1水泥桿子的特點
1.1水泥桿成本低、使用壽命長,組裝方便,運行維護工作量小,被廣泛用于輸電線路和變電站。
1.2由于水泥桿重量大,焊縫的質(zhì)量是關(guān)鍵,加之受野外施工現(xiàn)場環(huán)境影響大,質(zhì)量檢驗手段單一,超聲波探測不便隨工檢驗,因此,對焊接質(zhì)量難以把握。
1.3受野外環(huán)境影響,自動焊、半自動焊難以施展,一般都采用手弧焊或氣焊操作,操作人員的技術(shù)直接影響焊接質(zhì)量。因此對焊工的技術(shù)要求嚴(yán)格。
2影響焊接質(zhì)量的因素
2.1材料因素
材料因素包括焊件本身和所使用的焊接材料,如電弧焊時的焊條;氣焊時的焊絲等。它們在焊接時都參與熔池或半熔化區(qū)內(nèi)的冶金過程,直接影響焊接質(zhì)量。母材或焊接材料選用不當(dāng)時,會造成焊縫金屬化學(xué)成分不合格,機械性能和其它使用性能降低;還會出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷,會使結(jié)合性能變差。由此可見,正確選用焊件和焊接材料,是保證焊接質(zhì)量良好的重要基礎(chǔ),必須十分重視。
2.2工藝因素
對于同一焊件,當(dāng)采用不同的焊接工藝方法和工藝措施時,所表現(xiàn)的焊接性也不同。焊接質(zhì)量差異很大。
2.2.1焊接方法對焊接質(zhì)量的影響,首先表現(xiàn)在焊接熱源能量密度大小、溫度高低以及熱輸入量多少。
2.2.2工藝措施對防止焊接接頭缺陷,提高使用性能也有重要作用。如焊前預(yù)熱、焊后緩冷和去氫處理等,它們對防止熱影響區(qū)淬硬變脆,降低焊接應(yīng)力,避免氫致冷裂紋是比較有效的措施。另外,如合理安排焊接順序能減小應(yīng)力變形。
2.3結(jié)構(gòu)因素
焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計會影響應(yīng)力狀態(tài),從而對焊接質(zhì)量也發(fā)生影響。應(yīng)使焊接接頭處于剛度較小的狀態(tài),能夠自由收縮,有利于防止焊接裂紋。缺口、截面突變、焊縫余高過大、交叉焊縫等都容易引起應(yīng)力集中,要盡量避免。不必要地增大焊件厚度或焊縫體積,就會產(chǎn)生多向應(yīng)力,也應(yīng)注意防止。
2.4使用條件
焊接結(jié)構(gòu)的使用條件是多種多樣的,有高溫、低溫下工作,腐蝕介質(zhì)中工作及在靜載或動載條件下工作等。當(dāng)在高溫工作時,可能產(chǎn)生蠕變;低溫工作或沖擊載荷工作時,容易發(fā)生脆性破壞;在腐蝕介質(zhì)下工作時,接頭要求具有耐腐蝕性??傊?,使用條件越不利,焊接質(zhì)量就越不容易保證。
2.5焊接變形
焊接變形是焊接過程中不可避免的問題,它不但影響結(jié)構(gòu)尺寸的準(zhǔn)確和外形美觀,而且有可能降低結(jié)構(gòu)的承載能力。工件上出現(xiàn)了變形,就要花費許多工時去矯正。有時變形太大,甚至無法矯正,造成廢品。因此掌握焊接變形的規(guī)律和控制焊接變形具有十分重要的意義。
2.6操作人員的素質(zhì)
手工電弧焊焊接質(zhì)量很大程度上決定于焊工的技術(shù)水平。同一根焊條,不同的焊工所焊接的質(zhì)量差異會很大,既就是同一個人,由于心情、環(huán)境等因素的影響,焊接質(zhì)量也會有較大差別。
3提高水泥桿焊接質(zhì)量的途徑
3.1材料的選用
目前,水泥桿子的焊口鋼圈普遍采用的鋼材是Q-235,我們一般選用J422焊條和H08或H08A焊絲。這種焊接材料對鐵銹、油污和氧化皮敏感性小,抗氣孔能力較強。特別適合受野外條件限制而無法清理干凈焊口處的鐵銹、油污和氧化皮等贓物的環(huán)境下作業(yè)。另外,該種焊絲成本低,焊接過程蒸發(fā)的有害氣體少,有利于保障焊工的身體健康。
在選擇所使用的焊條、焊絲等材料時,應(yīng)辨識有無產(chǎn)品質(zhì)量合格證,凡無質(zhì)量合格證或?qū)ζ滟|(zhì)量有懷疑時,應(yīng)按批號抽樣檢驗,合格者方可使用。
3.2工藝的改進
嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作工藝是每一個焊接施工人員和技術(shù)人員的根本職責(zé),也是控制質(zhì)量和安全的有效手段。技術(shù)人員應(yīng)認真監(jiān)督焊接工藝的執(zhí)行。焊工必須按照工藝規(guī)范施工,未經(jīng)焊接技術(shù)人員同意,任何人不得隨意改變工藝。以防影響焊接質(zhì)量。
