連續焊縫

連續焊縫

連續焊縫是指沿焊件接頭全長連續焊接的焊縫,縫焊是用一對滾盤電極代替點焊的圓柱形電極,與工件作相對運動,從而產生一個個熔核相互搭疊的密封焊縫的焊接方法。

簡介

焊件裝配成搭接或對接接頭並置於兩滾輪電極之間,滾輪加壓焊件並轉動,連續或斷續送電,形成一條連續焊縫的電阻焊方法。

縫焊廣泛套用於油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機和汽車油箱,以及噴氣發動機、火箭、飛彈中密封容器的薄板焊接。

類型

縫焊電極

縫焊用的電極是圓形的滾盤,滾盤的直徑一般為50-600mm,常用的直徑為180-250mm。滾盤厚度為10-20mm。接觸表面形狀有圓柱面和球面兩種,個別情況下採用圓錐面(如圖12-1)。圓柱面滾盤除雙側倒角的形式外,還可以做成單測倒角的形式,以適應折邊接頭的縫焊。接觸表面寬度ω視工件厚度不同為3-10mm,球面半徑R為25-200mm。圓柱面滾盤廣泛用於焊接各種鋼和高溫合金,球面滾盤因易於散熱、壓痕過渡均勻,常用於輕合金的焊接。

滾盤通常採用外部冷卻方式。焊接有色金屬和不鏽鋼時,用清潔的自來水即可,焊接一般鋼時,為防止生鏽,常用含5%硼砂的水溶液冷卻。滾盤有時也採用內部循環水冷卻,特別是焊接鋁合金的焊機,但其構造要複雜得多。

縫焊方法

按滾盤轉動與饋電方式分,縫焊可分為連續縫焊、斷續縫焊和步進縫焊。

連續縫焊時,滾盤連續轉動,電流不斷通過工件。這種方法易使工件表面過熱,電極磨損嚴重,因而很少使用。但在高速縫焊時(4-15m/min)50Hz交流電的每半周將形成一個焊點,交流電過零時相當於休止時間,這又近似於下述的斷續縫焊,因而在制缸、制桶工業中獲得套用。

斷續縫焊時,滾盤連續轉動,電流斷續通過工件,形成的焊縫由彼此搭迭的熔核組成。由於電流斷續通過,在休止時間內,滾盤和工件得以冷卻,因而可以提高滾盤壽命、減小熱影響區寬度和工件變形,獲得較優的焊接質量。這種方法已被廣泛套用於1.5mm以下的各種鋼、高溫合金和鈦合金的縫焊。斷續縫焊時,由於滾盤不斷離開焊接區,熔核在壓力減小的情況下結晶,因此很容易產生表面過熱、縮孔和裂紋(如在焊接高溫合金時)。儘管在焊點搭疊量超過熔核長度50%時,後一點的熔化金屬可以填充前一點的縮孔,但最後一點的縮孔是難以避免的。不過目前國內研製的微機控制箱,能夠在焊縫收尾部分逐點減少焊接電流,從而解決了這一難題。

步進縫焊時,滾盤斷續轉動,電流在工件不動時通過工件,由於金屬的熔化和結晶均在滾盤不動時進行,改善了散熱和壓固條件,因而可以更有效地提高焊接質量,延長滾盤壽命。這種方法多於鋁、鎂合金的縫焊。用於縫焊高溫合金,也能有效地提高焊接質量,但因國內這種類型的交流焊機很少,因而未獲套用。當焊接硬鋁。以及厚度為4+4mm以上的各種金屬時,必須採用步進縫焊,以便形成每一個焊點時都能像點焊一樣施加鍛壓力,或同時採用暖冷脈衝。但後一種情況很少使用。

按接頭型式分,縫焊可分為搭接縫焊、壓平縫焊、墊箔對接縫焊、銅線電極縫焊等。

搭接縫焊同點焊一樣,搭接接頭可用一對滾盤或用一個滾盤和一根芯軸電極進行縫焊。接頭的最小搭接量與點焊相同。

連續角焊縫

連續角焊縫,將根部不焊透的J型坡口全部改成全焊透的D型坡口,並重新設計滿足要求的坡口型式,重新進行工藝評定,為了保證生產的順利進行,我們設計了新的內孔氬弧焊工裝,包括導電桿、導電嘴、外保護氣套、定位芯棒等工裝。

