焊接过程控制
为确保焊接质量的可追溯性,采用点温测量仪实时记录温度的变化,当不断填充焊接时,试样在空气中降温速度也逐渐放缓。在填充第5道焊缝后,立即测量,在焊缝熔合线处温度达到值,焊后4分钟(清理焊道药渣时间),再次测量,发现在热影响区,距焊缝10~30mm之间温度场达到值,温度通过热传递现象,点在慢慢向外围扩散,
经不断试验发现,当焊缝层间温度处150~ 250℃的区间,符合船舶铸钢焊接工艺。当不考虑热影响区的温度继续焊接后,经做弯曲试验,发现在母材热影响区试样直接断裂,出现母材脆化现象。当通过控制母材热影响区的温度,使之处于150~200℃区间焊接后,经弯曲试验,未出现母材脆化。拉伸、冲击也符合船舶建造工艺要求。
通常,不锈钢衬垫和普通钢衬垫只适用于铝合金平直焊缝的单面焊双面成形。由于5083铝合金硬度较低、易变形,使得这两个铝合金分段在装配过程中难免产生错边,焊缝直线度难以保证;而且,这两个分段有些铝合金结构在使用不锈钢衬垫或普通钢衬垫时由于位置受限难以粘贴。因此,我们提出采用陶瓷衬垫代替不锈钢衬垫和普通钢衬垫。
相对于不锈钢衬垫和普通钢衬垫来讲,陶瓷衬垫更易粘贴,拆卸方便,柔性更好,视粘贴长度需要长短可调,可一定程度上消除焊缝错变量和焊缝直线度对焊缝反面成型的影响,且焊接效率更高,焊接成本降低。试验研究表明,当采用合适的陶瓷衬垫并加上合理的焊接工艺可以做到单面焊双面成形,同时可获得质量较好的铝合金焊缝。
接接头埋弧焊时,焊件可以开V形、U形等坡口或开I形坡口,开V形、U形等坡口不仅为了保证熔深,还可以控制熔合比及成形等。正常情况下,埋弧焊开I形坡口可以一次焊透20mm以下的焊件,此时须留一定的间隙。一般情况下,板厚超过14~16mm且需焊透时须开V形、U形等坡口。
根部封底或根部打底的单面埋弧焊
由于受焊接结构的限制,不易采用双面焊接技术,可以采用在根部用焊条电弧焊等方法进行封底焊,然后采用埋弧焊进行焊接,这样可以焊缝能够焊透。
陶瓷衬垫在钢箱梁支座隔板焊接中的运用
在钢结构桥梁钢箱梁加工过程中,支座隔板与顶板、底板及腹板之间的焊缝通常为熔透焊缝,采用传统的背面清根有以下
几点问题:
(1)U肋与U肋之间距离较小,炭弧气刨不好操作,在气刨过程中铁屑还会回弹,操作者。
(2)支座隔板处通常两块隔板间距较小,内侧空间不能进行焊接和清根等施工操作。
支座隔板处陶瓷衬垫同样采用直角型,坡口方向朝向便于操作的一面,缝隙预留6~8mm,坡口周围按要求清磨干净。