九、裂紋
把存在於焊縫或熱影響區中開裂而形成的縫隙稱為焊接裂紋。
1.產生原因
按照焊接裂紋產生的條件,裂紋大致可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋及層狀裂紋四種。
2.熱裂紋的防止措施
由於熱裂紋的產生與力的因素和冶金因素有關,所以往往采取以下的防止措施。
(1)控製焊縫的化學成分,嚴格控製硫、磷的含量,適當提高含錳量,以改善焊縫組織,減少偏析,控製低熔點共晶的有害影響。
(2)控製焊縫斷麵形狀,寬深比要稍大些,以避免焊縫中心的偏析。
(3)對剛性大的焊件,應選擇合適的焊接規範、合理的焊接次序和方向,以減少焊接應力。
(4)除奧氏體鋼材料外,對剛性大的焊件,必要時應采取預熱和緩冷措施,來防止熱裂紋的產生。
(5)提高焊條的堿度,以降低焊縫中的雜質含量,改善偏析程度。
3.冷裂紋的防止措施
防止冷裂紋主要從降低擴散氫含量、改善組織和降低焊接應力等方麵來防止冷裂紋的產生。具體措施如下。
(1)焊前預熱和焊後緩冷。這不僅可以改善焊接接頭的金相組織,降低熱影響區的硬度和脆性,而且可以加速焊縫中的氫向外擴散,並可以起到減少焊接應力的作用。
(2)選擇合適的焊接規範。若焊接速度太快,由於冷卻速度快,易形成淬火組織;若焊接速度太慢,會使熱影響區變寬,晶粒變粗大。因此焊接速度過快或過慢,都會促使冷裂紋的產生。
(3)采用合理的裝配和焊接順序,減小焊接接頭的拘束應力,改善焊件的應力狀態。
(4)選用合適的焊接材料。如選用堿性低氫型焊條和堿度高的埋弧焊劑。焊前要烘幹焊條、焊劑,並做到隨用隨取。取出焊絲中的油、鏽等汙物,以降低焊縫中的擴散氫含量。
(5)焊前應仔細清除坡口周圍基本金屬表麵的水、油、鏽等汙物,以減少氫的來源。
(6)焊後應立即進行去氫處理,使氫從焊接接頭中充分逸出。
(7)焊後(特別對易淬火鋼)應立即進行消除應力的退火處理。這樣不僅可以減少或消除焊接殘餘應力,改善接頭的顯微組織和性能,同時也可以促使焊縫中的氫向外擴散。
4.再熱裂紋的防止措施
再熱裂紋是指一些含鉻、鉬或釩的高強度鋼焊接以後,在消除應力退火的過程中產生的裂紋,所以又稱為焊後熱處理裂紋。它一般發生在低合金高強度鋼的熱影響區中。
防止產生再熱裂紋的措施如下。
(1)控製基本金屬及焊縫金屬的化學成分,適當調整某些元素(如鉻、鉬、釩等)的含量。
(2)選擇抵抗再熱裂紋能力高的焊接材料,如采用在回火溫度下強度較低、塑性良好,但中溫或常溫下強度卻較高的焊條。
(3)設計上改進接頭形式,減小接頭剛性和應力集中,焊後打磨焊縫至平滑過渡。
(4)采用高預熱溫度和低線能量焊接工藝和方法進行焊接,縮小焊接過熱區寬度,細化晶粒,選擇合理的熱處理製度,
(5)合理選擇消除應力回火溫度,避免在敏感溫度區間停留較長時間,適當減低回火時的加熱速度,減小溫差應力。
第二節 焊條電弧焊安全技術
焊接工作中的安全防護是很重要的。焊條電弧焊時,工人手持電焊鉗進行操作,強烈的弧光輻射會刺激眼睛和灼傷皮膚,熔滴飛濺能造成燙傷。同時焊接場地周圍若有易爆炸和易燃物品,還可能引起不測事故。藥皮中放出的有害氣體會使操作者中毒。焊機、焊鉗絕緣不好,就可能造成觸電事故。因此必須采取一定的防護措施和製定必要的安全操作規程,以保障工人的安全和健康,保證焊接工作的順利進行。
一、預防弧光輻射
強烈的弧光對人的眼睛和皮膚都有較大的損害,受非常強烈的可見光和紅外線較長時間作用,能損傷視力。而電弧中的紫外線,即使是很短時間的照射,也能引起眼睛外部發炎,其症狀為眼睛劇痛,有夾進砂子的感覺、怕光和流淚,這種感覺一般是在照射後幾小時才產生,並會持續幾小時,需2~3天才能痊愈,但不影響視力。而皮膚受到紫外線較長時間的作用,會被灼傷,使皮膚發紅、脫皮。
因此,在焊接操作時,焊工必須使用有電焊防護玻璃的麵罩,保護頭部和眼睛。麵罩中的護目玻璃是用來降低弧光強度、吸收紅外線和紫外線的,焊工可根據自己的視力和電流強度選用。護目玻璃外應覆蓋一塊普通無色玻璃,以防金屬飛濺物玷汙。
此外,焊接操作時,焊工必須穿帆布工作服,戴手套,以遮住身體各部分皮膚,免於弧光的灼傷。
引弧時,焊工應該注意周圍工人,以免強烈弧光傷害他人眼睛。在人多的場所,焊接區可用屏板隔開。
二、預防觸電
電焊工在焊接過程中,不可能不觸及焊接回路的帶電部分,如焊鉗、更換焊條時的焊條、焊件和工作台等,一般認為40V的電壓對人體就有危險,而焊接設備是接在220V或380V的電網上,焊機的空載電壓一般都在60V以上,因此焊接工作必須十分注意預防觸電。
因此,所有焊接設備機殼必須接地,以防焊機因絕緣損壞使機殼、焊鉗、焊件等帶上220V或380V電壓。
電焊鉗、焊接電纜等也應有可靠的絕緣。焊工應穿幹燥的工作服和膠底鞋,戴皮手套,並在幹燥處進行焊接。雨天應停止露天電焊作業,必要時應搭設帳篷。在容器、管道、箱體內焊接或高空作業時,即焊工在焊件上工作地情況下,焊工腳下應墊上絕緣襯墊,保證焊工與焊件間絕緣,條件允許應配一名助手協助工作,以便照顧操作者的安全。在容器內焊接時用的工作燈,電壓也不應超過36V。