鍋筒是鍋爐產品中一個非常重要的部件,鍋筒的焊接質量歷來是各鍋爐廠家最為關心的,但以往大家一般主要將注意力集中在鍋筒的縱縫、環縫及集中下降管、給水管上,對於Φ133mm及Φ159mm引出管管座的焊接一直沒有引起足夠重視,但隨著用戶對管座焊接要求的不斷提高,鍋筒管座的焊接已成為鍋爐行業關注的焦點。
以往在220t/h、420t/h鍋筒的Φ133×12引出管管座焊接時,選用全焊透的結構型式,焊接採用內孔氬弧焊封底、手工電弧焊蓋面,焊後僅進行表面磁粉探傷,然而在採用超音波探傷檢查後,連續兩台產品的鍋筒管座角焊縫一次合格率低得實在確實令人難以接受,也立即引起了大家的高度重視,經過實物解剖的分析,發現鍋筒管座焊接缺陷主要分布在內孔氬弧封底焊根部和手工焊焊縫底部,大部分呈整圈分布,缺陷的性質為未焊透、夾渣和氣孔。
從目前生產情況來看,現有的設備,管座加工精度,焊接坡口的具體尺寸,焊工的操作技能等均不能滿足要求,因而焊接質量難以達到超音波探傷合格標準。根據前兩台鍋筒管座焊接的實際情況分析,我們發現由於管座的壁厚、橢圓度公差及管座的加工精度使得管座的鈍邊尺寸過大或不均勻,管座裝配時,由於沒有仔細控制又造成錯邊量過大,從而造成了管座根部內孔焊未焊透、焊穿,而管座底部的手工焊缺陷,則主要是由於坡口間距過小,造成焊工運條不當以及操作環境惡劣等因素引起。

管座焊接質量改進

編輯

1.改變設計坡口型式,完成焊接工藝評定
由於1000t/h和2000t/h鍋筒上Φ159×20管座的坡口型式全部採用從美國CE公司引進的根部不焊透的J型坡口,難於滿足超音波探傷的要求,我們根據220t/h、420t/h鍋筒的Φ133×12引出管管座焊接經驗,將根部不焊透的J型坡口全部改成全焊透的D型坡口,並重新設計滿足要求的坡口型式,重新進行工藝評定,為了保證生產的順利進行,我們設計了新的內孔氬弧焊工裝,包括導電桿、導電嘴、外保護氣套、定位芯棒等工裝。對焊接坡口也作了新的設計,為了檢驗重新設計的工裝及焊接坡口的合理性,工藝部門在生產車間的配合下先後製備了近百個管座試樣,邊焊邊調整規範參數及坡口型式的具體尺寸,邊焊邊總結經驗,在短時間內完成了試驗及工藝評定,滿足了生產的正常進行。

連續焊接

連續焊接是對焊縫要求的一種描述,是相對於點(固)焊、短段焊而言。也就是說一個焊點連一個焊點,中間沒有斷開,就是連續焊;如果焊縫是由一個一個分開的焊點連線,就稱為點焊;如果焊縫是由分開的一小段一小段連線的,就稱為分段焊或分散焊。

定義

編輯

連續焊接是對焊縫要求的一種描述,是相對於點(固)焊、短段焊而言。也就是說一個焊點連一個焊點,中間沒有斷開,就是連續焊;如果焊縫是由一個一個分開的焊點連線,就稱為點焊;如果焊縫是由分開的一小段一小段連線的,就稱為分段焊或分散焊。兩個零件連線後,會形成接縫。如果這個接縫從頭至尾都焊接,叫做連續焊。如果有規律的焊一截空一截,就是斷續焊。我們常見的工作焊縫(承受載荷的焊縫)都是要求連續焊接[1]。

常見焊接形式

編輯

常見焊接形式是指手工電弧焊的方法,就是我們平時看到的施工人員手拿一個焊槍的那一種。簡單的列出幾種:

