焊接方法应适合母材的性能和接头的施焊位置,应通过试验确定所选择的焊接方法是否合适。适合于车间里施焊的焊接方法可能不适合于现场焊接。母材金属(例如表面状况)、焊接方法和焊接材料(即焊条、焊丝、焊剂和气体等)都对焊接接头的显微组织有影响。焊接材料的少许变化可能会导致焊缝金属性能和焊接质量的很大变化。焊接方法和焊前或焊后的任何冷、热加工,对焊接接头的力学性能会带来不可忽略的影响。焊接时的热量输入和温度梯度是必须考虑的重要因素。
1. 焊接方法的选择
选择焊接方法应在保证焊接产品质量优良可靠的前提下,有良好的经济效益,即生产率高、成本低、劳动条件好、综合性能指标高。选择焊接方法应考虑下列因素:
①. 产品结构类型
结构件焊缝长,宜选用埋弧自动焊,其中短焊缝、打底焊缝宜选用焊条电弧焊。对于机械部件产品,一般焊缝不会太长,可根据精度的不同要求,选用不同的焊接方法。一般精度和厚度的零件多用气体保护焊,重型件用电渣焊、气电焊,薄件用电阻焊。圆断面工件可选用摩擦焊,精度高的焊件可选用电子束焊。半成品件的焊缝如比较规则、又属于批量生产,可选用易于机械化、自动化的埋弧自动焊、气体保护焊、高频焊等。微电子器件接头往往要求密封、导电、精确,常选用电子束焊、激光焊、超声波焊、扩散焊及钎焊等方法。
②. 母材性能
母材的物理化学、力学、冶金性能不同,将直接影响焊接方法的选择。热传导快的金属应选用热输入较大、焊透能力强的焊接方法;电阻率大的金属宜选用电阻焊;热敏感材料应选用激光焊、超声波焊等热输入较小的焊接方法。
③. 工件厚度
由于不同焊接方法的热源各异,因而各有最适合焊接厚度范围,在指定的范围内,容易保证焊接质量并获得较高的生产率。
④. 接头形状
接头形状和位置是根据产品使用要求和母材厚度、形状、性能等因素设计的,产品结构不同,接头位置可能需要平焊、立焊、横焊、仰焊、全位置焊等。这些因素都影响焊接方法的选择。
对接接头适宜多种焊接方法。平焊是最易施焊的位置,适宜多种焊接方法,可选用生产率高、质量好的焊接方法,如埋弧焊、熔化极气体保护焊等。
⑤. 生产条件
技术水平、生产设备和材料消耗均影响焊接方法的选用。在满足生产需要的情况下,应尽量选用要求技术水平低、生产设备简单、便宜和材料消耗少的焊接方法,以便提高经济效益。
2. 焊接施工的控制
为了保证焊接质量,必须在正确的焊接工艺条件下由熟练的操作者施焊。完善的焊接工艺评定和正确的材料选择,为保证锅炉、压力容器质量打下了基础。但还必须有正确的焊接工艺规程、熟练的操作者和严格的生产管理,才能使焊接质量达到最佳水平。
正确的焊接结构设计、合理的焊接工艺及可靠的焊接工艺评定,都要通过施工来实现。因此要求施工者严格执行焊接工艺规程,以便保证焊接质量。焊接施工时应注意以下几方面。
①. 焊接材料
为确保焊接质量,焊条在使用前应进行烘干(焊条说明书申明不需或不能进行烘干的焊条例外)。通过烘干,可去除焊条药皮的吸附水分,脱水量主要取决于烘干温度及时间。一般焊条烘干不能超过3次,以免药皮变质及开裂而影响焊接质量。不同类型焊条的烘干温度不同,为保证质量,焊条烘干温度可偏高一些,但不能无限增加。
供干后的焊条最好放在焊条保温筒内,一般应随烘随用,以免再次受潮。在露天大气中存放的时间,对于低氢型焊条,一般不超过4~8h.经过烘干的焊条超过一定时间后,必须在使用前进行再次烘干,以便保证焊接质量。
②. 施悍因素的控制
焊接施工条件是建立在焊接工艺评定和工艺规程基础上的,它主要与材质、结构形式、接头形式、坡口形式、焊接位置、环境条件、作业条件等因素有关,施焊时要求严格按照所评定的焊接工艺进行。
焊接过程中要选择符合施工标准的焊接材料,选择与所评定的工艺参数相符合的参数施焊,如有不符合焊缝质量标准的焊道,必须进行返修。
③. 焊后处理
焊接接头一般来说是结构件疲劳最敏感的部位:在疲劳状态下的应力集中系数不仅取决于接头类型,而且也取决于接头的几何形状、接头的方向及其内部或焊缝表面的缺陷与载荷方向及大小。
由安装、操作和焊接引起的残余应力必须与设计应力一起考电。在有脆性断裂的危险部位(与使用温度下的塑性、厚度及材利的性能有关),存在应力腐蚀危险,对几何形状的稳定性有严格的要求;零件有疲劳断裂危险和焊接结构不能产生足够的局部屈服时,必须进行焊后热处理,目的是减少残余应力或为了获得所需要的接头性能,或两者均有。焊后机械处理(如锤击)的目的是通过改善残余应力的分布来减少由焊接引起的应力集中。应当注意,改善接头某项性能的焊后处理措施可能对同一接头的另一性能产生不利影响。