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不同厚度、坡口形式的焊接接头,熔池形态、焊缝成形差异与参数选择

0 81 铁匠老王 焊接工艺坡口形式熔池焊缝
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啥是熔池?啥是焊缝?先弄明白!

在焊接的时候,咱用热源(比如电弧、激光啥的)把要焊的金属给熔化了,熔化了的金属就形成了一个小水坑,这个小水坑就叫“熔池”。

等这个“小水坑”冷却凝固了,就变成了连接两个金属的“桥梁”,这个“桥梁”就叫“焊缝”。

你肯定见过焊东西吧?那火花四溅的,其实就是熔池在“翻滚”。熔池的形态、大小,还有焊缝最后长啥样,都直接影响着焊接的质量。焊得好不好,就看这俩兄弟了!

不同的板子厚度,咋焊?

薄板(小于3mm):

想象一下,你要焊两张薄薄的纸,是不是轻轻一碰就穿了?焊薄板也是这个道理,热量不能太大,不然容易烧穿。一般不用开坡口,直接对接焊就行。

  • 熔池特点: 熔池小,凝固快,像个“小水滴”。
  • 焊缝特点: 焊缝窄,像一条细线。
  • 参数选择: 小电流,快速度,防止烧穿是关键!

中板(3-26mm):

这就好比焊两块木板,稍微厚点,但也不能太使劲。常用的坡口形式有 I 型、V 型、U 型等。坡口的作用就是为了让焊缝能“扎根”更深,焊得更牢固。

  • 熔池特点: 熔池比薄板大,形状受坡口影响,V 型坡口熔池就像个“小漏斗”。
  • 焊缝特点: 焊缝饱满,强度高。
  • 参数选择: 电流、速度要适中,根据坡口形式调整。

厚板(26-60mm):

焊厚板就像盖房子,要一层一层地“砌”。通常采用多层焊,就是一层焊完了再焊一层,直到把整个坡口填满。

  • 熔池特点: 每一层的熔池都比较大,需要精确控制热量,防止变形。
  • 焊缝特点: 焊缝由多层组成,像个“千层饼”。
  • 参数选择: 大电流,慢速度,多层多道焊。

超厚板(大于60mm):

这可真是个“大工程”!一般用在大型结构上,比如桥梁、船舶啥的。坡口形式也更复杂,有双 V、双 U 等。为了保证质量,还会用到一些特殊的焊接方法,比如埋弧焊、电渣焊等。

  • 熔池特点: 熔池巨大,热量集中,需要严格控制焊接过程。
  • 焊缝特点: 焊缝非常厚实,内部质量要求极高。
  • 参数选择: 根据具体焊接方法和工艺要求确定。

坡口形式,可不是随便开的!

坡口的形式可多了去了,不同的坡口形状,熔池和焊缝的样子也不一样,焊接参数也得跟着变。常见的坡口形式有:

  • I 型坡口: 就像字母“I”,不开坡口,直接对接。适合薄板。
  • V 型坡口: 像个“V”字,角度一般是60°-90°。适合中等厚度板材。
  • U 型坡口: 像个“U”字,底部是圆弧过渡。比 V 型坡口更省焊材,变形也小。
  • 双 V、双 U 型坡口: 就是两边都开坡口,适合厚板、超厚板。
  • X 型坡口: 像个沙漏的形状, 适合双面焊接

为啥要开坡口?

  1. 保证焊透: 坡口能让热源更好地深入到焊缝根部,保证焊缝完全熔合,不会出现“夹生饭”。
  2. 提高强度: 坡口能增加焊缝的横截面积,就像盖房子地基打得宽,房子才更结实。
  3. 减少变形: 合理的坡口设计能减少焊接变形,让焊出来的东西更平整。

熔池形态,可不是“一潭死水”!

熔池可不是静止不动的,它里面可热闹了!金属在熔化和凝固的过程中,会发生各种各样的物理化学变化,比如对流、扩散、蒸发等等。这些变化都会影响熔池的形态。

  • 温度: 温度越高,熔池越大,金属流动性越好。但是温度太高也会出问题,比如烧穿、产生气孔啥的。
  • 焊接电流: 电流越大,熔池越深,焊缝也越宽。但是电流太大了也会烧穿。
  • 焊接速度: 速度越快,熔池越小,焊缝越窄。但是速度太快了,容易焊不透。
  • 保护气体: 保护气体可以隔绝空气,防止熔池氧化。不同的保护气体,对熔池的形态也有影响。

焊缝成形,可不是“一锤子买卖”!

焊缝成形是指焊缝最终的形状和尺寸。焊缝成形的好坏,直接关系到焊接接头的力学性能和使用寿命。

  • 焊缝宽度: 焊缝太宽了,浪费材料,还容易变形;太窄了,强度不够。
  • 焊缝高度: 焊缝太高了,容易产生应力集中;太低了,强度不够。
  • 焊缝余高: 余高就是焊缝表面凸起的高度。余高太大了,影响美观,还容易在余高处产生缺陷。
  • 焊缝咬边: 咬边就是焊缝边缘出现的凹陷。咬边会降低焊缝的强度,还容易产生裂纹。

参数选择,可是个“技术活”!

焊接参数的选择,可不是拍脑袋决定的,要根据具体的材料、厚度、坡口形式、焊接方法等等,综合考虑。一般要参考焊接工艺规程(WPS),或者做焊接工艺评定(PQR)。

  • 焊接电流: 电流是影响熔池大小和焊缝深度的主要因素。
  • 焊接电压: 电压主要影响电弧的长度和稳定性。
  • 焊接速度: 速度影响热输入和焊缝的冷却速度。
  • 焊丝直径: 焊丝直径要根据板厚和焊接电流来选择。
  • 保护气体: 保护气体的种类和流量要根据材料和焊接方法来选择。

举几个栗子

  1. 薄板对接焊: 比如焊两块1mm厚的不锈钢板,可以不开坡口,直接对接,用小电流、快速度,氩弧焊(TIG)就行。
  2. 中板 V 型坡口焊: 比如焊两块10mm厚的碳钢板,可以开 V 型坡口,用适中的电流和速度,手工电弧焊(SMAW)或者气体保护焊(GMAW)都行。
  3. 厚板多层焊: 比如焊一块50mm厚的低合金钢板,可以开双 V 坡口,用大电流、慢速度,多层多道焊,埋弧焊(SAW)比较合适。

总结一下

焊东西可不是个简单的活儿,里面的学问大着呢!不同的板子厚度、不同的坡口形式,熔池和焊缝的样子都不一样,焊接参数也得跟着变。要想焊得好,就得多学习、多实践,积累经验,才能成为一名合格的“焊武帝”!

希望你通过这篇文章对焊接有了更多的了解, 这只是焊接的冰山一角, 还有更多的知识等着你去探索!

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