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减少焊接变形的焊接工艺

发布时间:2021-03-20 浏览次数:1

预防和减少焊接变形的方法必须考虑焊接工艺设计以及在焊接时克服冷热循环的变化。收缩无法消除,但可以控制。

减少收缩变形的途径有以下几方面。

1 勿过量焊接

越多的金属填充在焊接点会产生较大的变形力。正确制定焊缝尺寸,不仅能得到较小的焊接变形,还可节省焊材和时间。填充焊缝的焊接金属量应小,焊缝应呈平坦或微凸形,过量的焊接金属不会增加强度。反而会增加收缩力,增加焊接变形。

2 间断焊缝

另一种减少焊缝填充量的途径是较多地采用间断焊接。如焊接加强板,间断焊接可减少75%的焊缝填充量,同时也能所需强度。

3 减少焊道

采用粗焊丝、少焊道焊接比采用细焊丝、多焊道焊接变形小。多焊道时每一焊道引起的收缩累计增加了焊缝总的收缩。由图可知,少焊道、粗焊条焊接工艺比多焊道、细焊条焊接的工艺效果。

注意:采用粗焊丝、少焊道焊接或细焊丝、多焊道焊接工艺依据材质而定,一般低碳钢、16Mn 等材质适用粗焊丝、少焊道焊接,不锈钢、高碳钢等材质适用细焊丝、多焊道焊接

4 反变形技术

焊接前使零件预先向焊接变形的相反方向弯曲或倾斜放置(仰焊或立焊除外),。反变形的预置量需经过试验确定。预弯、预置或预拱焊接零件是利用反向机械力,抵消焊接应力的一种简单方法。当工件预置时,产生使工件与焊缝收缩应力相反的变形。焊前的预置变形与焊后变形相互抵消,使焊接工件成为理想平面。

另一个常用的平衡收缩力的方法是将同样的焊接工件相对放置,并将其夹紧。预弯也可采用此种方法,在夹紧前,将楔子放置在工件的适当位置。

特殊的重型焊接工件由于自身刚性或零件相互位置能产生所需的平衡力,如没有产生这些平衡力,就需利用其他方法来平衡焊接材料的收缩力,以达到相互抵消的目的。

平衡力可以是其他收缩力、利用工装夹具形成机械约束力、部件装焊顺序排列的约束力、重力形成的约束力。

5 焊接顺序

根据工件的结构形式确定合理的组装顺序,使工件结构在同一位置收缩。在工件中和轴处开双面坡口,采用多层焊接,并确定双面焊接顺序。在角焊缝中采用间断焊接,第1 道焊接中的收缩由第2 道焊接中的收缩平衡。

工装夹具可在所需的位置固定工件,增加刚性,减小焊接变形。这一方式广泛用于小工件或小型组件的焊接,由于增大了焊接应力,只适用于塑性较好的低碳钢结构。

6 焊后去除收缩力

敲击是抵消焊缝收缩力的一种方法,如同焊缝冷却。敲击将使焊缝延伸,变得更薄,从而消除应力(弹性变形)。但是,使用这种方法必须注意,焊缝根部不能敲击,敲击时可能产生裂纹。通常,敲击也不能用在盖面焊道上。

因为,盖面层可能有焊缝裂纹,影响焊缝检测,产生硬化效果。所以,技术的利用是有限的,甚至有实例要求在焊道敲击中仅在多层焊道内(打底焊和盖面焊除外)敲击以解决变形或裂纹问题。

热处理也是去除收缩力的方法之一,控制工件的高温和冷却;有时同样工件背靠背夹装、焊接,以这种校直条件来消除应力,使工件残余应力小。

6 减少焊接时间

焊接时产生受热和冷却,传输热量时也需要时间。因此,时间因素也影响变形。通常,希望体积大的工件受热膨胀之前,焊接尽快完成。焊接工艺,如焊条的类型和尺寸、焊接电流、焊接速度等影响焊接工件收缩和变形的程度。机械化焊接设备的使用减少了焊接时间和受热引起的变形量。

二、减少焊接变形的其他方法

1 水冷块

很多技术都可用来控制特殊焊接工件的焊接变形。例如,在薄板焊接中,采用水冷块可带走焊接工件的热量。采用铜焊或锡焊将铜管焊接到铜制夹具,通过水管进行循环冷却,以减少焊接变形。

