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3.1 適用范圍
本焊接方法適用于無縫鋼管及焊接鋼管的焊接。
3.2 兩種工藝的特點
3.3.焊接要領
(1)二氧化碳氣體保護半自動焊焊接示意圖如下所示。
(2)焊接燃弧點位置如果燃弧位置過小時,背面成型焊縫有呈漏出現象不是熔合焊縫且成型焊縫兩交界有明顯的凹痕界線未有過渡熔合。當間隙過大時,即產生焊瘤,甚至焊穿無法正常成型,所以燃弧點位置掌握非常關健的操作技術,燃弧點每次焊接都要在距底部 1~2mm 處進行連續燃弧焊接。
(3)用月牙形橫向擺動手法,在兩邊坡口處稍作停留運條焊接,當裝配間隙大于 4mm 時,可采用月牙形增大往后回復弧度擺動手法,使背面焊縫能正常成型,可視對背部面焊縫的技術要求而定。
(4)根部擊穿小孔在 0.5~1mm 范圍內擊穿小孔是確保背面焊透成型的重要方法,其根部擊穿小孔,即可控制背面成型焊縫高度尺寸。
(5)層焊縫接頭方法:應在弧坑前 2~3mm 處引弧后焊至弧坑前方邊界時即把焊槍向下壓 1~2mm使焊縫增加重力,背面焊縫接頭處重新熔出接上,不會產生內凹或脫節現象,也可在弧坑上進斜削打磨,減薄弧坑也可接上。
(6)當管道焊接環形密封接頭時,應先在已焊弧坑處用砂輪打磨一個斜度,當焊接此斜度時焊槍向下壓 1~2mm即可接上背面成型焊縫無內凹和脫節現象。
(7)為使焊接穩定,焊機選用 NBK—350 焊機和使用較輕巧的焊槍,操作靈活。
(8)由于在坡口內焊接根部時,焊絲伸出長度會增加,此時焊槍導電與噴嘴內縮為 0.5~1mm 以便使焊接過程穩定。
(9)若使用混合氣體,Ar+CO2 混合比 80%∶20%焊接可使焊接電弧更穩定和飛濺明顯減少,且顆粒細小。
(10)由于采用短路過渡小電流低電壓,規范焊接其焊機的外部接線必須牢固可靠尤其接工件回路線。
(11)采用反極性接法:即“-”接工件,“+”接焊槍,否則極點壓力增大產生嚴重飛濺。
(12)不能吹風焊接,如自然穿堂風較大時,應加活動防風擋板,否則,焊縫產生氣孔。
(13)合理選用焊絲直徑,當板厚≤6mm 時,應使用焊絲直徑 1mm,當板厚>6mm時,應使用焊絲直徑 1.2mm,并根據不同空間位置焊接,調節最佳規范焊接。
3.4 坡口加工
(1)進行對焊時,必須進行適當的開口處理或者倒角處理,坡口根據鋼管壁厚采用“V”型或“I”型坡口。管道坡口采用坡口機方式進行,坡口表面要求整齊、光潔,不合格的管口不得進行對口焊接。焊接 I、V型坡口形式及尺寸見下表(參考 GB/T 985.1-2008):
坡口可采用以下形式加工:
(2)管道對口
管道對口采用支架或者吊架調整中心,在沒有引起兩管中心位移的情況下保留開口端空間,管道對口時必須外壁平齊,用鋼直尺緊靠一側管道外表面,在距焊口 200mm 另一側管道外表面處測量,管道與管件之間的對口,也要做到外壁平齊。
(3)點焊固定
鋼管對好口后進行點焊,點焊與第一層焊接厚度一致,但不超過管壁厚的 70%,其焊縫根部必須焊透,點焊位置均勻對稱。
(4)焊接注意事項
a 采用多面焊時,在焊下一層之前,將上一層的焊渣及金屬飛濺物清理干凈,并等管道自然冷卻。各層引弧點和熄弧點均錯開 20mm 或錯開 30°角。
b 焊縫均滿焊,焊接后立刻將焊縫上的焊渣、氧化物清除,每個焊縫在焊接完成后立即標記出焊工的標識。
c 管道焊接要選擇適合的管道材質的焊條及電流,焊縫的焊接層數與選用焊條的直徑、電流大小、管道壁厚、焊口位置、坡口形式有關。具體選用標準見下表所示。
d 焊條必須嚴格按國標及技術規范選用。焊條不得出現涂層剝離、污物、老化、受潮或者生銹跡象。焊條必須保存在專門的干燥的容器內。
