常溫環(huán)境的優(yōu)勢
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認(rèn)為 15 - 25℃),焊接質(zhì)量相對更易。此時,焊縫的冷卻速度適中,既能避免過快冷卻產(chǎn)生淬硬組織和過大應(yīng)力,又不會因過慢冷卻導(dǎo)致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩(wěn)定,藥皮能正常發(fā)揮保護(hù)和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
常見型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構(gòu)件以及強(qiáng)度要求不高的碳鋼結(jié)構(gòu),如一般的建筑結(jié)構(gòu)、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強(qiáng)度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強(qiáng)度級別較高的低碳鋼構(gòu)件,如壓力容器、橋梁等對焊接質(zhì)量要求較高的結(jié)構(gòu)。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優(yōu)勢,適用于焊接各種碳鋼結(jié)構(gòu),特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場合,如野外施工等。
濕度對碳鋼焊條焊接質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在對焊縫氣孔、裂紋傾向、力學(xué)性能以及電弧穩(wěn)定性等方面。以下是不同濕度環(huán)境下焊接的具體影響:
低濕度環(huán)境(相對濕度低于 20%)
電弧穩(wěn)定性提升:低濕度環(huán)境下,空氣中水分含量少,焊條藥皮中的水分也相對較少,這有利于保持電弧的穩(wěn)定性。因為水分會分解產(chǎn)生氫氣等氣體,干擾電弧的正常燃燒,低濕度可減少這種干擾,使焊接過程更加平穩(wěn),有助于提高焊縫的成型質(zhì)量。
氣孔產(chǎn)生幾率降低:由于空氣中水分少,焊接過程中進(jìn)入熔池的氫含量較低,從而降低了氣孔產(chǎn)生的幾率。氫氣是導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因之一,低濕度環(huán)境有助于獲得致密的焊縫組織。
焊接環(huán)境溫度對碳鋼焊條的焊接質(zhì)量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產(chǎn)生淬硬組織:環(huán)境溫度過低時,焊接冷卻速度過快,焊縫及熱影響區(qū)易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現(xiàn)象更為明顯。
增大焊接應(yīng)力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過程中焊縫金屬與周圍母材的溫差更大。焊接后,焊縫收縮時受到低溫母材的約束,會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度時,就可能導(dǎo)致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應(yīng)力集中部位。
影響焊條性能:低溫會使焊條的藥皮變脆,在焊接過程中可能出現(xiàn)藥皮脫落的現(xiàn)象,影響藥皮對焊縫的保護(hù)作用和冶金反應(yīng)效果。此外,低溫還會使焊條的引弧和穩(wěn)弧性能變差,電弧穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質(zhì)量。
由于碳是造成晶間腐蝕的主要元素,因此要,不銹鋼的焊接應(yīng)該選用低碳或低碳的不銹鋼焊條,如奧102、奧132、奧002等焊條。對于沖擊韌性和抗裂性要求較高的重要結(jié)構(gòu)焊接時可否選用酸性焊條?酸性焊條藥皮中含有較多的氧化物,氧化性較強(qiáng),焊縫金屬含氧量較多,同時使合金元素?zé)龘p較大。
高濕度環(huán)境(相對濕度 60%)
氣孔數(shù)量增加:高濕度環(huán)境下,空氣中含有大量水分,在焊接電弧的高溫作用下,水分會分解成氫氣和氧氣進(jìn)入熔池。氫氣在熔池冷卻過程中來不及逸出,就會在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強(qiáng)度。
裂紋傾向增大:氫是引起碳鋼焊接冷裂紋的重要因素之一。高濕度環(huán)境使焊縫中的氫含量增加,氫原子在焊縫金屬中擴(kuò)散聚集,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度時,就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強(qiáng)度碳鋼或厚板時,這種裂紋傾向更為明顯。
力學(xué)性能下降:由于氣孔和裂紋等缺陷的存在,以及氫對焊縫金屬組織的影響,會導(dǎo)致焊縫的力學(xué)性能下降,如強(qiáng)度、韌性和塑性等指標(biāo)可能達(dá)不到設(shè)計要求。
電弧穩(wěn)定性變差:過多的水分會使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護(hù)效果和穩(wěn)弧性能,導(dǎo)致電弧燃燒不穩(wěn)定,焊接過程中容易出現(xiàn)斷弧、飛濺等現(xiàn)象,影響焊縫的成型質(zhì)量和焊接效率。
當(dāng)相對濕度超過 90% 時,一般不建議進(jìn)行焊接作業(yè),否則需采取嚴(yán)格的除濕措施,如對焊件和焊條進(jìn)行烘干、使用除濕設(shè)備降低環(huán)境濕度等,以焊接質(zhì)量。