焊接工藝問題及解決措施

一、厚板與薄板的焊接

1、用熔化極氣體保護(hù)（GMAW）和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊（FCAW）焊接鋼制工件時，如果工件的板厚超過了焊機(jī)可以達(dá)到的最大焊接電流，將如何進(jìn)行處理？

解決方法是焊前預(yù)熱金屬。采用丙烷、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣體或乙炔焊炬對工件焊接區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為150～260℃，然后進(jìn)行焊接。對焊接區(qū)域金屬進(jìn)行預(yù)熱的目的是防止焊縫區(qū)域冷卻過快，不使焊縫產(chǎn)生裂紋或未熔合。

2、如果需要采用熔化極氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲氣體保護(hù)焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上，進(jìn)行焊接時如果不能正確調(diào)整焊接電流，可能會導(dǎo)致兩種情況：

一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流，此時不能將薄金屬蓋焊接到厚鋼管上；二是焊接電流過大會燒穿薄金屬蓋。這時應(yīng)如何進(jìn)行處理？

主要有兩種解決方法:

① 調(diào)整焊接電流避免燒穿薄金屬蓋，同時用焊炬預(yù)熱厚鋼管，然后采用薄板焊接工藝對兩金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接。

② 調(diào)整焊接電流以適合于厚鋼管的焊接。進(jìn)行焊接時，保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時間為90%，并減少在薄金屬蓋上的停留時間。應(yīng)指出，只有當(dāng)熟練掌握這項技術(shù)時，才能得到良好的焊接接頭。

3、當(dāng)將一薄壁圓管或矩形薄壁管件焊接到一厚板上時，焊條容易燒穿薄壁管部分，除了上述兩種解決方法，還有其他的解決方法嗎？

有，主要是在焊接過程中采用一個散熱棒。如將一個實(shí)心圓棒插入薄壁圓管中，或?qū)⒁粚?shí)心矩形棒插入矩形管件中，實(shí)心棒將會帶走薄壁工件的熱量并防止燒穿。一般來說，在多數(shù)供貨的中空管或矩形管材料中都緊密安裝了實(shí)心圓棒或矩形棒。焊接時應(yīng)注意將焊縫遠(yuǎn)離管子的末端，管子的末端是最易發(fā)生燒穿的薄弱區(qū)域。用內(nèi)置散熱棒避免燒穿的示意如圖1所示。

4、當(dāng)必須將鍍鋅或含鉻材料與另一零件進(jìn)行焊接時，應(yīng)如何進(jìn)行操作？

最佳工藝方法是焊前對焊縫周圍區(qū)域進(jìn)行銼削或打磨，因為鍍鋅或含鉻金屬板不僅會污染并弱化焊縫，而且焊接時還會釋放出有毒氣體。

二、容器及框架結(jié)構(gòu)的焊接

1、如果采用焊接工藝方法（例如釬焊）密封一個浮筒或密封一個中空結(jié)構(gòu)的末端，在進(jìn)行焊縫的最后密封時，為了防止熱空氣進(jìn)入容器而導(dǎo)致容器爆裂，將如何處理？

解決方法是首先在浮筒上鉆一個直徑1.5mm的減壓孔，以利于焊縫附近的熱空氣與外部空氣流通，然后進(jìn)行封閉焊接，最后焊密封減壓孔。密封焊接浮筒或密閉容器的示意如圖2所示。當(dāng)焊接儲氣容器結(jié)構(gòu)時，也可以采用減壓孔。應(yīng)注意的是，在密閉容器中進(jìn)行焊接是十分危險的，焊前應(yīng)確保容器或管子內(nèi)部清潔，并避免有易燃易爆物品或氣體存在。

2、當(dāng)需要采用熔化極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)焊或鎢極氬弧焊將屏柵、金屬絲網(wǎng)或延伸金屬焊接到鋼結(jié)構(gòu)框架上，進(jìn)行焊接時金屬絲網(wǎng)容易產(chǎn)生燒穿和焊縫未熔合現(xiàn)象，應(yīng)如何進(jìn)行處理？

解決方法

① 在金屬絲網(wǎng)或延伸金屬上放置非金屬墊圈并且將墊圈、金屬絲網(wǎng)和框架夾緊在一起，不允許采用含鉻或鍍鋅墊圈，墊圈應(yīng)采用未涂敷的，見圖3(a)。

② 在被焊位置的墊圈上部放置一個更大的墊圈作為散熱片。上墊圈應(yīng)具有一個比下墊圈更大的孔，以避免上墊圈也被焊接在一起。然后通過墊圈的兩個孔進(jìn)行塞焊，應(yīng)使焊縫處于下墊圈部分。操作者可以采取一些其他的方法得到足夠的熱量并進(jìn)行焊接，注意要防止周圍屏柵或金屬絲網(wǎng)燒穿，見圖3(b)和（c）。

③ 另一種方法是采用一個帶孔的金屬板條，將孔對準(zhǔn)需要焊接的部位，并放置散熱墊圈，然后進(jìn)行塞焊。

三、焊接構(gòu)件的修補(bǔ)

