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多層多道焊接

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1原理1.1焊接熱循環(huán)調(diào)整實(shí)施多層多道焊時(shí)，因焊縫截面不受限制，能在較大范圍內(nèi)調(diào)整熱輸入和焊接速度，因此對(duì)焊接熱循環(huán)的調(diào)整較大

詳細(xì)介紹

1 原理

1.1 焊接熱循環(huán)調(diào)整

實(shí)施多層多道焊時(shí) ，因焊縫截面不受限制，能在較大范圍內(nèi)調(diào)整熱輸入和焊接速度，因此對(duì)焊接熱循環(huán)的調(diào)整較大。

對(duì)于不易碎火鋼，可降低過(guò)熱區(qū)高溫停留時(shí)間，防止晶粒粗大，減少魏氏體組織，此外多層多道焊后，焊道對(duì)前一焊道和熱影響區(qū)進(jìn)行再加熱。在 AC3 以上再加熱區(qū) ，發(fā)生正火那樣的組織轉(zhuǎn)變，形成細(xì)小等軸晶，細(xì)化晶粒。在此溫度范圍的焊縫柱狀晶消失，塑性和韌性得到改善。

對(duì)于易碎火鋼，在回火溫度加熱區(qū) ，使洋硬組織軟化，塑性和韌性得到改善。同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)多層多道焊熱輸入和冷卻時(shí)間，改變焊接順序，達(dá)到控制結(jié)構(gòu) 變形和應(yīng)力。

1.2 焊縫結(jié)晶的調(diào)整

焊縫結(jié)晶通常是從熔合線上未熔化晶粒開(kāi)始結(jié)晶，沿著與散熱相反方向長(zhǎng)大，形成柱狀晶，因此焊縫中心線附近往往后結(jié)晶，由于焊縫化學(xué)成分的偏析，造成凝固溫度高的金屬先結(jié)晶，凝固溫度低的金屬后結(jié)晶，在結(jié)晶處存在低熔點(diǎn)的共晶雜質(zhì) ，造成宏觀偏析產(chǎn)生熱裂紋、夾雜、氣孔。多層多道焊由于將單道分為數(shù)道，結(jié)晶時(shí)焊縫雜質(zhì)元素偏析分散，不會(huì)集中與焊縫中心線上，可避免產(chǎn)生焊縫中心線熱裂紋。

1.3 提高生產(chǎn)效率控制融合比

在異質(zhì)鋼的焊接中，多層多道焊通過(guò)調(diào)整焊縫寬

度及熱輸人，對(duì)焊接性差的一側(cè)母材，采用小焊接能量，不擺動(dòng)焊接過(guò)渡層；在焊接性較好的一側(cè) ，采用較大線能量，既能控制熔合比，又能提高生產(chǎn)效率。

2 分類(lèi)及應(yīng)用

多層多道焊在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)不同情況可分為：

(1）長(zhǎng)段多層多道焊。所謂的長(zhǎng)段多層多道焊，就是每道焊縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)，并在1rn以上，因此在下一道焊縫焊接前，前層焊縫己冷卻到較低溫度，并可以根據(jù)結(jié)構(gòu)受熱情況，調(diào)整焊接順序，有效控制焊接變形。

(2）短段多層多道焊。所謂的短段多層多道焊，就是分段逐層焊接，每段焊道長(zhǎng)度較短，僅為 50～500 mm。采用短段多層多道焊時(shí)，可獲取窄熱循環(huán)曲線，使得奧氏體轉(zhuǎn)變溫度AC3以上停留時(shí)間短，避免奧氏體晶粒粗化。同時(shí)由于采用短段多層焊接，當(dāng)焊縫冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，再立刻焊接第二層，這樣層焊縫及熱影響區(qū)金屬受到第二層焊縫焊接時(shí)熱的作用，溫度有所上升，減慢了冷卻速度，可有效避免摔硬組織出現(xiàn) 。

短段多道多層焊，可以解決高溫停留時(shí)間與冷卻速度難以同時(shí)降低的矛盾。這種熱循環(huán)調(diào)節(jié)，十分適用于焊后晶粒容易長(zhǎng)大且容易洋火的鋼種。應(yīng)用短段多層焊，主要是合理確定每段焊縫的長(zhǎng)度，如果焊道過(guò)長(zhǎng)，則前一焊縫已冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下，并產(chǎn)生馬氏體組織，可能產(chǎn)生裂紋；若焊道過(guò)短，則會(huì)是焊縫及熱影響區(qū)在高溫停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成晶粒粗化。

3 多層多道焊接的特點(diǎn)

多層多道焊可以提高焊縫金屬的質(zhì)量，特別是塑性，這是因?yàn)楹髮?道)焊縫對(duì)前層(道)焊縫具有熱處理的作用，相當(dāng)于對(duì)前層(道)焊縫進(jìn)行了一次正火處理，因而改善了二次組織。對(duì)道焊縫，可在其焊縫上再施焊一條退火焊道。有的工廠，當(dāng)焊接接頭的彎曲試樣試驗(yàn)不合格時(shí)，采取改變?cè)瓉?lái)的焊接工藝參數(shù)的措施，將單層焊縫改成多層焊縫，用小電流進(jìn)行快速施焊，對(duì)提高彎曲試樣的試驗(yàn)合格率(塑性指標(biāo))有一定效果。

應(yīng)當(dāng)指出，多層多道焊對(duì)提高手弧焊的質(zhì)量效果較好。埋弧焊時(shí)，由于每層焊道厚度可達(dá)6～10mm，但次一層焊縫的熱作用只達(dá)3～10mm，所以熱處理效果較差

4 操作注意事項(xiàng)

(1）焊縫形面應(yīng)圓滑過(guò)渡，防止應(yīng)力集中；

(2）每層焊縫避免產(chǎn)生夾角及除層焊縫外應(yīng)錘擊焊縫消除應(yīng)力，每道焊縫都要清渣，防止產(chǎn)生夾渣；

(3）不開(kāi)坡口角焊縫，層應(yīng)采用較大電流保證根部焊透，蓋面層采用較小電流，以保證成形美觀；

(4）多道焊的時(shí)候焊槍不需要擺動(dòng)，在多道焊的時(shí)候擺動(dòng)容易產(chǎn)生層間未熔合的缺陷，而且多層多道焊接焊槍角度也很重要，焊槍角度不正確也容易引起層間未熔合缺陷。

5 焊接技巧