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補(bǔ)償器的焊接工藝參數(shù)
在補(bǔ)償器的生產(chǎn)中,，焊接是作重要的工序，今天鑫科技術(shù)探頭補(bǔ)償器的焊接工藝參數(shù): 
        焊接工藝參數(shù)是指焊接時(shí),，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量 ( 例如：焊接電流,、電弧電壓、焊接速度,、熱輸入等 ) 的總稱,。焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要包括焊條直徑、焊接電流,、電弧電壓,、焊接速度和預(yù)熱溫度等。
1．4．1 焊條直徑
    焊條直徑是根據(jù)焊件厚度,、焊接位置,、接頭形式,、焊接層數(shù)等進(jìn)行選擇的。
    厚度較大的焊件,，搭接和 T 形接頭的焊縫應(yīng)選用直徑較大的焊條,。對(duì)于小坡口焊件，為了保證底層的熔透,，宜采用較細(xì)直徑的焊條,，如打底焊時(shí)一般選用Φ2.5mm 或Φ3.2mm 焊條。不同的焊接位置,，選用的焊條直徑也不同,，通常平焊時(shí)選用較粗的Φ(4.0～6.0)mm 的焊條，立焊和仰焊時(shí)選用Φ(3.2～4.0)mm 的焊條,；橫焊時(shí)選用Φ(3.2～5.0)mm 的焊條。對(duì)于特殊鋼材,，需要小工藝參數(shù)焊接時(shí)可選用小直徑焊條,。
    根據(jù)工件厚度選擇時(shí)，可參考表3-20,。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)規(guī)定的焊接電流范圍 ( 根據(jù)熱輸入確定 )參照表3—21焊接電流與焊條直徑的關(guān)系來決定焊條直徑,。
1．4．2 焊接電流
    焊接電流是焊條電弧焊的主要工藝參數(shù)，焊工在操作過程中需要調(diào)節(jié)的只有焊接電流,，而焊接速度和電弧電壓都是由焊工控制的,。焊接電流的選擇直接影響著焊接質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。
    焊接電流越大,，熔深越大,，焊條熔化快，焊接效率也高,，但是焊接電流太大時(shí),，飛濺和煙霧大，焊條尾部易發(fā)紅,，部分涂層要失效或崩落,，而且容易產(chǎn)生咬邊、焊瘤,、燒穿等缺陷,，增大焊件變形，還會(huì)使接頭熱影響區(qū)晶粒粗大,，焊接接頭的韌性降低,；焊接電流太小，則引弧困難,，焊條容易粘連在工件上,，電弧不穩(wěn)定,，易產(chǎn)生未焊透、未熔合,、氣孔和夾渣等缺陷,，且生產(chǎn)率低。
    因此,，選擇焊接電流時(shí),，應(yīng)根據(jù)焊條類型、焊條直徑,、焊件厚度,、接頭形式、焊縫位置及焊接層數(shù)來綜合考慮,。首先應(yīng)保證焊接質(zhì)量,，其次應(yīng)盡量采用較大的電流，以提高生產(chǎn)效率,。板厚較的,，T 形接頭和搭接頭，在施焊環(huán)境溫度低時(shí),，由于導(dǎo)熱較快,，所以焊接電流要大一些。但主要考慮焊條直徑,、焊接位置和焊道層次等因素,。
    1) 考慮焊條直徑 焊條直徑越粗，熔化焊條所需的熱量越大,，必須增大焊接電流,，每種焊條都有一個(gè)最合適電流范圍，表3-21是常用的各種直徑焊條合適的焊接電流參考值,。
    當(dāng)使用碳鋼焊條焊接時(shí),，還可以根據(jù)選定的焊條直徑，用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算焊接電流：
              I=dK
式中：I 一一焊接電流 (A) ：
      d——焊條直徑 (mm) ：
      K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù) (A／cra) ,，見表 3-20,。

表 3-20 焊接電流經(jīng)驗(yàn)系數(shù)與焊條直徑的關(guān)系 [9] 焊條直徑 d／mm 1.6 2～2.5 3.2 4～6 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K 20～25 25～30 30～40 40～50    2) 考慮焊接位置  在平焊位置焊接時(shí)，可選擇偏大些的焊接電流,，非平焊位置焊接時(shí),，為了易于控制焊縫成形，焊接電流比平焊位置小 10％～20％,。
    3) 考慮焊接層次  通常焊接打底焊道時(shí),，為保證背面焊道的質(zhì)量，使用的焊接電流較小,；焊接填充焊道時(shí),，為提高效率，保證熔合好,，使用較大的電流：焊接蓋面焊道時(shí),，防止咬邊和保證焊道成形美觀，使用的電流稍小些,。