3.2.1坡口準(zhǔn)備
一般水泥桿的坡口開成V型坡口,角度為60~90度即可。這種坡口形狀上大下小,焊接時具有視野清楚,便于用條,容易焊透等優(yōu)點。坡口及附近20mm左右的區(qū)域,用鋼絲刷或砂紙打光,直至露出金屬光澤。坡口鈍邊加工成2~3mm。
3.2.2定位焊
水泥桿組裝時,兩段桿子軸線中心必須對正,桿口內(nèi)外壁要齊平,避免產(chǎn)生錯口現(xiàn)象。考慮到焊接時焊縫冷卻收縮不均,所以使平焊位置的接口間隙大于仰焊位置的間隙1~2mm。接口間隙為2~3mm。定位焊3~4處為宜。定位焊縫長度20~30mm,余高約為3~5mm。
3.2.3焊接方法
水泥桿子的焊接常從桿口底部的仰焊位置開始,分兩半焊接。先焊的一半叫前半部,后焊的一半叫后半部。兩半部焊接都按照仰-立-平的順序進行,這樣操作有利于熔化金屬與熔渣很好的分離,焊縫成形較容易控制。
3.2.4焊接工藝參數(shù)
對于手工電弧焊,選用J422直徑3.2和4.0的焊條。焊接電流選擇:直徑3.2的為90~120A,直徑4.0的為140~160A。整個焊縫一般分三層焊接,焊接時應(yīng)力求使用短弧焊接。
對于氣焊,選用H08或H08A直徑4mm的焊絲。焊炬選用H01-20型,使用3號或4號焊嘴。火焰性質(zhì)選擇中性焰。
3.3設(shè)計合理的焊接結(jié)構(gòu)
在多層焊接時,應(yīng)使各層間的接頭錯開20~30mm以上,防止接頭缺陷影響焊接質(zhì)量。接頭錯口應(yīng)控制在2~3mm以內(nèi),錯口尺寸過大將大大減小焊縫的有效承載截面。對大直徑水泥桿子的焊接,有條件的可由倆焊工從兩邊同時焊接,而且中間最好不要停,以免加熱溫度不均勻造成的應(yīng)力集中、變形甚至裂紋等缺陷。
3.4作業(yè)環(huán)境條件改善
野外作業(yè),環(huán)境復(fù)雜,給焊接工作造成很大的影響。在有風(fēng)、小雨等天氣焊接時,要對焊口采取遮風(fēng)避雨措施,焊后應(yīng)使焊縫緩冷。寒冷的冬季焊接還應(yīng)焊前預(yù)熱,焊后緩冷,以減少冷裂紋的產(chǎn)生。在野外作業(yè)環(huán)境,焊縫銹蝕不容忽視,所以焊接完畢要清理干凈焊縫,以增加油漆的附著力。使用防風(fēng)遮雨棚、石棉保溫帶等措施可降低野外作業(yè)環(huán)境對焊接質(zhì)量的影響。
3.5焊接變形的預(yù)測和控制
3.5.1預(yù)測焊接變形的簡單方法:
多年來各國學(xué)者和專家都對焊接變形的預(yù)測進行了大量研究。預(yù)測焊接變形的主要方法有熱彈塑性法和殘余塑變法。對于較復(fù)雜的三維焊接結(jié)構(gòu),熱彈塑性法需要大容量的計算機和很長的運算時間,即使可能也是很不經(jīng)濟的。而殘余塑變法則可以通過較少的計算解決大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接變形問題,具有很強的生命力。
殘余塑變法認為焊后在焊縫及其近區(qū)存在的殘余塑變是產(chǎn)生焊接變形和殘余應(yīng)力的根源,其中最主要的是沿焊縫的縱向殘余塑性應(yīng)變和垂直焊縫的橫向殘余塑性應(yīng)變。
3.5.2控制焊接變形的主要措施
3.5.2.1減少不必要的填充量。接頭中焊縫金屬的量越多收縮力越大,引起的變形越大。
3.5.2.2使用斷續(xù)焊,選擇合理焊接順序減小變形。
3.5.2.3根據(jù)不同的要求決定多道焊的層數(shù)。多道焊的焊道層數(shù)越多,每層選用的線能量越小,疊加后的塑變區(qū)越小,縱向變形越小。
3.5.2.4反變形法。根據(jù)生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)生變形的規(guī)律,預(yù)先把焊件人為地制成一個變形,使這個變形與焊后發(fā)生的變形方向相反而數(shù)值相等,以達到防止產(chǎn)生殘余變形。這種方法在實際生產(chǎn)中使用較廣泛。
3.6提高操作人員技能
電氣焊屬于特殊工種,所以每個焊工必須接受《焊接氣割作業(yè)安全》和技術(shù)培訓(xùn),通過考試合格,獲取技術(shù)等級證書和安全培訓(xùn)合格證,才能持證上崗操作。有人把現(xiàn)代焊接比喻為“金屬的裁縫”,沒有好的裁縫,再好的原料也做不成漂亮的服裝。
4焊接檢驗
4.1焊接檢驗的重要性
焊接檢驗是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的過程中,每道工序都進行質(zhì)量檢驗,是及時消除該工序可能產(chǎn)生