常溫環(huán)境的優(yōu)勢
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認為 15 - 25℃),焊接質(zhì)量相對更易。此時(shí),焊縫的冷卻速度適中,既能避免過(guò)快冷卻產(chǎn)生淬硬組織和過(guò)大應力,又不會(huì )因過(guò)慢冷卻導致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩定,藥皮能正常發(fā)揮保護和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩定的焊縫。
常見(jiàn)型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類(lèi)型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構件以及強度要求不高的碳鋼結構,如一般的建筑結構、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度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強度級別較高的低碳鋼構件,如壓力容器、橋梁等對焊接質(zhì)量要求較高的結構。
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構,特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場(chǎng)合,如野外施工等。
濕度對碳鋼焊條焊接質(zhì)量的影響主要體現在對焊縫氣孔、裂紋傾向、力學(xué)性能以及電弧穩定性等方面。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定性。因為水分會(huì )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(guò)程更加平穩,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(guò)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(zhù)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(guò)低時(shí),焊接冷卻速度過(guò)快,焊縫及熱影響區易形成淬硬組織,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,這種現象更為明顯。
增大焊接應力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過(guò)程中焊縫金屬與周?chē)覆牡臏夭罡?。焊接后,焊縫收縮時(shí)受到低溫母材的約束,會(huì )產(chǎn)生較大的焊接應力。當應力超過(guò)材料的屈服強度時(shí),就可能導致焊接接頭出現裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應力集中部位。
影響焊條性能:低溫會(huì )使焊條的藥皮變脆,在焊接過(guò)程中可能出現藥皮脫落的現象,影響藥皮對焊縫的保護作用和冶金反應效果。此外,低溫還會(huì )使焊條的引弧和穩弧性能變差,電弧穩定性降低,導致焊接過(guò)程不穩定,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構焊接時(shí)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,焊縫金屬含氧量較多,同時(shí)使合金元素燒損較大。
高濕度環(huán)境(相對濕度 60%)
氣孔數量增加: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(huì )分解成氫氣和氧氣進(jìn)入熔池。氫氣在熔池冷卻過(guò)程中來(lái)不及逸出,就會(huì )在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強度。
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散聚集,當應力達到一定程度時(shí),就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強度碳鋼或厚板時(shí),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(huì )導致焊縫的力學(xué)性能下降,如強度、韌性和塑性等指標可能達不到設計要求。
電弧穩定性變差:過(guò)多的水分會(huì )使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護效果和穩弧性能,導致電弧燃燒不穩定,焊接過(guò)程中容易出現斷弧、飛濺等現象,影響焊縫的成型質(zhì)量和焊接效率。
當相對濕度超過(guò) 90% 時(shí),一般不建議進(jìn)行焊接作業(yè),否則需采取嚴格的除濕措施,如對焊件和焊條進(jìn)行烘干、使用除濕設備降低環(huán)境濕度等,以焊接質(zhì)量。