    焊接電流—一般可根據(jù)焊條直徑進(jìn)行初步選擇,，焊接電流初步選定后，要經(jīng)過試焊,，檢查焊縫成形和缺陷,，才可確定。對(duì)于有力學(xué)性能要求的如鍋爐,、壓力容器等重要結(jié)構(gòu),，要經(jīng)過焊接工藝評(píng)定合格以后，才能最后確定焊接電流等工藝參數(shù),。
1．4．3 電弧電壓
當(dāng)焊接電流調(diào)好以后,，焊機(jī)的外特性曲線就決定了。實(shí)際上電弧電壓主要是由電弧長度來決定的,。電弧長，電弧電壓高,，反之則低,。焊接過程中，電弧不宜過長,，否則會(huì)出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定,、飛濺大、熔深淺及產(chǎn)生咬邊,、氣孔等缺陷：若電弧太短,，容易粘焊條。一般情況下,，電弧長度等于焊條直徑的0.5～1倍為好,，相應(yīng)的電弧電壓為16—25V。堿性焊條的電弧長度不超過焊條的直徑,，為焊條直徑的一半較好,，盡可能地選擇短弧焊；酸性焊條的電弧長度應(yīng)等于焊條直徑,。
1．4．4 焊接速度
    焊條電弧焊的焊接速度是指焊接過程中焊條沿焊接方向移動(dòng)的速度,，即單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長度。焊接速度過快會(huì)造成焊縫變窄,，嚴(yán)重凸凹不平,，容易產(chǎn)生咬邊及焊縫波形變尖,；焊接速度過慢會(huì)使焊縫變寬，余高增加,，功效降低,。焊接速度還直接決定著熱輸入量的大小，一般根據(jù)鋼材的淬硬傾向來選擇,。
1．4．5 焊縫層數(shù)
    厚板的焊接,，一般要開坡口并采用多層焊或多層多道焊。多層焊和多層多道焊接頭的顯微組織較細(xì),，熱影響區(qū)較窄,。前一條焊道對(duì)后一條焊道起預(yù)熱作用，而后一條焊道對(duì)前一條焊道起熱處理作用,。因此,，接頭的延性和韌性都比較好。特別是對(duì)于易淬火鋼,，后焊道對(duì)前焊道的回火作用,，可改善接頭組織和性能。
    對(duì)于低合金高強(qiáng)鋼等鋼種,，焊縫層數(shù)對(duì)接頭性能有明顯影響,。焊縫層數(shù)少，每層焊縫厚度太大時(shí),，由于晶粒粗化,，將導(dǎo)致焊接接頭的延性和韌性下降。
1．4．6 熱輸入
    熔焊時(shí),由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的熱量稱為熱輸入,。其計(jì)算公式如下：
                  Q=NLU/u
式中  Q——單位長度焊縫的熱輸入 (J／cm)
      I——焊接電流 (A) ,；
      U——電弧電壓 (V) ；
      u——焊接速度 (cm／s)
      n——熱效率系數(shù),，焊條電弧焊為 0.7～0.8,。
    熱輸入對(duì)低碳鋼焊接接頭性能的影響不大，因此,，對(duì)于低碳鋼焊條電弧焊—一般不規(guī)定熱輸入,。對(duì)于低合金鋼和不銹鋼等鋼種，熱輸入太大時(shí),，接頭性能可能降低：熱輸入太小時(shí),，有的鋼種焊接時(shí)可能產(chǎn)生裂紋。因此,，焊接工藝規(guī)定熱輸入,。焊接電流和熱輸入規(guī)定之后，焊條電弧焊的電弧電壓和焊接速度就間接地大致確定了。
    一般要通過試驗(yàn)來確定既可不產(chǎn)生焊接裂紋,、又能保證接頭性能合格的熱輸入范圍,。允許的熱輸入范圍越大，越便于焊接操作,。
1．4．7 預(yù)熱溫度
    預(yù)熱是焊接開始前對(duì)被焊工件的全部或局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施,。預(yù)熱可以減小接頭焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織,，減小焊接應(yīng)力及變形,。它是防止產(chǎn)生裂紋的有效措施。對(duì)于剛性不大的低碳鋼和強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼的一般結(jié)構(gòu),，一般不必預(yù)熱,。但對(duì)剛性大的或焊接性差的容易產(chǎn)生裂紋的結(jié)構(gòu)，焊前需要預(yù)熱,。
    預(yù)熱溫度根據(jù)母材的化學(xué)成分,、焊件的性能、厚度,、焊接接頭的拘束程度和施焊環(huán)境溫度以及有關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等條件綜合考慮,，重要的結(jié)構(gòu)要經(jīng)過裂紋試驗(yàn)確定不產(chǎn)生裂紋的最低預(yù)熱溫度。預(yù)熱溫度選得越高,，防止裂紋產(chǎn)生的效果越好,；但超過必需的預(yù)熱溫度，會(huì)使熔合區(qū)附近的金屬晶粒粗化,，降低焊接接頭質(zhì)量,，勞動(dòng)條件也將會(huì)更加惡化。整體預(yù)熱通常用各種爐子加熱,。局部預(yù)熱一般采用氣體火焰加熱或紅外線加熱,。預(yù)熱溫度常用表面溫度計(jì)測(cè)量,。
