高效焊接方法 第一章 窄間隙焊接課件

1、高效焊接方法現(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第一章窄間隙焊接一.什么是窄間隙焊接1963年在“鐵時(shí)代”雜志上首先由美國(guó)巴特爾研究所提出，顧名思義就是焊接時(shí)坡口間隙比常規(guī)焊接要窄多窄才算做窄間隙呢？日本壓力容器研究委員會(huì)施工分會(huì)第八專門委員會(huì)：板厚大于mm以上，以小于板厚的間隙進(jìn)行焊接，一般而言板厚小于200mm時(shí)，間隙小于20mm，板厚超過200mm時(shí)，間隙小于30mm。 對(duì)于常規(guī)厚板（mm左右）坡口尺寸8mm以下為窄間隙，5mm以下為超窄間隙。注意：窄間隙焊接不是一種常規(guī)意義上的焊接方法，而是一種焊接方式，是利用了現(xiàn)有的弧焊方法的一種特別技術(shù)多種焊接方法都可用窄間隙焊接 (NG:Narrow

2、Gap) NG-SAW：考慮脫渣，已成熟，但不適于全位置焊 NG-GMAW（MAG、CO2）：適于全位置焊，但要解決飛濺和 側(cè)壁熔合問題（特別是橫焊時(shí)），工藝規(guī)范區(qū)間較窄 這兩種方法占窄間隙焊接總量的以上 NG-TIG：焊縫質(zhì)量好，但效率低，主要用于不銹鋼等特殊材料或進(jìn)行打底焊，大約占10 NG-MAW和窄間隙電渣焊：應(yīng)用較少 NG-GMAW藥芯焊絲：小規(guī)范下短路過渡，飛濺小，成形好，但清渣困難，研究熱點(diǎn)值得關(guān)注 特殊的窄間隙焊接：激光焊接、電子束焊接窄間隙焊接的優(yōu)點(diǎn)：坡口斷面積小減少焊接時(shí)間，填充材料少，能耗低，降低成本， 效率高焊接線能量小區(qū)小，組織細(xì)小，改 善接頭韌性，機(jī)械性能優(yōu) 良，焊

3、接殘余應(yīng)力、變形小二.窄間隙焊接的優(yōu)點(diǎn)和不足不足：在狹窄坡口內(nèi)的氣、絲、水、電的導(dǎo)入困難，焊槍復(fù)雜，加工精度高、難度大，通用性不強(qiáng)由于電弧軸向與側(cè)壁夾角很小，容易導(dǎo)致側(cè)壁未熔合，這是窄間隙焊接關(guān)鍵問題 焊絲對(duì)中要求高，對(duì)中不好，幾乎不能進(jìn)行焊接窄間隙焊縫往往由幾十層焊道形成，一層有缺陷，返修很困難焊接規(guī)范區(qū)間較窄，焊接過程抗干擾性差，飛濺對(duì)焊接過程影響嚴(yán)重 ；在側(cè)壁的拘束下容易產(chǎn)生熱裂紋，尤其是第一道焊縫產(chǎn)生的幾率最大直流正接窄間隙GMAW焊接簡(jiǎn)介 MIG直流正接？熔滴過渡不穩(wěn)定？ 前蘇聯(lián)、哈爾濱鍋爐廠和哈焊所、日本都通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)在窄間隙這一特殊環(huán)境中，直流正接電弧非常穩(wěn)定，焊接時(shí)，坡口側(cè)壁也

