1 原理
1.1 焊接熱循環(huán)調(diào)整
實施多層多道焊時 ,因焊縫截面不受限制 ,能在 較大范圍內(nèi)調(diào)整熱輸入和焊接速度 ,因此對焊接熱 循環(huán)的調(diào)整較大 。
對于不易碎火鋼 ,可降低過熱區(qū)高溫停留時間 , 防止晶粒粗大 ,減少魏氏體組織 ,此外多層多道焊 后,焊道對前一焊道和熱影響區(qū)進行再加熱。在 AC3 以上再加熱區(qū) ,發(fā)生正火那樣的組織轉(zhuǎn)變 ,形成細(xì)小 等軸晶 ,細(xì)化晶粒 。在此溫度范圍的焊縫柱狀晶消 失,塑性和韌性得到改善 。
對于易碎火鋼 ,在回火溫度加熱區(qū) ,使洋硬組織 軟化 ,塑性和韌性得到改善 。同時通過調(diào)節(jié)多層多道 焊熱輸入和冷卻 時間,改變焊接順序 ,達到控制結(jié)構(gòu) 變形和應(yīng)力。
1.2 焊縫結(jié)晶的調(diào)整
焊縫結(jié)晶通常是從熔合線上未熔化晶粒開始結(jié)晶,沿著與散熱相反方向長大 ,形成柱狀晶 ,因此焊 縫中心線附近往往后 結(jié)晶,由于焊縫化學(xué)成分的偏 析,造成凝固溫度高的金屬先 結(jié)晶,凝固溫度低的金 屬后結(jié)晶,在結(jié)晶處存在低熔點的共晶雜質(zhì) ,造成宏 觀偏析產(chǎn)生熱裂紋 、夾雜、氣孔。多層多道焊由于將單道分為數(shù)道 ,結(jié)晶時焊縫 雜質(zhì)元素偏析分散 ,不會集中與焊縫中心線上 ,可避 免產(chǎn)生焊縫中心線熱裂紋 。
1.3 提高生產(chǎn)效率控制融合比
在異質(zhì)鋼的焊接中,多層多道焊通過調(diào)整焊縫寬
度及熱輸人 ,對焊接性差的一側(cè)母材 ,采用小焊接能 量 ,不擺動焊接過渡層;在焊接性較好的一側(cè) ,采用較 大線能量,既能控制熔合比,又能提高生產(chǎn)效率。
2 分類及應(yīng)用
多層多道焊在實際生產(chǎn)中,根據(jù)不同情況可分為 :
(1) 長段多層多道焊。 所謂的長段多層多道焊,就是每道焊縫長度較長,并在1rn以上,因此在下一道焊縫焊接前,前層焊縫己冷卻到較低溫度,并可以根據(jù)結(jié)構(gòu)受熱情況,調(diào)整焊接順序,有效控制焊接變形。
(2) 短段多層多道焊。 所謂的短段多層多道焊, 就是分段逐層焊接,每段焊道長度較短,僅為 50~500 mm。采用短段多層多道焊時,可獲取窄熱循環(huán)曲線,使得奧氏體轉(zhuǎn)變溫度AC3以上停留時間短,避免奧氏體晶粒粗化。同時由于采用短段多層焊接,當(dāng)焊縫冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時,再立刻焊接第二層,這樣層焊縫及熱影響區(qū)金屬受到第二層焊縫焊接時熱的作用,溫度有所上升,減慢了冷卻速度,可有效避免摔硬組織出現(xiàn) 。
短段多道多層焊,可以解決高溫停留時間與冷卻速度難以同時降低的矛盾。這種熱循環(huán)調(diào)節(jié),十分適用于焊后晶粒容易長大且容易洋火的鋼種。應(yīng)用短段多層焊,主要是合理確定每段焊縫的長度,如果焊道過長,則前一焊縫已冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下,并產(chǎn)生馬氏體組織 ,可能產(chǎn)生裂紋;若焊道過短 , 則會是焊縫及熱影響區(qū)在高溫停留時間過長,造成晶粒粗化。
3 多層多道焊接的特點
多層多道焊可以提高焊縫金屬的質(zhì)量,特別是塑性,這是因為后層(道)焊縫對前層(道)焊縫具有熱處理的作用,相當(dāng)于對前層(道)焊縫進行了一次正火處理,因而改善了二次組織。對道焊縫,可在其焊縫上再施焊一條退火焊道。有的工廠,當(dāng)焊接接頭的彎曲試樣試驗不合格時,采取改變原來的焊接工藝參數(shù)的措施,將單層焊縫改成多層焊縫,用小電流進行快速施焊,對提高彎曲試樣的試驗合格率(塑性指標(biāo))有一定效果。
應(yīng)當(dāng)指出,多層多道焊對提高手弧焊的質(zhì)量效果較好。埋弧焊時,由于每層焊道厚度可達6~10mm,但次一層焊縫的熱作用只達3~10mm,所以熱處理效果較差
4 操作注意事項
(1) 焊縫形面應(yīng)圓滑過渡,防止應(yīng)力集中 ;
(2) 每層焊縫避免產(chǎn)生夾角及除層焊縫外應(yīng)錘擊焊縫消除應(yīng)力,每道焊縫都要清渣,防止產(chǎn)生 夾渣 ;
(3) 不開坡口角焊縫,層應(yīng)采用較大電流保證根部焊透,蓋面層采用較小電流,以保證成形美觀 ;
(4) 多道焊的時候焊槍不需要擺動,在多道焊的時候擺動容易產(chǎn)生層間未熔合的缺陷,而且多層多道焊接焊槍角度也很重要,焊槍角度不正確也容易引起層間未熔合缺陷。
5 焊接技巧
6 結(jié)束語
實踐證明,采用多層多道焊,選擇合理的焊接工藝措施,不但能夠控制結(jié)構(gòu)的焊接形變和應(yīng)力,而且 能保證焊縫的組織和性能,有效提高產(chǎn)品品質(zhì)。