焊前预热
预热主要是减缓焊后的冷却速度,有利于焊缝金属中扩散氢的逸出,减少焊缝及热影响区的淬硬程度,降低焊接应力和焊接结构的拘束度,提高焊接接头的抗裂性。装配定位焊时使用氧火焰加热,而焊接时必须采用电加热器加热,陶质焊接垫片,注重预热效果,尽量采用陶质或防火岩棉的加热片。
预热温度应在100~200℃的区间,预热在坡口两侧200mm范围内,加热应缓慢进行,速度60~100℃/h,即铸钢件预热时间不得小于1 小时。测量温度应距焊缝中心75mm处,有条件的情况下尽量测量预热的背面,电加热器必须派专人接线、使用、维修、保养,注意使用过程中的安全,预防触电和。
生产成本一般,使用陶瓷衬垫免清根工艺的费用约为碳弧气刨清根费用的50%。并且而每米熔透焊缝清根工序需要比免清根工艺多付出约0.5个工时。以一个年产4 万t 的中型钢结构企业为例,每年焊接的一级和二级探伤熔透焊缝均达数万米以上。以25 000 m 此类焊缝计算,使用陶瓷衬垫可以节省约12 500 个工时。
环境传统的碳弧气刨反面清根工艺,因为需要使用碳弧气刨对焊缝反面实施清根操作,会产生大量污染环境,作业过程中还会产生极大的噪声和弧光,附带造成噪声污染和光污染。而陶瓷衬垫免清根工艺,省掉了碳弧气刨清根工序,上述、弧光和噪声污染问题得到了解决,能使钢结构加工车间内操作微环境得到极大改善。综上,新的焊接工艺在焊缝内在质量、外观质量、成本、环保方面极大优势。陶瓷衬垫免清根工艺,具有在绿色建筑钢结构制造行业大力推广和应用的价值。
焊接过程控制
为确保焊接质量的可追溯性,采用点温测量仪实时记录温度的变化,当不断填充焊接时,试样在空气中降温速度也逐渐放缓。在填充第5道焊缝后,焊接垫片,立即测量,在焊缝熔合线处温度达到值,焊后4分钟(清理焊道药渣时间),再次测量,发现在热影响区,焊接垫片批发,距焊缝10~30mm之间温度场达到值,温度通过热传递现象,点在慢慢向外围扩散,
经不断试验发现,当焊缝层间温度处150~ 250℃的区间,符合船舶铸钢焊接工艺。当不考虑热影响区的温度继续焊接后,经做弯曲试验,发现在母材热影响区试样直接断裂,出现母材脆化现象。当通过控制母材热影响区的温度,使之处于150~200℃区间焊接后,经弯曲试验,未出现母材脆化。拉伸、冲击也符合船舶建造工艺要求。
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