4、產(chǎn)生電弧，熔合較好，熔滴過渡由滴狀變?yōu)閲娚溥^渡，形成凹形焊縫，成型良好，結(jié)晶裂紋傾向小，焊絲熔化速度快，生產(chǎn)率比反極性提高50。 直流正極性窄間隙焊接，可以進(jìn)行常規(guī)焊接，也可以利用焊絲剛度較大的特點(diǎn)，僅將焊絲深入到窄間隙中去，而導(dǎo)電嘴并不深入到窄間隙中去，但近適用于40mm以下低合金鋼，且僅適用于平焊。焊接時(shí)為保持穩(wěn)定，導(dǎo)電嘴應(yīng)隨焊道升高而升高（干伸長(zhǎng)不變），而氣體噴嘴必須保持高度，保證保護(hù)效果。 正極性窄間隙焊接最佳規(guī)范參數(shù)很窄，也不適用蓋面焊道。 直流反接在側(cè)壁產(chǎn)生電弧時(shí)焊接將無法進(jìn)行：電弧自身調(diào)節(jié)作用喪失。這也是窄間隙焊接對(duì)焊絲對(duì)中要求高的原因。各種NG-GMAW焊接方式的優(yōu)缺點(diǎn)麻花形焊

5、絲 折曲式送絲：導(dǎo)電嘴易磨損，焊絲材質(zhì)太硬或焊絲本身如果存在死結(jié)， 會(huì)造成焊絲的不規(guī)則擺動(dòng)，容易引起未融合及缺陷；偏心低速旋轉(zhuǎn) ：導(dǎo)電嘴磨損大，傳動(dòng)齒輪容易磨損而造成轉(zhuǎn)動(dòng)失穩(wěn)，電極接入 困難；雙絲或多絲： 焊槍特殊，坡口間隙大；旋轉(zhuǎn)射流過渡：工藝區(qū)間小，難以控制；磁控電弧擺動(dòng)：只適用于NG-TIG；電弧高速旋轉(zhuǎn)：焊槍相對(duì)簡(jiǎn)單小巧，工藝性好，是一種比較好的方式， 但焊絲對(duì)保護(hù)氣的擾動(dòng)較大，需兩重保護(hù)氣。焊鋼細(xì)絲小電流窄間隙焊接：低熱輸入窄間隙焊接，焊絲直徑0.9-1.2mm，單根焊絲線能量小于6KJ/cm，為提高生產(chǎn)率多用雙絲或多絲焊接，焊絲間距300mm以上。適用于大厚度高強(qiáng)鋼、高合金鋼、及熱

6、敏感材料。粗絲大電流窄間隙焊接：高熱輸入窄間隙焊接，焊絲直徑2.5-4.8mm，可進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，但電流過大易產(chǎn)生“梨形熔深”導(dǎo)致裂紋，多采用脈沖電流或直流正極性焊接法。兩種常用的窄間隙焊接形式坡口間隙5mm以下，當(dāng)間隙小于4mm時(shí)側(cè)壁熔合問題不突出優(yōu)點(diǎn)：坡口面積更小，單道焊接，效率更高，線能量更 低，熱影響區(qū)?。?mm）存在問題： 1. 氣、水、電的導(dǎo)入 2. 側(cè)壁打弧問題五.超窄間隙焊接簡(jiǎn)介1. 側(cè)壁貼焊劑片法：間隙3.5mm蘭州理工大學(xué)那冬雪等人開發(fā)，在坡口的兩側(cè)壁上貼覆焊劑片，焊劑片的成分主要以大理石和螢石為主，焊劑片熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性差，可以抑制電弧沿側(cè)壁攀升。但這種方法由于焊劑片的制造和貼覆不方便，且容易產(chǎn)生夾渣，氣孔，不適用于實(shí)際生產(chǎn)。思考題1.請(qǐng)用電弧自身固有的調(diào)節(jié)機(jī)制說明為什么窄間隙焊接時(shí) 對(duì)焊絲對(duì)中要求非常高？2.總結(jié)窄間隙焊接的特點(diǎn)，并與常規(guī)焊接進(jìn)行比較。3.窄間隙焊接存在的主要問題有哪些？怎樣解決？參考資料1.窄間隙焊接. 日焊接學(xué)會(huì)方法委員會(huì). 機(jī)械工業(yè)出 版社, 19882.項(xiàng) 峰，姚 舜.窄間隙焊接的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景. Welding Technology. Vol 30, No