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焊接加工,也稱作熔接、镕接,是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術(shù)。
焊接藝術(shù)語言是獨特的。只有通過焊接的方式才會產(chǎn)生這些藝術(shù)語言。選擇坡口形式時,除保證焊透外還應考慮施焊方便,填充金屬量少,焊接變形小和坡口加工費用低等因素。焊接藝術(shù)作品的表面效果是其它金屬加工工藝無法或者很難實現(xiàn)的,因而說焊接藝術(shù)具有獨特的藝術(shù)性。選用不同的金屬材料,使用不同的焊接工藝,焊接的藝術(shù)性可以在不同的金屬藝術(shù)形式中發(fā)揮得淋漓盡致。
焊接厚度不同的兩塊鋼板,在對接時,為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接,常優(yōu)先采用對接接頭的焊接。
要確定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊等等,焊接方法的種類非常多,只能根據(jù)具體情況選擇。從焊接工藝的牢固性來看,這顯然不僅僅是出于對雕塑結(jié)實程度的考慮,在這件雕塑中,下部幾條扭曲的焊縫已經(jīng)作為雕塑整體審美的一個重要因素而成為其不可缺少的一部分。確定焊接方法后,再制定焊接工藝參數(shù),焊接工藝參數(shù)的種類各不相同,如手弧焊主要包括:焊條型號(或牌號)、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數(shù)、道數(shù)、檢驗方法等。
焊接采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。發(fā)展聯(lián)合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合,可以制成大型、經(jīng)濟合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu),經(jīng)濟效益很高。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫,這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中;焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。角接頭承載能力低,一般不單獨使用,只有在焊透時,或在內(nèi)外均有角焊縫時才有所改善,多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。
焊接原理
預熱。
預熱能降低焊后冷卻速度 ,有利于降低中碳鋼熱影響區(qū)的高硬度,防止產(chǎn)生冷裂紋,這是焊接中碳鋼的主要工藝措施。預熱還能改善接頭塑性,減小焊后殘余應力。由于母材熔化到一層焊縫金屬中的比例高達30%左右,所以一層焊縫焊接時,應盡量采用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深,也就是我們通常說的灼傷(電流過大時母材被燒)。通常,35和45鋼的預熱溫度為150~250℃。含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高至250~400℃。若焊件太大,整體預熱有困難時,可進行局部預熱,局部預熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150~200mm。
焊條條件。
許可時優(yōu)先選用酸性焊條。
坡口形式。
將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產(chǎn)生。
工藝參數(shù)。
由于母材熔化到一層焊縫金屬中的比例高達30%左右,所以一層焊縫焊接時,應盡量采用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深,也就是我們通常說的灼傷(電流過大時母材被燒)。
熱處理。
焊后應在200-350℃下保溫2-6小時,進一步減緩冷卻速度,增加塑性、韌性,并減小淬硬傾向,消除接頭內(nèi)的擴散氫。所以,焊接時不能在過冷的環(huán)境或雨中進行。焊后對焊件立即進行消除應力熱處理,特別是對于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴厲條件下(動載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應如此。焊后對焊件立即進行消除應力熱處理,特別是對于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴厲條件下(動載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應如此。焊后消除應力的回火溫度為600~650℃,保溫1-2h,然后隨爐冷卻。若焊后不能進行消除應力熱處理,應立即進行后熱處理。