e 在焊接工作過程中,必須采取措施防止因為漏電,電擊,或者其它因素引起的火災或者對人員的傷害。為了稀釋有毒氣體(例如鋅的蒸汽),要準備好防護裝置和進行充足的通風。
f 為減少焊縫處的內應力,施焊時,應有防風、雨等措施。管道內還應防止穿堂風。
4.1 適用范圍
本焊接方法適用于銅管與配件的焊接。
4.2 焊接操作步驟
4.3 焊接技術要領
4.3.1 接頭安裝
釬焊的接頭形式有對接、搭接、T 型接、卷邊拉及套接等方式;
1)釬焊間隙
釬焊接頭的安裝須保證合適均勻的釬縫間隙,針對所使用的銅磷釬料,要求釬縫間隙(單邊)在 0.05mm~0.10mm 之間。
2)套接長度
對于套接形式的釬焊接頭,選擇合適的套接長度是相當重要的。 一般銅管的套接長度在 5mm-15mm,(注:壁厚大于 0.6mm 直徑大于 8mm的管,其套接長度不應小于 8mm); 毛細管的套接長度在 10mm-15mm。
4.3.2 接頭檢驗
接頭安裝完畢后,應檢驗釬焊接頭是否的變形、破損及套接長度是否合適,如圖所示不良接頭應力求避免,若出現不良接頭應拆除重新安裝后方可焊接。
4.3.3 冷卻方法
1)冷卻方法的分類
a)浸入式冷卻
將需要冷卻的部品完全浸沒在水中進行釬焊的作業方法。
b)噴淋式冷卻
向需要冷卻的部品連續地淋水進行釬焊的作業方法。
c)濕布式冷卻
用含水的濕布包裹需要冷卻的部品進行釬焊的作業方法。
d)非接觸式冷卻
通過連續水流冷卻工裝外壁,來冷卻部品進行釬焊的作業方法。
2)冷卻方法的選擇原則
確保冷卻部品充分冷卻,在釬焊的過程中,部品的非耐熱部份最高溫度不超過 120℃;便于操作,不影響釬焊質量和工作效率。
3)再冷卻
為了防止釬焊余熱使非耐熱部品的溫度上升,釬焊完成后,必須將釬焊部品浸入水中或淋水進行冷卻,使溫度降至室溫。
4.3.4 調節火焰
O2-LPG 氣體火焰可根據氧氣與 LPG 的混合比不同,有三種不同性質的火焰:氧化焰、中性焰和還原焰(亦叫碳化焰),三種火焰。氧化焰使用溫度640-925°C,中性焰使用溫度 3100~3150°C,碳化焰使用溫度 1000~1500°C。
如圖所示。當 O2 與 LPG 的體積比為 3.5 時為中性焰,小于 3.5 時為還原焰,大于 3.5 時則為氧化焰。
4.3.5 焊嘴和焊炬的選折
使用通用焊炬進行釬焊時,最好使用多孔噴嘴(通常叫梅花嘴),此時得到的火焰比較分散,溫度比較適當,有利于保證均勻加熱。焊炬及焊嘴的選擇見下表:
在實際選擇中必須根據銅管的直徑和壁厚,綜合選擇焊炬和焊嘴。
4.3.6 加熱
針對現有的情況,焊接有三種位置:豎直焊、水平焊、倒立焊。如下圖所示:
三種施焊方式,加熱方法如下圖所示,管徑大且管壁厚時,加熱應近些。為保證接頭均勻加熱,焊接時使火焰沿銅管長度方向移動,保證杯形口和附近 10mm范圍內均勻受熱,但倒立焊時,下端不宜加熱過多,若下端銅管溫度太高,則會因重力和鋪展作用使液態釬料向下流失。
注意事項:
a)管徑較大時應選用大號的焊嘴,反之則用小號的焊嘴;
b)毛細管焊接時應盡可能避免直接對毛細管加熱;
c)管壁厚度不同時應著重對厚壁加熱;
d)螺紋管釬焊時,加熱和保溫時間比光銅管的時間要短些,以防釬料流失;
e)先加熱插入接頭中的銅管,使熱量傳導至接頭內部。
4.3.7 加入釬料、釬劑
當銅管和杯形口被加熱到焊接溫度時呈暗紅色,需從火焰的另一側加入釬料,如果釬焊黃銅和紫銅,則需先加熱釬料,焊前涂覆釬劑后方可焊接。 焊接時,可能出現焊料成球狀滾落到接合處而不附著于工件表面的現象,可能的原因是:被焊金屬未達到焊接溫度而焊料已熔化或被焊金屬不清潔。
4.3.8 焊后處理
焊后應清除焊件表面的雜物,特別是黃銅與紫銅焊接后應用清水清洗或砂紙打磨焊件表面,以防止表面被腐蝕而產生銅綠,自動焊接時應用最后一排槍噴出出氣體助焊劑的氛圍中冷卻,防止高溫的銅管在冷卻過程中被氧化。
