影響電弧焊工藝生產不銹鋼焊管的穩定性因素有哪些
電弧焊工藝生產不銹鋼焊管的穩定性是指焊接電弧保持穩定燃燒(不產生斷弧、漂移和偏吹等)的程度。電弧的穩定燃燒是保證焊接質量的一個重要因素,因此維持電弧燃燒的穩定性是非常重要的。電弧不穩定的原因除焊工操作技術不熟練外,還與下列因素有關。
1.焊接電源的影響
a. 焊接電源的特性
焊接電源的特性是指焊接電源是以哪種形式向電弧供電,如焊接電源的特性符合電弧燃燒的要求,則電弧燃燒穩定;反之,則電弧燃燒不穩定。
b. 焊接電源的空載電壓
具有較高空載電壓的焊接電源不僅引弧容易,而且電弧燃燒也穩定。這是因為焊接電源的空載電壓較高,電場作用強,電場作用下的電離及電場發射就強烈,所以電弧燃燒穩定。
2.焊接電流的影響
a. 焊接電流的種類
采用直流電源焊接時,電弧燃燒比交流電源穩定。這是因為采用交流電源焊接時,電弧的極性是周期性變化的,頻率為50Hz,就是每秒鐘內電弧的燃燒和熄滅要重復100次,因此交流電源焊接時電弧沒有直流電源焊接時穩定。
b. 焊接電流的大小
焊接不銹鋼管電流越大,電弧燃燒越穩定。這是因為焊接電流大,電弧的溫度就增高,則電弧氣氛中的電離程度和熱發射作用就增強,電弧燃燒就越穩定。試驗測定的結果表明:隨著焊接電流的增大,電弧的引燃電壓隨之降低;隨著焊接電流的增大,自然斷弧的最大弧長也增大。
3. 焊條藥皮的影響
焊條藥皮或焊劑中加入電離電位比較低的物質(如K、Na、Ca的氧化物),能增加電弧氣氛中的帶電粒子,這樣就可提高氣體的導電性,從而提高電弧燃燒的穩定性;如果焊條藥皮或焊劑中含有電離電位較高的氟化物( CaF2)及氯化物(KC1、NaCl)時,由于它們較難電離,因而降低了電弧氣氛的電離程度,使電弧燃燒不穩定。
4. 電弧長度的影響
電弧的長度對電弧穩定性也有較大的影響,如果電弧太長,電弧就會發生劇烈擺動,從而破壞了焊接電弧的穩定性,而且飛濺也增大。
5. 其他影響因素
焊接不銹鋼管處如有油漆、油脂、水分和銹層等存在時,也會影響電弧燃燒的穩定性,因此焊前做好不銹鋼焊接管表面的清理工作十分重要。焊條受潮或焊條藥皮脫落,也會造成電弧燃燒不穩定。此外,風大、氣流、電弧偏吹等均會造成電弧燃燒不穩定。
6. 電弧偏吹
在不銹鋼焊管生產過程中,因氣流的干擾、磁場的作用或焊條偏心的影響,使電弧中心偏離電極軸線的現象稱為電弧偏吹。電弧偏吹現象會引起電弧強烈的擺動甚至發生熄弧,不但使焊接過程發生困難,而且影響了焊縫成形和焊接質量,因此焊接時應盡量減少或防止電弧偏吹現象。
a. 電弧偏吹的產生原因
①. 焊條偏心度過大
焊條的偏心度是指焊條藥皮沿焊芯直徑方向偏心的程度。焊條偏心度過大時,焊條藥皮厚薄不均勻,焊接時較厚的一邊熔化慢,較薄的一邊熔化快,迫使電弧向藥皮薄的方向偏吹。在焊接時遇到這種情況,通常采用調整焊條角度的方法來解決。
②. 電弧周圍氣流的干擾
電弧周圍氣體的流動也會把電弧吹向一側而造成偏吹。造成電弧周圍氣體劇烈流動的原因是多方面的,有時是大氣中的氣流影響,有時是熱對流的影響。例如:在露天大風中操作或在狹窄焊縫處焊接時,電弧偏吹情況嚴重,甚至使焊接不銹鋼管過程發生困難;在不銹鋼焊管焊接時,易形成所謂穿堂風而使電弧發生偏吹;在開坡口的第一層焊縫的焊接時,如果接頭間隙較大,往往由于熱對流的影響也會使電弧發生偏吹現象。
③. 磁偏吹
焊接電弧是電極和熔池間的柔性氣體導體。焊接過程中,在電極和電弧周圍及被焊金屬中產生磁場。如果這些磁場不對稱地分布在電弧周圍,就會使電弧偏斜,使焊接過程發生困難,這種現象稱之為磁偏吹,如圖所示。磁偏吹易發生在采用直流焊機焊接且其電流大于300~400A和大零件(比較大的鐵磁物質)焊接的場合。焊接電流越大,磁偏吹的現象越嚴重。在焊接角焊縫過程中,當焊接電弧靠近不銹鋼焊接管的另一金屬時,由于金屬件的導磁性比空氣要好得多,因而改變了磁力線的分布,電弧將偏向此金屬,好像金屬件將電弧吸引過去一樣,如圖3 -5所示。圖3-6的偏吹是由于焊接電纜接到焊管的位置偏于一側,產生了一定方向的磁偏吹。
在進行大的結構件焊接時,磁偏吹主要來自不銹鋼焊接管的剩磁場。當不銹鋼焊接管有較大的剩磁場時,它與電弧磁場疊加,從而改變了電磁周圍磁場的均勻性,迫使電弧向磁場較弱一方偏移,形成磁偏吹。測試表明:當焊接部位剩磁在以下時,不會影響正常操作,磁偏吹較弱,此時將地線置于焊縫下方,同時將焊條順著磁偏吹方向傾斜一個角度即可維持焊接;當焊接部位剩磁大于時,磁偏吹較嚴重。
b. 電弧偏吹的防止
不銹鋼焊管生產時電弧偏吹會給焊接工作造成不少困難,還會產生使焊縫產生氣孔、未焊透和焊偏等缺陷。因此必須根據電弧偏吹的規律,采取相應的措施加以克服或減少。常用的防止電弧偏吹的方法有:
①. 在焊條許可的情況下盡量使用交流電源焊接。
②. 在露天操作時,如果有大風,則必須用擋板遮擋,對電弧進行保護。在管子焊接時,必須將管口堵住,以防止氣流對電弧的影響。
③. 在對不銹鋼焊管中間隙較大的對接焊縫時,可在接縫下面加墊板,以防止熱對流引起的電弧偏吹。
④. 在焊縫兩端各加一小塊附加鋼板(引弧板及引出板),使電弧兩側的磁力線分布均勻并減少熱對流的影響,以減少電弧偏吹。
⑤. 采用短弧焊接。因為短弧時電弧受氣流的影響較小,而且在產生磁偏吹時,也能減小磁偏吹程度,因此采用短弧焊接是減少電弧偏吹的較好方法。
⑥. 在操作時,適當調整焊條角度,使焊條偏吹的方向轉向熔池,這種方法在實際工作中應用的較為廣泛。
⑦. 適當地改變不銹鋼焊管上的接地線部位,盡可能使電弧周圍的磁力線分布均勻,如圖所示,圖中虛線表示克服磁偏吹的接線方法。
⑧. 采用小電流焊接對克服磁偏吹也能起一定的作用。
本文標簽:不銹鋼焊管生產
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