影響電弧焊工藝生產(chǎn)不銹鋼焊管的穩(wěn)定性因素有哪些
電弧焊工藝生產(chǎn)不銹鋼焊管的穩(wěn)定性是指焊接電弧保持穩(wěn)定燃燒(不產(chǎn)生斷弧、漂移和偏吹等)的程度。電弧的穩(wěn)定燃燒是保證焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素,因此維持電弧燃燒的穩(wěn)定性是非常重要的。電弧不穩(wěn)定的原因除焊工操作技術(shù)不熟練外,還與下列因素有關(guān)。
1.焊接電源的影響
a. 焊接電源的特性
焊接電源的特性是指焊接電源是以哪種形式向電弧供電,如焊接電源的特性符合電弧燃燒的要求,則電弧燃燒穩(wěn)定;反之,則電弧燃燒不穩(wěn)定。
b. 焊接電源的空載電壓
具有較高空載電壓的焊接電源不僅引弧容易,而且電弧燃燒也穩(wěn)定。這是因?yàn)楹附与娫吹目蛰d電壓較高,電場(chǎng)作用強(qiáng),電場(chǎng)作用下的電離及電場(chǎng)發(fā)射就強(qiáng)烈,所以電弧燃燒穩(wěn)定。
2.焊接電流的影響
a. 焊接電流的種類
采用直流電源焊接時(shí),電弧燃燒比交流電源穩(wěn)定。這是因?yàn)椴捎媒涣麟娫春附訒r(shí),電弧的極性是周期性變化的,頻率為50Hz,就是每秒鐘內(nèi)電弧的燃燒和熄滅要重復(fù)100次,因此交流電源焊接時(shí)電弧沒有直流電源焊接時(shí)穩(wěn)定。
b. 焊接電流的大小
焊接不銹鋼管電流越大,電弧燃燒越穩(wěn)定。這是因?yàn)楹附与娏鞔?,電弧的溫度就增高,則電弧氣氛中的電離程度和熱發(fā)射作用就增強(qiáng),電弧燃燒就越穩(wěn)定。試驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果表明:隨著焊接電流的增大,電弧的引燃電壓隨之降低;隨著焊接電流的增大,自然斷弧的最大弧長(zhǎng)也增大。
3. 焊條藥皮的影響
焊條藥皮或焊劑中加入電離電位比較低的物質(zhì)(如K、Na、Ca的氧化物),能增加電弧氣氛中的帶電粒子,這樣就可提高氣體的導(dǎo)電性,從而提高電弧燃燒的穩(wěn)定性;如果焊條藥皮或焊劑中含有電離電位較高的氟化物( CaF2)及氯化物(KC1、NaCl)時(shí),由于它們較難電離,因而降低了電弧氣氛的電離程度,使電弧燃燒不穩(wěn)定。
4. 電弧長(zhǎng)度的影響
電弧的長(zhǎng)度對(duì)電弧穩(wěn)定性也有較大的影響,如果電弧太長(zhǎng),電弧就會(huì)發(fā)生劇烈擺動(dòng),從而破壞了焊接電弧的穩(wěn)定性,而且飛濺也增大。
5. 其他影響因素
焊接不銹鋼管處如有油漆、油脂、水分和銹層等存在時(shí),也會(huì)影響電弧燃燒的穩(wěn)定性,因此焊前做好不銹鋼焊接管表面的清理工作十分重要。焊條受潮或焊條藥皮脫落,也會(huì)造成電弧燃燒不穩(wěn)定。此外,風(fēng)大、氣流、電弧偏吹等均會(huì)造成電弧燃燒不穩(wěn)定。
6. 電弧偏吹
在不銹鋼焊管生產(chǎn)過程中,因氣流的干擾、磁場(chǎng)的作用或焊條偏心的影響,使電弧中心偏離電極軸線的現(xiàn)象稱為電弧偏吹。電弧偏吹現(xiàn)象會(huì)引起電弧強(qiáng)烈的擺動(dòng)甚至發(fā)生熄弧,不但使焊接過程發(fā)生困難,而且影響了焊縫成形和焊接質(zhì)量,因此焊接時(shí)應(yīng)盡量減少或防止電弧偏吹現(xiàn)象。
a. 電弧偏吹的產(chǎn)生原因
①. 焊條偏心度過大
焊條的偏心度是指焊條藥皮沿焊芯直徑方向偏心的程度。焊條偏心度過大時(shí),焊條藥皮厚薄不均勻,焊接時(shí)較厚的一邊熔化慢,較薄的一邊熔化快,迫使電弧向藥皮薄的方向偏吹。在焊接時(shí)遇到這種情況,通常采用調(diào)整焊條角度的方法來解決。
②. 電弧周圍氣流的干擾