注意事項:
a)目視檢查釬焊部位,不應有氣孔、夾渣、未焊透、搭接未溶合等;
b)去除表面的焊劑和氧化膜;
c)用水冷卻的部件,必須用氣槍吹干水份;
d)按規定定置擺放所有部件,避免碰傷、損壞。
4.3.9 常見釬焊缺陷及處理對策
4.3.10 補焊的技術要求
補焊是針對釬焊接頭有缺陷的現象進行的一種補救措施,但不是所有有質量缺陷的接頭都能采用此法。
1、不能采用補焊的幾種接頭
a)已經過燒的接頭。
b)接頭處的銅管已經熔蝕。
c)接頭處開裂現象嚴重(一般大于 2mm)
d)已經補焊過一次的接頭。
e)接頭處的銅管已經嚴重變薄。
2、能采用補焊的幾種接頭
a)接頭間隙部分未填滿。
b)釬料只在一面填縫,未完成圓角,釬縫表面粗糙。
c)釬縫中有雜質(清除釬縫后重焊)
d)有泄漏現象(未補焊過)
e)焊縫有氣孔
f)接頭部位及外套管壁焊瘤太大(超過 2mm),需用外焰進行加熱而且方向要向焊口處撥動。
4.3.11 注意事項
a)對于壁厚大于 0.5mm 的銅管,可以采用普通的銅磷釬料進行補焊;
b)對于壁厚小于 0.45mm 的銅管,可以采用含銀釬料進行補焊;
c)確認冷凍循環中是否沒有高壓空氣、混合氣體、冷媒等。如有,從接頭或閥門處排出,確認循環內部沒有壓力;
d)確認泄漏部位,除去周圍的可燃物;
e)徹底清潔需要釬焊的泄漏部位,如有氧化膜,可用砂紙輕輕打磨;
f)進行氮氣置換,釬焊時必須先將第一次釬焊的焊料加熱到可熔化的程度,再進行釬焊;
g)用濕布冷卻釬焊部位,注意水不能濺到電氣品和隔熱材上;
h)用含有熱水的布將釬焊部位的焊劑清除干凈,如有必要,用砂紙清除氧化膜;
i)用干布將鈑金件、配管和周圍的水擦干。
5.1 射線檢測(RT)
原理:射線在穿透物質過程中會與物質發生相互作用,因吸收和散射而使其強度減弱。如果被透照物體(試件)的局部存在缺陷,且構成缺陷的物質的衰減系數又不同于試件,該局部區域的透過射線強度就會與周圍產生差異。把膠片放在適當位置使其在透過射線的作用下感光,經暗室處理后得到底片。底片上各點的黑化程度取決于射線照射量,由于缺陷部位和完好部位的投射射線強度不同,底片上相應部位就會出現黑度差異。底片上相鄰區域的黑度差定為“對比度”。把底片放在觀片燈光屏上借助透過光線觀察,可以看到由對比度構成的不同形狀的影象,評片人員據此判斷缺陷情況并評價試件質量。
5.2 超聲波檢測(UT)
原理:超聲波探傷是利用超聲波(頻率高于 20kHz 的機械波)探傷材料表層和內部缺陷的無損檢驗方法。對焊縫進行超聲波探傷,是利用焊縫中的缺陷與正常組織具有不同的聲阻抗,聲波在不同聲阻抗的異質界面上會產生反射的原理來發現缺陷的。
5.3 磁粉檢測(MT)
原理:鐵磁性材料被磁化后,其內部產生很強的磁感應強度,磁力線密度增大幾百倍到幾千倍,如果材料中存在不連續性(包括缺陷造成的不連續性和結構、形狀、材質等原因造成的不連續性),磁力線會發生畸變,部分磁力線有可能逸出材料表面,從空間穿過,形成漏磁場,漏磁場的局部磁極能夠吸引磁粉,形成在合適光照下目視可見的磁痕,從而顯示出不連續性的位置、形狀和大小。
5.4 滲透檢測(PT)
原理:零件表面被試涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后,在毛細管作用下,經過一定時間,滲透液可以滲進表面開口的缺陷中;經過除零件表面多余的滲透液后,再在零件表面施涂顯象劑,同樣,在毛細管作用下,顯象劑將吸引缺陷中保留的滲透液,滲透液回滲到顯象劑中;在一定的光源下(紫外線光或白光),缺陷處的滲透液痕跡被顯示(黃綠色熒光或鮮艷紅色),從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。