2 楔形块定位板

“定位板”是钢板对焊时的一种有效控制焊接变形的技术,如图 所示。定位板的一端焊在工件的一块板上,另一端将楔形块楔入压板,甚至可采用多个定位板排列,以保持焊接时对焊接钢板的定位、固定。

3 消除热应力

除特殊情况外,采用加热来消除应力不是正确的方法,应在工件焊接完成前进行预防或减少焊接变形。

三、结论

为了减少焊接变形和残余应力的影响,设计和焊装工件时应注意以下几点:

(1)不进行过量焊接;

(2)控制好工件的定位;

(3)尽可能采用间断焊接,但应满足设计要求;

(4)尽可能采用小的焊脚尺寸;

(5)对于开坡口焊接,应使接头的焊接量小,并考虑双边坡口替代单边坡口接头;

(6)尽可能采用多层多焊道焊替代单层双边焊交替焊接。在工件中和轴处开双面坡口焊接,采用多层焊,并确定双面焊接顺序;

(7)采用多层少焊道焊接;

(8)采用低热输入焊接工艺,意味着较高的熔敷率和较快的焊接速度;

(9)采用变位机使工件处于船形焊位置。船形焊位置可使用大直径的焊丝和高熔敷率的焊接工艺;

(10)尽可能在工件的中和轴设置焊缝,并对称施焊;

(11) 尽可能地通过焊接顺序和焊接定位使焊接热量均匀扩散;

(12)向工件的无约束方向焊接;