電弧周圍氣體的流動(dòng)也會(huì)把電弧吹向一側(cè)而造成偏吹。造成電弧周圍氣體劇烈流動(dòng)的原因是多方面的,有時(shí)是大氣中的氣流影響,有時(shí)是熱對(duì)流的影響。例如:在露天大風(fēng)中操作或在狹窄焊縫處焊接時(shí),電弧偏吹情況嚴(yán)重,甚至使焊接不銹鋼管過程發(fā)生困難;在不銹鋼焊管焊接時(shí),易形成所謂穿堂風(fēng)而使電弧發(fā)生偏吹;在開坡口的第一層焊縫的焊接時(shí),如果接頭間隙較大,往往由于熱對(duì)流的影響也會(huì)使電弧發(fā)生偏吹現(xiàn)象。
③. 磁偏吹
焊接電弧是電極和熔池間的柔性氣體導(dǎo)體。焊接過程中,在電極和電弧周圍及被焊金屬中產(chǎn)生磁場(chǎng)。如果這些磁場(chǎng)不對(duì)稱地分布在電弧周圍,就會(huì)使電弧偏斜,使焊接過程發(fā)生困難,這種現(xiàn)象稱之為磁偏吹,如圖所示。磁偏吹易發(fā)生在采用直流焊機(jī)焊接且其電流大于300~400A和大零件(比較大的鐵磁物質(zhì))焊接的場(chǎng)合。焊接電流越大,磁偏吹的現(xiàn)象越嚴(yán)重。在焊接角焊縫過程中,當(dāng)焊接電弧靠近不銹鋼焊接管的另一金屬時(shí),由于金屬件的導(dǎo)磁性比空氣要好得多,因而改變了磁力線的分布,電弧將偏向此金屬,好像金屬件將電弧吸引過去一樣,如圖3 -5所示。圖3-6的偏吹是由于焊接電纜接到焊管的位置偏于一側(cè),產(chǎn)生了一定方向的磁偏吹。
在進(jìn)行大的結(jié)構(gòu)件焊接時(shí),磁偏吹主要來自不銹鋼焊接管的剩磁場(chǎng)。當(dāng)不銹鋼焊接管有較大的剩磁場(chǎng)時(shí),它與電弧磁場(chǎng)疊加,從而改變了電磁周圍磁場(chǎng)的均勻性,迫使電弧向磁場(chǎng)較弱一方偏移,形成磁偏吹。測(cè)試表明:當(dāng)焊接部位剩磁在以下時(shí),不會(huì)影響正常操作,磁偏吹較弱,此時(shí)將地線置于焊縫下方,同時(shí)將焊條順著磁偏吹方向傾斜一個(gè)角度即可維持焊接;當(dāng)焊接部位剩磁大于時(shí),磁偏吹較嚴(yán)重。
b. 電弧偏吹的防止
不銹鋼焊管生產(chǎn)時(shí)電弧偏吹會(huì)給焊接工作造成不少困難,還會(huì)產(chǎn)生使焊縫產(chǎn)生氣孔、未焊透和焊偏等缺陷。因此必須根據(jù)電弧偏吹的規(guī)律,采取相應(yīng)的措施加以克服或減少。常用的防止電弧偏吹的方法有:
①. 在焊條許可的情況下盡量使用交流電源焊接。
②. 在露天操作時(shí),如果有大風(fēng),則必須用擋板遮擋,對(duì)電弧進(jìn)行保護(hù)。在管子焊接時(shí),必須將管口堵住,以防止氣流對(duì)電弧的影響。
③. 在對(duì)不銹鋼焊管中間隙較大的對(duì)接焊縫時(shí),可在接縫下面加墊板,以防止熱對(duì)流引起的電弧偏吹。
④. 在焊縫兩端各加一小塊附加鋼板(引弧板及引出板),使電弧兩側(cè)的磁力線分布均勻并減少熱對(duì)流的影響,以減少電弧偏吹。
⑤. 采用短弧焊接。因?yàn)槎袒r(shí)電弧受氣流的影響較小,而且在產(chǎn)生磁偏吹時(shí),也能減小磁偏吹程度,因此采用短弧焊接是減少電弧偏吹的較好方法。
⑥. 在操作時(shí),適當(dāng)調(diào)整焊條角度,使焊條偏吹的方向轉(zhuǎn)向熔池,這種方法在實(shí)際工作中應(yīng)用的較為廣泛。
⑦. 適當(dāng)?shù)馗淖儾讳P鋼焊管上的接地線部位,盡可能使電弧周圍的磁力線分布均勻,如圖所示,圖中虛線表示克服磁偏吹的接線方法。
⑧. 采用小電流焊接對(duì)克服磁偏吹也能起一定的作用。
本文標(biāo)簽:不銹鋼焊管生產(chǎn)
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