不銹鋼在我國的使用量正逐年增加,不銹鋼的使用量由1988年的30萬噸增加到2000年的165萬噸,年增長率為15.26%。而在不銹鋼的使用中以薄板為主,2000年薄板的消費量為91萬噸,占到使用總量的一半。而且薄壁不銹鋼板也已經(jīng)應用到國民生產(chǎn)和生活的各個領域,如:食品加工行業(yè),主要制造食品加工機械;壓力容器行業(yè),主要是機電和化工部門;電力工業(yè)。另外還有一些其它行業(yè):廚房設備、建筑裝潢、家用電器和汽車行業(yè)等。在這些行業(yè)中,不銹鋼的焊接是產(chǎn)品生產(chǎn)的一個重要工序,焊接質量的好壞直接決定產(chǎn)品的質量。本文主要闡明如何從控制焊接變形以及控制焊接成本來從優(yōu)選取薄壁不銹鋼板焊接工藝及方法。
1、 不銹鋼薄板的焊接分析
不銹鋼薄板的焊接由于其自身拘束度小、導熱系數(shù)小(約為普低鋼的1/3),線膨脹系數(shù)較大,當焊接溫度變化較快時,則產(chǎn)生的熱應力大,很容易出現(xiàn)燒穿和焊接變形(大多為波浪變形)等缺陷。
2、焊接熔池受力狀況
熔池主要受到的作用力有:電弧作用力P熔池金屬重力Q;熔池金屬表面張力F。當熔池金屬體積、質量、熔寬一定時,熔池深度取決于電弧力P的大小,熔深和電弧力又與焊接電相關,熔寬則由電弧電壓決定。隨著熔池體積的增大,表面張力F也隨著增大,表面張力不能平衡電弧作用力F和熔池金屬重力Q,此時,熔池金屬會下流,造成熔池燒穿。電弧作用力P和熔池金屬重力Q是使熔池燒穿的力,表面張力F是阻止熔池下塌或燒穿的力。為使薄板焊接不致于燒穿,必須想辦法提高金屬熔池的表面張力F,要提高表面張力F,須控制熔池的熱輸入,即線能量。
3、 焊接工件的變形
不銹鋼薄板拘束度較小,在焊接過程中受到局部加熱、冷卻作用,形成了不均勻的加熱、冷卻,焊件會產(chǎn)生不均勻的應力和應變,焊縫的縱向縮短對薄板邊緣的壓力超過一定值時,即會產(chǎn)生較嚴重的波浪式變形,影響工件的外形質量。
4、解決不銹鋼薄板焊接時產(chǎn)生的過燒、燒穿、變形、變色的主要措施有:
(1)嚴格控制焊接接頭上的熱輸入量,選擇合適的焊接方法和工藝參數(shù)(主要有焊接電流、電弧電壓、焊接速度)。
(2)裝配尺寸力求 ,接口間隙盡量小。間隙稍大容易燒穿,或形成較大的焊瘤。
(3)必須采用精裝夾具,夾緊力平衡均勻。焊接不銹鋼薄板關鍵要注意:嚴格控制焊接接頭上的線能量,力求在能完成焊接的前提下盡量減小熱量輸入,從而減小熱影響區(qū),避免上述缺陷的出現(xiàn)。
5、不銹鋼薄壁焊機
輸出電壓低（5-20伏）屬于阻焊電源；（舉例氬弧焊輸出電壓約75付左右）不銹鋼薄壁焊機是電阻焊的范圍，特點是焊接時，可以根據(jù)板材厚度選擇合適的電流和脈沖時間，精準的控制受熱溫度。并且瞬間出弧瞬間熔化工件的。因而溫度不高，不會做成被焊工件的過熱或變形。
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