(13)使用夹具、工装和定位板进行调整、定位。

(14)向收缩的相反方向预弯工件或预置焊缝接头。

(15)按序列分件焊装和总焊装,可使焊接围绕中和轴一直保持平衡。


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袋式除尘器一般由主机、过滤元件(除尘布袋)及反吹控制等辅助系统组成。其中除尘布袋是袋式除尘器的核心组件,其材质、缝制、使用和维护关系到整个系统的高效稳定运行, 除尘系统的风量、含尘浓度、负荷均衡、烟气温度与湿度、腐蚀性等因素均可能造成除尘布袋破损失效。在除尘布袋破损失效的多种类型中,磨损是常见的类型,且与除尘器的设计、制造及应用密切相关。 除尘布袋破损失效的类别及其成因 常见的除尘布袋破损失效主要有磨损、烧损和腐蚀。 滤袋磨损是指除尘布袋使用过程中,因反复的过滤与反吹状态切换,布袋鼓胀与收缩, 布袋与除尘骨架或其它构件间产生相对运动,高速含尘气流的冲刷等造成局部磨损。 除尘布袋烧损是由于所处理的烟气异常高温、或高温尘粒,温度高于滤料的耐受温度, 使受高温部位的滤料造成损伤以致破损。 滤袋腐蚀是因烟气中的有害成分引起滤料的化学反应,造成滤料的机械性能下降而破损失效。滤袋的腐蚀多出现在烟气成分超标工况,可分为气体腐蚀和液体腐蚀,有害气体成分在存在液体的情况下,更易于造成滤袋的损害。 因烟气中存在液态成分(如结露),与粉尘形成糊状物质,堵塞滤袋空隙,造成糊袋导致除尘失效。 除尘布袋磨损的预防和处理 除尘布袋磨损是布袋破损失效的主要类型,其它破损类型造成破损的小孔洞之后,含尘气流的冲刷也产生进一步的磨损。磨损与袋式除尘器结构设计、气流组织、反吹清灰等密切相关。除尘滤袋磨损的发生部位分为下列五种情况:滤袋袋口、滤袋袋身、滤袋下部、滤袋袋底和滤袋内侧,不同部位发生磨损的情况及其因素不同,解决方法也不同。 除尘布袋袋口部位的磨损 布袋袋口部位磨损多在袋口向下400mm以内,破损痕迹多为从内向外。这类磨损初期主要是由于脉冲反吹的压缩空气偏离滤袋中心,直接冲刷滤袋侧壁造成的。在偏离一边的压缩空气不断冲刷下,滤袋内侧面层先被压缩空气吹脱落,然后基布被吹漏,田后过滤面也被吹漏。当滤袋一侧破损后,破损处阻力下降,含尘烟气会快速从破损处进 入,冲刷破损处对角,形成新的空洞和新的含尘烟气入口,不断增多的空洞田终造成袋 口环状破损,严重的时候甚至袋头和袋身分离。此类破损主要是压缩空气压力过高、喷 吹短管歪斜、花板变形等原因造成,一旦发现这类磨损,在换上新布袋前,应对反吹喷。 滤袋袋身位磨损 除尘布袋袋身的磨损,常见滤袋中部竖向条状磨损痕迹,分几种情况: 如果破损痕迹由内向外,破损在袋笼竖筋接触处,说明是袋笼竖筋脱焊或锈蚀,将滤袋磨断或喷吹压力过高、喷吹过于频繁,使滤袋与袋笼接触位置折叠断裂造成破损。通过更换袋笼或调整喷吹装置可解决此类磨损问题。 如果破损痕迹由外向内,破损在袋笼竖筋接触处。往往可见滤袋外部(相邻滤袋或箱体构件)有与滤袋磨碰的痕迹。这类磨损是袋笼变形或滤袋安装偏小,滤袋直径偏大或松弛,引起滤袋与滤袋、滤袋与除尘器箱体构件之间接触,在反吹过程中因滤袋的膨胀相互磨擦使其磨损。一般需更换袋笼,并安装质量。袋式除尘器设计过程中,应避免滤袋间距及滤袋与箱体结构间的距离过小。 除尘布袋下部磨损 滤袋下部机械磨损:滤袋下部外侧磨损多见于滤袋底部向上300mm以内,磨损多在一侧,下部田为严重,向上逐步减轻。局部缝纫线会被磨断,没有受到磨损的位置缝纫线强力良好。此类磨损多由于花板变形、孔间距过小、袋笼变形、滤袋过长等原因造成。个别有滤袋和除尘器箱壁磨擦破损的。此类破损需严格检查花板水平度,且应使用制作精良的袋笼。 滤袋下部的环状磨损:在滤袋下部由外而内形成环状磨损空洞。这类磨损是由于含尘烟气对滤袋局部的冲刷造成的,说明滤袋局部的气流速度过大。多见于过滤风速较高的除尘器或磨琢性较强的粉尘,当滤袋一侧破损后,烟尘冲刷破损对角,随着时间推移破损不断扩大,滤袋破损严重可导致滤袋环形断裂。 滤袋下部内侧磨损:多见于与袋笼接触位置,多数是袋笼和袋笼底直径相差太大,造成滤袋清灰和过滤时变换幅度过大,和袋笼磨擦破损。更换袋笼即可解决。 滤袋底部磨损 滤袋底部外侧磨损:破损表面有明显磨损痕迹。底部缝纫线、滤料基布被磨断,严重时袋底破损或整体脱落。这类磨损是由于灰斗内料位过高,气流扬起尘粒直接冲刷袋底,造成磨损。通过加大灰斗卸灰量、调整除尘器灰斗卸灰工作制度,避免粉尘堆积过 高,可避免灰斗内形成涡流磨损滤袋。 滤袋底部内侧磨损多见于袋笼底部过小或滤袋过长,袋笼只能制撑袋底局部。滤袋清灰和过滤时切换时造成滤袋底部晃动,导致滤袋底内侧磨损。 除尘布袋内侧磨损 滤袋内侧破损多是袋笼外径和滤袋内径相差过大,造成滤袋清灰和过滤切换时摆动幅度过大,滤袋内侧与袋笼摩檫,造成滤袋内侧磨损。 滤袋内侧破损位置在袋笼处,磨损处有锈蚀痕迹,多是袋笼腐蚀后表面形成有棱角的氧化层,此时的袋笼表面有如砂纸,每清灰一次就会严重磨擦滤袋一次,田终磨损滤袋。使用与滤袋匹配的袋笼可避免滤袋内侧磨损。 除尘布袋是整个除尘器的心脏,滤袋的失效会使得整台设备无法正常运行。滤袋的磨损主要与除尘器的设计与应用、制造、安装质量有关。磨损过程是从局部开始的,但是只要形成了小的磨损孔,将很快扩散,造成的滤袋损坏。因此,加强运行过程中的检查、检测,及早发现小的磨损,也是避免造成大规模滤袋磨损的重要因素。  废气处理设备 废气处理设备 布袋除尘器 废气处理设备 废气处理设备 废气处理设备