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焊接環(huán)境溫度對(duì)碳鋼焊條的焊接質(zhì)量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產(chǎn)生淬硬組織:環(huán)境溫度過(guò)低時(shí),焊接冷卻速度過(guò)快,焊縫及熱影響區(qū)易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對(duì)于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現(xiàn)象更為明顯。
增大焊接應(yīng)力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過(guò)程中焊縫金屬與周?chē)覆牡臏夭罡蟆:附雍?,焊縫收縮時(shí)受到低溫母材的約束,會(huì)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度時(shí),就可能導(dǎo)致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應(yīng)力集中部位。
影響焊條性能:低溫會(huì)使焊條的藥皮變脆,在焊接過(guò)程中可能出現(xiàn)藥皮脫落的現(xiàn)象,影響藥皮對(duì)焊縫的保護(hù)作用和冶金反應(yīng)效果。此外,低溫還會(huì)使焊條的引弧和穩(wěn)弧性能變差,電弧穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致焊接過(guò)程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質(zhì)量。
焊接過(guò)程控制
選擇合理焊接參數(shù):根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊條直徑等因素,選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。焊接電流不宜過(guò)大,否則會(huì)導(dǎo)致焊縫過(guò)熱,晶粒粗大,增加裂紋傾向;焊接速度不宜過(guò)快,以免焊縫冷卻速度過(guò)快產(chǎn)生裂紋。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接時(shí),平焊位置的焊接電流一般為 100 - 130A,焊接電壓為 20 - 25V,焊接速度控制在 30 - 50cm/min。
采用正確運(yùn)條方法:根據(jù)焊縫的形狀和尺寸,選擇合適的運(yùn)條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運(yùn)條過(guò)程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長(zhǎng)度,避免出現(xiàn)斷弧、收弧過(guò)快等情況,焊縫金屬的良好熔合和成型。
控制層間溫度:多層多道焊時(shí),要控制好層間溫度,使其不低于預(yù)熱溫度且不規(guī)定的上限溫度。例如,對(duì)于一般碳鋼焊件,層間溫度宜控制在 150 - 250℃之間,防止層間溫度過(guò)高導(dǎo)致焊縫組織過(guò)熱,或過(guò)低使焊接應(yīng)力增大。
高濕度環(huán)境(相對(duì)濕度 60%)
氣孔數(shù)量增加:高濕度環(huán)境下,空氣中含有大量水分,在焊接電弧的高溫作用下,水分會(huì)分解成氫氣和氧氣進(jìn)入熔池。氫氣在熔池冷卻過(guò)程中來(lái)不及逸出,就會(huì)在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強(qiáng)度。
裂紋傾向增大:氫是引起碳鋼焊接冷裂紋的重要因素之一。高濕度環(huán)境使焊縫中的氫含量增加,氫原子在焊縫金屬中擴(kuò)散聚集,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí),就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強(qiáng)度碳鋼或厚板時(shí),這種裂紋傾向更為明顯。
力學(xué)性能下降:由于氣孔和裂紋等缺陷的存在,以及氫對(duì)焊縫金屬組織的影響,會(huì)導(dǎo)致焊縫的力學(xué)性能下降,如強(qiáng)度、韌性和塑性等指標(biāo)可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
電弧穩(wěn)定性變差:過(guò)多的水分會(huì)使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護(hù)效果和穩(wěn)弧性能,導(dǎo)致電弧燃燒不穩(wěn)定,焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)斷弧、飛濺等現(xiàn)象,影響焊縫的成型質(zhì)量和焊接效率。
當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò) 90% 時(shí),一般不建議進(jìn)行焊接作業(yè),否則需采取嚴(yán)格的除濕措施,如對(duì)焊件和焊條進(jìn)行烘干、使用除濕設(shè)備降低環(huán)境濕度等,以焊接質(zhì)量。
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