點焊:在剛開始焊接時把零件固定好後用焊條在接觸縫上點幾處焊點,使零件簡單焊接在一起叫作點焊,這樣便於在繼續焊接時對焊接零件整形,但形狀位置不好友偏移時還可以重新敲開點焊。

滿焊:就是將準備焊在一起的2個工件的所有接觸的地方都進行熔焊。比如兩塊鋼板拼接,把一條焊縫全部焊滿就是滿焊,用於要求焊接強度較高的條件下。

花焊:在對連線強度要求不是太高的情況下,可以間斷地進行焊接,即焊一段、間隔一段,就是花焊。

堆焊:在一個零件受損後,這時可以不重新製造新的零件,對其進行焊接,在受損部位進行堆焊,受損部位過大了也可以通過缺口內加入填充材料(在不影響使用強度要求的情況下)的方法進行堆焊。

連續焊接

編輯

-冷拔生產精密焊管

連續焊接-冷拔生產精密焊管新技術,國外是從70年代發展起來的,其投資費用、工具費用比一般生產方式降低50%;場地面積減少60%;中途周轉時間節約60%;冷拔生產率增加25%;金屬消耗率可以從一般的5%下降到0.5%;用同一寬度的帶鋼可以生產多種直徑和截面形狀的成品管;更換規格和品種只需要更換拉模和夾鉗,所需時間很短;拉拔的減徑量可達30%以上。

在我國,由上鋼十廠、上海冶金設計研究院和上海冶金機械總廠聯合研製的連續焊接-冷拔聯合機組,經過3年多的努力,於1987年5月在上海通過了由冶金部主持的鑑定。這不僅是在我國焊管生產工藝技術上的創新,而且對提高經濟效益具有重要的現實意義。

生產實踐表明,連續焊接-冷拔聯合機組的現行工藝和設備是可行的。儘管尚存不足,但它把鋼管焊接、冷拔、矯直、剪下等工序集於一體,實現了連續化生產,這標誌著我國焊管技術有了新的發展。連續焊接-冷拔生產工藝及設備是根據國外先進技術研究,結合我國焊管生產實踐而自行研製成功的。隨著我國科學技術的發展和生產實踐的不斷豐富,這一新技術、新工藝將在焊管生產上得到廣泛的套用[2]。

雙層卷焊管

編輯

雙層卷焊管又叫邦迪管,是由發明者的邦迪命名,它是將鍍有焊接釺料(一般為鍍銅或合金)的冷軋帶鋼經過成型機組加工成型為雙層卷焊管的坯料,然後通過高溫加熱使層間釺料熔化而熔為一體,由於一般焊接鋼管是一條縱向焊縫而雙層卷焊管的焊接部位是360°的一個全圓,因此焊接部位的強度、密封性與無縫管相同,由於它採用了特殊焊接方法使成品呈現出完全退火狀態,不僅易於加工彎曲而且有優良的抗疲勞性、抗高壓、耐腐蝕等性能,是其它材料不能代替的小直徑薄壁管材,從一開始就被廣泛用於汽車、拖拉機的油管、剎車管上,現行國內外汽車剎車管標準均規定為必須採用雙層卷焊管或多層管,我國過去靠進口,近幾年開始實質性生產,由於它的投資少,經濟效益高,投資回收快而倍受重視,只是焊接方法不同而在外觀和生產能力上有所不同 。

焊接的主要原理是對管材加熱升溫到釺料熔點以上使其熔化後滲入管壁的各個部位,在冷卻後使兩層鐵皮結合成為一個堅固的整體。國內外廣泛使用的是爐內加熱法焊接,它占地面積大,投資大,焊前、焊後加工處理量大而受到限制,現在開始轉向在生產線上的連續焊接方法。

這種連續焊接方法也有幾種不同加工方法,如高頻加熱法和管材導電加熱法等,經過試驗可知高頻加熱法的加熱區太短,區間熱變形量大,容易發生擊穿而影響產品的內在與外觀質量,我們採用通電加熱並有相應保護方法而使質量達到了令人滿意的結果[3]。

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