在焊接生产中,为了保证焊接质量,对于一些强度较高的钢,往往要采取适当的辅助工艺措施。具体措施如下。
预热温度、方法和用途见表1-17。
表1-17 预热温度、方法和用途
焊件的预热应根据工件的情况和环境灵活掌握。对于同一种钢材,环境温度不同其预热温度也有差别,具体的预热温度在材料焊接时详述。
焊接缺陷(裂纹)的出现,是与冷却速度直接相关的。对于某些材料,往往在焊后对工件进行适当加热,以降低其冷却速度。后热时,应控制每一次加热时工件的温度。
对于淬硬性较高的材料,焊接时会出现较多的淬硬组织和较大的焊接残余应力,从而增大冷裂倾向。为此,对于高强钢的重要焊接结构,往往需要在焊后进行局部或整体热处理。焊后热处理的方法有焊后正火、焊后高温回火、去应力退火、脱氢处理和水淬等。具体工艺见表1-18。
表1-18 焊后热处理工艺
不同材料的焊后热处理温度不同,如果选择不当,不但不会使焊件的性能提高,而且可能使力学性能和理化性能恶化,甚至会造成热处理缺陷。表1-19为各种材料的焊后热处理温度。
表1-19 各种材料的焊后热处理温度
焊接应力、变形和开裂等缺陷,严重影响焊接质量,表1-20所列为防止和减小焊接应力与变形的有关措施。
表1-20 防止和减小焊接应力与变形的有关措施
图1-1 大平面拼板的顺序
图1-2 压力机上用的压型上模的焊接顺序
图1-3 8~12mm的钢板对接时的反变法以防止角变形
图1-4 加临时支撑进行刚性固定
图1-5 用压铁进行刚性固定防止波浪变形
图1-6 散热法
图1-7 交叉焊缝的焊接顺序
图1-8 加热“减应区”法
焊前热处理的目的是为了消除工件的硬度和化学不均匀性。对于一些淬火钢,焊前应进行退火或正火。
焊接奥氏体不锈钢,容易产生抗晶间腐蚀能力下降的问题,即晶间因产生碳化铬使其铬含量低于12%,通过固溶处理,可以使碳化铬分解,并使碳和铬都固溶到钢中,使其恢复抗腐蚀能力。
固溶处理是将焊后的不锈钢焊件加热至1000~1150℃,保温一段时间,使碳完全溶解在奥氏体中,然后使其快速(水中)冷却的工艺。保温时间根据焊件厚度确定,工件越厚,保温时间越长,保温时间按2min/mm计算。此工艺只用于不锈钢和奥氏体耐热钢焊件。
为了改善熔合区的韧性和抗裂性,特别是对于可能产生一定硬化倾向的低合金高强钢,同时也为了消除可能的应力集中根源(咬边缺陷等),有关资料推荐在熔合线表面焊接一道焊道,称为ACI焊道(AntiCrackInitiatingBead),如图1-9所示。ACI焊道对前一焊道也有退火作用。
图1-9 ACI焊道的运用
1—焊缝;2—热影响区;3—ACI焊道