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结构件焊接失效与预防措施(2)

2008-01-18   中国金属加工在线(mw1950.com)

    二、防止措施

    在工艺的制定上如何才能防止焊接失效的发生, 是分析解决问题的关键, 这就需要从以下几个方面综合考虑:

    ( 1) 根据结构的设计和使用要求( 如承受静、动载荷, 交变载荷、冲击载荷等) , 正确选取材料。材料的选择不仅是工艺技术问题, 同样也是一个经济效益问题。选用过高的材质经济上不合理, 而选用材质过低, 则会降低使用寿命, 增加了焊接失效的隐患。在煤矿机械制造业, 常用钢材一般为Q235 ( A3) Q345 ( 16Mn) 和近几年才发展应用起来的高强板( WH、QJ) 等系列和( NM) 系列的耐磨板。为保证焊接性能, 上述钢材中Ceg 均应< 0. 45 % , S、P 含量( 质量分数) 不能高于0. 04 % 。

    ( 2) 钢材从进货到投入生产使用, 都要进行严格的进厂检验, 以保证化学成分和力学性能指标符合国家标准规定。另外, 新品种钢材的采购, 要先进行小批量试验和焊接工艺性能试验, 以确定其工艺性能和焊接性好坏, 做出试验结论, 才能决定是否大批量投入使用。材质检验分宏观和微观两种: 宏观检查是用肉眼或放大镜进行外观检查:微观检查主要采用无损探伤、金相切片低倍组织检验等手段, 目的是提前发现材料有无裂纹、夹层、撕裂等缺陷。对于铸钢件, 要严格检验其随炉试棒的各项化学成分及力学性能, 以确定是否符合材料性能要求。

    ( 3) 在结构设计时, 要尽量减少过大的刚度及应力集中现象出现, 如在设计时防止焊缝分布过分密集, 尽量消除有可能产生应力集中的部位:对部件连接部位,要尽量避开结构上应力最大处, 有利于控制焊后变形,提高构件强度。另外, 根据其结构的使用和受力状况,分清其焊道是工作焊缝还是联系焊缝, 合理地设计焊缝的分布、焊道几何尺寸及焊脚高度, 同时还要考虑焊接的经济性。

    在一般情况下, 人们认为受力大的构件, 为了牢固, 焊脚尺寸越大则强度越高, 其实这是一种误解, 正确的原则是在满足焊缝金属强度的基本要求下, 应尽量减少填充金属的用量, 这与结构件设计和焊接工艺设计人员对结构的受力计算, 选用焊接方法和形式有着密切的关系, 这是保证获得优良焊接接头的先决条件。实践证明, 接头设计的合理, 既能保证其强度, 又体现了经济价值。

    ( 4) 正确选择焊接规范, 是保证焊接质量和生产率的关键。在焊接生产中, 配备相应的焊接辅助装置, 如定位夹紧装置、翻转胎、焊接变位器等, 利用胎具可保证组装点对精度的要求, 方便地得到恰当的焊接位置,有利于大批量组织生产。加强对焊工的培训, 焊工技术水平高低将直接影响到焊缝的质量。制定焊接工艺要充分考虑原材料( 母材) 、设备、焊接材料( 填充材料) ,以及工人的技术水平、生产量大小、环境温度等各种因素, 选择合理焊接工艺。

    对一些淬硬倾向大, 高强度低合金钢的结构, 除了正确选择焊接参数和焊接材料外, 为避免产生热裂纹和冷裂纹, 应采取焊前预热、焊后缓冷措施。另外, 对环境温度的影响也要考虑, 冬季气候严寒, 材料在切割、焊接过程, 裂纹倾向增大, 需采取一定的预热和缓冷措施, 利用工艺手段, 改善焊接热循环的不良作用, 以保证得到优良的焊接接头, 只有这样才能减小或消除焊接结构件在使用中失效的隐患。最后, 对焊接接头一定要进行严格的检验, 主要利用射线探伤、超声波探伤、磁力探伤等无损检验方法,以便及早发现焊缝缺陷, 及时加以处理。

    三、结语

    钢结构件的焊接失效, 往往是在设备使用过程中出现, 一台设备中任意一个结构部件发生焊接失效开裂,都会影响整台设备的正常运转, 给企业造成不可估量的损失。

    目前, 国内外都在积极探索、研究预防和解决焊接失效问题的方法, 努力使焊接技术向自动化、智能化方向拓展, 但对常用的普通碳素钢和低合金结构钢构件来说, 掌握规律, 对现有的工艺技术不断改进提高, 减少此类问题的发生, 也是经济效益增长的一种必要手段。

    总之, 最重要的是立足于实践, 严格控制钢材的质量, 细化焊接结构设计, 通过焊接工艺的不断改进创新, 并吸收国内外先进焊接工艺技术, 防止和消除焊接接头失效产生的各种后果。

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关键词:焊接, | 作者 :

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