焊接一般是指金屬的焊接。是通過加熱或加壓,或兩者同時并用,使兩個分離的物體產生原子間結合力而連接成一體的成形方法。焊接的種類很多,最常見的有手工電弧焊,二氧化碳氣體保護焊,氬弧焊,埋弧焊等等。
簡單來說電焊本質上是將焊材融化后填充到母材間隙中從而達到將母材連接起來的目的。因焊弧熱而熔化成池狀的母材部分就是熔池。
正因為焊接是將焊材熔化成液體再重新凝固的過程,所以它必然遵循流體力學的規律。液態金屬不流動、流動過快,流動方向偏差,冷卻過慢過快等等,焊接中的缺陷如未融合、未焊透,咬邊,焊瘤都與這個有關系。
很多新手在實際操作過程中會出現這樣那樣的問題,分不清?熔池?里?鐵水?與?熔渣?的?區別?,或者很多老師傅做十多年焊工了水平卻不見見長,往往就是因為他們只注重于焊接電流調節、焊接角度、運條方式等層面,知其然而不知其所以然,沒有充分認識到焊接的本質,所以在遇到問題時不知道該怎么解決,水平難以提高。
下面說幾個常見問題:
比如運條方法很多種,月牙形,三角形,圓圈形,而月牙形又可以分為正月牙形,反月牙形,三角形分正三角形、斜三角形,我們該如何選擇適合的運條方式。這是很多新手迷茫的問題。
上面說過,固態金屬在受熱變成液體后同樣遵循流體力學的規律,比如在立焊時鐵水會下墜,為了延緩下墜我們除了焊條角度焊條與焊縫的夾角應保持80~90度托住鐵水外還應該引導鐵水盡量多流動更長的距離,好比蜿蜒曲折的河流總比一瀉千里的河水流速更慢。于是就有了各種運條方式。明白這點我們甚至可以創造屬于自己隨心所欲的運條方式。比如在焊接超厚板材立焊時來個長方形運條方式,三叉戟方式,特別狹窄空間夾角平焊用十字形運條方式,別疑問,這些都是書本和培訓學校上沒有的方式,都經過實戰中RT和UT檢測通過的。
在傾斜的爬坡位置焊接時鐵水的流動方向尤其重要,應該選擇合適的運條方式引導鐵水的流動,對于那些不知道選擇正月牙形運條還是反月牙形運條方式的人來說看到這里應該就明白了。選擇錯誤焊起來會非常別扭且成形難看。
延緩熔池的冷卻速度,可以得到光滑細膩的焊接表面,選擇合適的運條方式,比如厚板焊接圓圈形運條方法來達到焊透同時紋理細膩的目的。而薄板焊接或打底焊接時可以采用直線往復運條手法從而防止溫度過高燒穿。
咬邊是新手容易犯的錯誤。產生咬邊的原因很多,新手運條不穩定容易產生咬邊,而對于老師傅來說往往是電流過大,熔池溫度過高,兩邊停留時間過短導致的。在焊接時眼睛要仔細觀察熔池,判斷電流大小,觀察坡口兩側的熔化情況,焊條或焊絲在兩側多做停留或者通過合適運條方式讓鐵水從上流動到咬邊位置直至填滿,同時嚴密注意熔池里余高與母材的關系,這需要很好的經驗。
在海洋工程、船舶、核電等方面焊接要求做射線檢測(RT)、超聲探傷(UT),是非常普遍的,焊接的檢測技術各種各樣,這就要求我們在焊接過程中不光是要表面好看,而且要里面要焊透,要完全融合好,很多老師傅也免不了陰溝里翻船,這就對我們觀察熔池的情況提出了更高的要求。但是只要膽大心細,選擇合適的焊接方法,每一次運條確切觀察到焊材與母材完全熔透了,就能焊出合格的焊縫。而對于需要做折彎等破壞性試驗的焊接項目,除了焊透之外特別需要對每一層焊接厚度、寬度、層間溫度等高度重視。
說到氣孔缺陷,同樣繞不開熔池這個核心,由于雜質,空氣侵入而導致的氣孔,事實上但并不是所有氣孔都會形成明顯缺陷,只有那些在熔池中來不及逃逸出表面的氣孔才會形成缺陷。所以除了清理干凈工件表面,隔絕空氣,增加保護氣體外,我們也可以延緩熔池的冷卻速度來減少氣孔的產生,有經驗的師傅在實際生產中通過運條等方式甚至可以熔化一些小的氣體缺陷。當然大的缺陷需要氣刨等打磨的方法來處理。
焊瘤多出現在立焊、仰焊等位置,它的形成往往是電流過大,熔池溫度過高,運條不穩定造成的,碰到這種情況就要適當地調小電流,通過運條控制熔池溫度,壓低電弧,當發現熔池鼓起來有產生焊瘤的苗條時就要及時熄弧使熔池溫度冷卻一點,或者將焊條運條到坡口邊緣多做停留,或者挑弧,這樣做的目的都是使熔池溫度降低,有經驗的師傅甚至可以運用運條方式消除部分初始焊瘤缺陷而不必停留。
不銹鋼材質焊接時很容易出現焊瘤的情況,這是由于不銹鋼導熱系數比碳鋼低,冷卻速度比碳鋼慢,連續施焊很容易導致熱量堆積,導致熔池溫度上升太快,我們在焊接時可以采用小電流連續焊接,甚至可以用熄弧焊接方法一樣得到均勻美觀的焊縫。
碰到大的焊接間隙可以通過小電流層層堆焊的方法來減少坡口間隙,然后就可以正常焊接了。
在建筑工地、小作坊等場所焊接材料往往不會嚴格按照規范打磨除銹,加熱等預處理,焊接時可以利用電弧除去水汽,“清洗”表面鐵銹氧化,同時加熱工件表面來達到提高焊接性能的目的。當然作為一個合格的焊工應該遵守職業道德,嚴格執行焊接工藝要求。
我們平時在工作中經常會遇到各種問題,理解了電焊的本質后就可以多動動腦子想想怎么解決,靈活運用,提高自己的焊接水平。