起的冷裂紋,同時適當?shù)暮鬅釡囟冗可以適當降低預(yù)熱溫度。
2.鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工技術(shù)
2.1焊接施工流程
施焊人員必須要熟悉圖紙,做好焊接工藝技術(shù)交底,確保施焊人員執(zhí)證上崗,明確焊工的焊接任務(wù),然后進行現(xiàn)場驗電,預(yù)熱,后熱溫度試驗確定等作業(yè)準備。然后選擇合適的焊接工藝以及合適的焊接參數(shù),并通過焊接實驗驗證。焊接工作開始,對焊口進行清理,檢查坡口等是否符合要求,檢查定位焊是否牢固,焊縫周圍是否有油污和銹污。對焊材進行預(yù)熱和保溫,然后按照既定的焊接參數(shù)進行焊接,焊接完成后,對焊縫周圍進行清渣處理,做好焊后保溫工作,焊接完成。
2.2焊材的選擇和與鋼材的匹配
與鋼材的規(guī)定最低標準相比,焊材的金屬強度,堅韌性,可塑性都要明顯高于鋼材本身,而且,在焊接接頭的地方,各種基本性能指標都要與鋼材規(guī)定的最低標準等同或比之更高;要保證焊縫的可塑性,鋼材較厚時,要根據(jù)厚度選擇合的焊材;選擇合適韌性的焊材,韌性好的焊材可以提高焊縫和熱影響區(qū)的韌性,使之能夠滿足鋼結(jié)構(gòu)的受力要求。
2.3焊接質(zhì)量控制
對輸入的熱和焊接冷卻速度進行控制:通過控制焊接電壓,焊接電流,接速度以及熔融金屬的冷卻速度等來對焊接質(zhì)量進行控制?刂坪缚p內(nèi)元素組成進行控制:選擇高質(zhì)量的焊材,操作人員高超的操作手法和技巧,保證焊縫外觀質(zhì)量。選擇能量密度高的,輸入熱量低的焊接方法,對焊接應(yīng)力與變形進行控制。從鋼材料的出發(fā),考量各項技能的標準要求,選擇合適的焊材以及評估焊接質(zhì)量的試驗方法,得出適合生產(chǎn)的焊接工藝,在焊接時,注意層間溫度的控制,防止出現(xiàn)焊接接頭弱化的現(xiàn)象?傊,盡量在最低成本的原則下,完成高質(zhì)量的焊接任務(wù)。焊工須持雙證上崗,即安全上崗證、焊工合格證。且具有相應(yīng)的施焊資歷。
3.高強鋼焊接的施工工藝
3.1焊接材料的選擇及匹配
強節(jié)點弱桿件,即與母材規(guī)定的最低標準相比,焊接材料熔敷金屬在強度、韌性、塑性等方面要明顯高于標準;并且焊接接頭位置的各種基本的性能指標至少要與母材料規(guī)定的最低標準相匹配;在進行厚板焊接時,應(yīng)該根據(jù)厚度效應(yīng)后的強度來選擇適當?shù)暮覆,通常當?jié)點的拘束度比較大的時候,可以在1/4 板厚以后選擇強度稍低的焊材;對焊材韌性的選擇是一項非常重要的工作,好韌性的焊材能夠使焊縫以及熱影響區(qū)的韌性滿足鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)定標準。比如在焊接無裂紋鋼種的時候,可以選取低H 或者超低H 的焊接材料,同時,在鋼板厚度低于50mm 或者溫度在0℃以上的時候,可以不對鋼結(jié)構(gòu)進行預(yù)熱。這一方法的明顯優(yōu)勢就是它的力學(xué)指標突出,尤其是在區(qū)強比的沖擊性能方面更顯優(yōu)越。
3.2確定最低預(yù)熱溫度的常用方法
通過裂紋實驗來進行控制,即通過進行斜Y 坡口試樣抗裂方面的試驗對最低的預(yù)熱溫度進行確認;通過硬度控制預(yù)熱溫度,通常采用的方法是根據(jù)一定碳含量的鋼材,其不同板厚T 形接頭角焊縫熱影響區(qū)硬度達到350HV 對應(yīng)的冷卻速度(540℃時),查表確定焊接線能量;根據(jù)裂紋敏感指數(shù)、板厚范圍、拘束度等級、熔敷金屬擴散氫含量確定最低預(yù)熱溫度;根據(jù)接頭熱輸入、冷卻時間和鋼材的特定曲線□確定最低預(yù)熱溫度。
3.3對焊接質(zhì)量的控制方法
對熱輸入以及冷卻速度進行控制。此方法主要是通過對焊接時的電壓、電流以及焊接時的焊接速度和熔敷金屬在800℃~500℃區(qū)間內(nèi)的冷卻時間的控制,進而完成焊接質(zhì)量的控制;對焊縫中各種元素的質(zhì)量百分比進行必要的控制,主要是指碳、硫、磷、氫、氧等。為了達到這一目的,除了要選擇質(zhì)量優(yōu)越的低氫焊接材料外,還要求操作人員擁有較好的操作手法,從而對熔池金屬進行很好的保護;應(yīng)力與變形控制。選用高能量密度、低熱輸入的焊接方法。
4.結(jié)束語
最后得到適合于生產(chǎn)的焊接工藝,起到相應(yīng)的指導(dǎo)生產(chǎn)的要求。在進行這一鋼材的焊接時,為了避免其產(chǎn)生冷裂現(xiàn)象,應(yīng)該注意采取相應(yīng)的措施。同時為了出現(xiàn)接頭弱化的現(xiàn)象,焊接時應(yīng)該對層間溫度以及焊接線能量進行較為嚴格的篩選和控制。總的原則還是應(yīng)該在較低的成本下,盡可能完成高質(zhì)量的焊接任務(wù)。
參考文獻:
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