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各種壓焊方法的共同特點(diǎn),是在焊接過程中施加壓力,而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法,如擴(kuò)散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有像熔焊那樣的,有益合金元素?zé)龘p和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡(jiǎn)化了焊接過程,也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。作為一種工業(yè)技術(shù),焊接的出現(xiàn),迎合了金屬藝術(shù)發(fā)展對(duì)新的工藝手段的需要。同時(shí)由于加熱溫度比熔焊低、加熱時(shí)間短,因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的接頭。
金屬焊接藝術(shù),可以作為一種相對(duì)獨(dú)立的藝術(shù)形式,以分支的方式從傳統(tǒng)的金屬藝術(shù)中分離出來,這是因?yàn)楹附泳哂兴囆g(shù)性。焊瘤焊接,可以產(chǎn)生豐富的藝術(shù)創(chuàng)作的表現(xiàn)語言。焊接通常是在高溫下進(jìn)行的,而金屬在高溫下,會(huì)產(chǎn)生許多美妙豐富的變化。4、激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時(shí)間與空間分光,可以切換裝置將激光束傳送舉多個(gè)工作站,因此,能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。金屬母材會(huì)發(fā)生顏色變化和熱變形(即焊接熱影響區(qū)) ;焊絲熔化后會(huì)形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接藝術(shù)中更是經(jīng)常被應(yīng)用。
焊接原理
預(yù)熱。
預(yù)熱能降低焊后冷卻速度 ,有利于降低中碳鋼熱影響區(qū)的高硬度,防止產(chǎn)生冷裂紋,這是焊接中碳鋼的主要工藝措施。預(yù)熱還能改善接頭塑性,減小焊后殘余應(yīng)力。通常,35和45鋼的預(yù)熱溫度為150~250℃。發(fā)展聯(lián)合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合,可以制成大型、經(jīng)濟(jì)合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)效益很高。含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時(shí),可將預(yù)熱溫度提高至250~400℃。若焊件太大,整體預(yù)熱有困難時(shí),可進(jìn)行局部預(yù)熱,局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150~200mm。
焊條條件。
許可時(shí)優(yōu)先選用酸性焊條。
坡口形式。
將焊件盡量開成U形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產(chǎn)生。
工藝參數(shù)。
由于母材熔化到一層焊縫金屬中的比例高達(dá)30%左右,所以一層焊縫焊接時(shí),應(yīng)盡量采用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深,也就是我們通常說的灼傷(電流過大時(shí)母材被燒)。
熱處理。
焊后應(yīng)在200-350℃下保溫2-6小時(shí),進(jìn)一步減緩冷卻速度,增加塑性、韌性,并減小淬硬傾向,消除接頭內(nèi)的擴(kuò)散氫。所以,焊接時(shí)不能在過冷的環(huán)境或雨中進(jìn)行。焊后對(duì)焊件立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理,特別是對(duì)于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴(yán)厲條件下(動(dòng)載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應(yīng)如此。在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚,但發(fā)展速度很快。焊后消除應(yīng)力的回火溫度為600~650℃,保溫1-2h,然后隨爐冷卻。若焊后不能進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理,應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理。
焊接的焊件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力狀態(tài)
a) 對(duì)異形加工結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、剛性大及大厚度焊件,由于焊接過程中產(chǎn)生很大的應(yīng)力,容易使焊縫產(chǎn)生裂紋,應(yīng)選用抗裂性能好的低氫型焊條。
b) 對(duì)焊接部位難以清理干凈的焊件,應(yīng)選用氧化性強(qiáng),對(duì)鐵銹、氧化皮、油污不敏感的酸性焊條。
c) 對(duì)受條件限制不能翻轉(zhuǎn)的焊件,有些焊縫處于非平焊位置,應(yīng)選用全位置焊接的焊條。