1、除了采用常用的啟釘器，還有哪些方法可以移除損壞或生銹的螺釘？這里主要介紹兩種方法。

① 如果安裝的螺釘在加熱時不會損壞，可以用氧－乙炔焊炬加熱戀螺母及其裝配件直到紅熱狀態(tài)，然后迅速水淬以利于清除螺釘，在這個過程中可能需要幾次的加熱，冷淬循環(huán)過程。

② 如果螺釘槽、螺母或牙槽損壞或丟失，可以在螺釘頭的上部（或殘余部分）放置一個螺母，旋緊螺母，然后采用任何焊接方法在螺母和螺釘?shù)膬?nèi)部填充金屬。這樣就會將螺母和螺釘殘余部分連接起來，然后在螺母上放置扳手或牙鉗，迅速拔出螺釘。采用這種方法有利于提供一個新的握力點(diǎn)并可利用熱量使螺釘緊固，用焊接方法移除固定螺釘?shù)臍堄嗖糠质疽馊鐖D4所示。

2、如果有一個磨損的曲軸，用焊接進(jìn)行修復(fù)加固的最好方法是什么？

修復(fù)磨損的曲軸時可以采用熔化極氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)焊或鎢極氬弧焊方法。但是要得到滿意的堆焊焊道形狀，必須注意以下4方面的要求。

① 使堆焊焊道方向與曲軸軸線平行。

② 先在曲軸下部堆焊一條焊道，然后旋轉(zhuǎn)曲軸180°堆焊下一條焊道，這樣可以平衡焊接應(yīng)力，并可顯著消除焊接熱變形。應(yīng)注意的是，在第一條焊道上進(jìn)行順序堆焊將會引起曲軸翹曲。該堆焊工藝適合于對滾輪曲軸進(jìn)行修復(fù)和焊補(bǔ)。

③ 兩條焊道之間必須保持30%～50%的熔敷金屬重疊量，以保證焊接修復(fù)后機(jī)加工時保持焊道表面的平滑。

④ 采用手工電弧焊和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊時，必須用毛刷或切削的方法清理焊道之間殘留的焊劑。

除上述曲軸修復(fù)方法，還可以采用在曲軸的每90°位置增加一條堆焊焊道，以進(jìn)一步減小焊接變形。在青銅或銅制零部件修復(fù)中，添加釬縫金屬比采用堆焊的方法在消除應(yīng)力和變形方面更加有利。用焊接方法修復(fù)磨損曲軸的示意見圖5。

3、如果有一個鋼制軸承件卡在設(shè)備中，并且不想報廢該設(shè)備，應(yīng)如何采用焊接方法進(jìn)行去除軸承？

首先在軸承的內(nèi)表面焊接一條焊道，靠焊道拉伸力減小軸承直徑，外加焊接過程的熱量應(yīng)可使軸承活動。直徑10cm的管如果在內(nèi)表面布滿焊道將會使鋼管直徑收縮1.2mm。采用焊接方法清除卡住軸承的示意如圖6所示。

4、油罐或船板結(jié)構(gòu)經(jīng)常會產(chǎn)生裂紋，應(yīng)如何防止？

解決方法首先在裂紋末端鉆一個小孔，以利于在較大的范圍內(nèi)分散末端的應(yīng)力，然后焊接一系列長度不等的多道焊縫，增加裂紋前端鋼板的強(qiáng)度。

四、加強(qiáng)板的定位及加厚

1、焊接加強(qiáng)板經(jīng)常被焊接到鋼板（基板）的表面，加強(qiáng)板外邊緣的角焊縫容易使加強(qiáng)板的中心部位翹起，離開鋼板表面并產(chǎn)生角變形，如圖8(a)所示。這種現(xiàn)象會增加機(jī)加工和車削加工的難度，應(yīng)如何解決這個問題？

解決方法是在加強(qiáng)板中間部位采用塞焊或槽焊，將加強(qiáng)板表面與基板表面貼緊，消除變形以利于進(jìn)行機(jī)械加工。采用塞焊或槽焊方法定位加強(qiáng)板示意如圖8(b)所示。

2、有時在基板的小區(qū)域內(nèi)需要對基板加厚，但加厚區(qū)域不能超過整個基板的面積，應(yīng)如何解決？

解決方法是將一厚板金屬嵌入基板需要加厚的部位，然后采用焊接方法進(jìn)行固定。在基板上嵌入厚板的示意見圖9。這樣可以給后續(xù)的機(jī)械加工、鏜削加工或鉆孔提供足夠的厚度，并可以代替設(shè)備中的大厚度零件或鑄造件。

3、增強(qiáng)平板的剛性以承載負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)方法是什么？

增強(qiáng)平板的剛性以承載負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)方法是在平板上垂直焊接一系列的角鋼，添加角鋼加強(qiáng)筋以增強(qiáng)平板剛性，如圖所示。