1．4．8 后熱與焊后熱處理
    焊后立即對(duì)焊件的全部 ( 或局部 ) 進(jìn)行加熱或保溫,，使其緩冷的工藝措施稱為后熱。后熱的目的是避免形成硬脆組織,，以及使擴(kuò)散氫逸出焊縫表面,，從而防止產(chǎn)生裂紋。
    焊后為改善焊接接頭的顯微組織和性能或消除焊接殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理稱為焊后熱處理,。焊后熱處理的主要作用是消除焊件的焊接殘余應(yīng)力,，降低焊接區(qū)的硬度，促使擴(kuò)散氫逸出,，穩(wěn)定組織及改善力學(xué)性能,、高溫性能等。因此，選擇熱處理溫度時(shí)要根據(jù)鋼材的性能,、顯微組織,、接頭的工作溫度、結(jié)構(gòu)形式,、熱處理目的來綜合考慮,，并通過顯微金相和硬度試驗(yàn)來確定。
    對(duì)于易產(chǎn)生脆斷和延遲裂紋的重要結(jié)構(gòu),，尺寸穩(wěn)定性要求高的結(jié)構(gòu),，以及有應(yīng)力腐蝕的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮進(jìn)行消除應(yīng)力退火：對(duì)于鍋爐,、壓力容器,，則有專門的規(guī)程規(guī)定，厚度超過一定限度后要進(jìn)行消除應(yīng)力退火,。消除應(yīng)力退火必要時(shí)要經(jīng)過試驗(yàn)確定,。鉻鉬珠光體耐熱鋼焊后常常需要高溫回火，以改善接頭組織,，消除焊接殘余應(yīng)力,。
    重要的焊接結(jié)構(gòu)，如鍋爐,、壓力容器等,，所制定的焊接工藝需要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，按所設(shè)計(jì)的焊接工藝而焊得的試板的焊接質(zhì)量和接頭性能達(dá)到技術(shù)要求后,，才子正式確定,。焊接施工時(shí)，必須嚴(yán)格按規(guī)定的焊接工藝進(jìn)行,，不得隨意更改,。前嚴(yán)格按照說明書的規(guī)定進(jìn)行烘焙，焊前清除焊件上的油污,、水分,，減少焊縫中氫的含量：選擇合理的焊接工藝參數(shù)和熱輸入，減少焊縫的淬硬傾向：焊后立即進(jìn)行消氫處理,，使氫從焊接接頭中逸出：對(duì)于淬硬傾向高的鋼材,，焊前預(yù)熱、焊后及時(shí)進(jìn)行熱處理,，改善接頭的組織和性能：采用降低焊接應(yīng)力的各種工藝措施,。
    (3) 再熱裂紋焊后，焊件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱 ( 消除應(yīng)力熱處理或其他加熱過程 ) 而產(chǎn)生的裂紋叫再熱裂紋,。
    產(chǎn)生的原因：再熱裂紋一般發(fā)生在含V,、Cr,、Mo、B 等合金元素的低合金高強(qiáng)度鋼,、珠光體耐熱鋼及不銹鋼中,，經(jīng)受一次焊接熱循環(huán)后，再加熱到敏感區(qū)域 ( 550～650℃范圍內(nèi) ) 而產(chǎn)生的,。這是由于第一次加熱過程中過飽和的固溶碳化物 ( 主要是V,、Mo、Cr,，碳化物 ) 再次析出,，造成晶內(nèi)強(qiáng)化，使滑移應(yīng)變集中于原先的奧氏體晶界,，當(dāng)晶界的塑性應(yīng)變能力不足以承受松弛應(yīng)力過程中的應(yīng)變時(shí),，就會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。裂紋大多起源于焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū),。再熱裂紋大多數(shù)產(chǎn)生于厚件和應(yīng)力集中處,，多層焊時(shí)有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。
    防止措施：在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下,，選擇低強(qiáng)度的焊條,，使焊縫強(qiáng)度低于母材，應(yīng)力在焊縫中松弛,，避免熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋：盡量減少焊接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中,；控制焊接熱輸入，合理地選擇熱處理溫度,，盡可能地避開敏感區(qū)范圍的溫度