焊接工程的安全保證措施

(1)為了防止觸電事故的發(fā)生,除按規(guī)定穿戴防護(hù)工作服、防護(hù)手套和絕緣膠鞋外,還應(yīng)保持干燥和清潔。

(2)焊接工作開始前,首先檢查焊機(jī)和工具是否完好和安全可靠。如焊鉗和焊接電纜的絕緣是否有損壞的地方,焊機(jī)的外殼接地和焊機(jī)的各接線點(diǎn)接觸是否良好。不允許未進(jìn)行安全檢查就開始操作。

(3)身體出汗后而使在眼潮濕時,切勿月在帶電的鋼板或工件上,以防觸電。工作地點(diǎn)潮濕時,地面應(yīng)銷有橡膠板或其他絕級材料。

(4)更換焊條一定要戴皮手套,不要赤手操作。

(5)在帶電情況下,為了安全.焊鉗不得夾在腋下去激被焊工件或?qū)⒑附与娎|掛在脖頸上。

(6)推拉閘刀開關(guān)時,臉部不允許直對電閘,以防止短路造成的火花燒傷面部。

(7)下列操作,必須在切斷電源后才能進(jìn)行:

1)改變焊機(jī)接頭時;

2)更換焊件需要改按H次回路時;

3)更換保險裝置時;

4)焊機(jī)發(fā)生故障需進(jìn)行檢修時;

5)轉(zhuǎn)移工作地點(diǎn)搬動焊機(jī)時;

6)工作完畢或臨時離開工作現(xiàn)場時.焊接作業(yè)時,其附近應(yīng)無易燃易爆物品,并設(shè)置接火斗,以防發(fā)生火災(zāi)與損壞門窗。

篇2:鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接技術(shù)保證措施

鋼結(jié)構(gòu)厚板焊接技術(shù)保證措施

1厚板焊接t8/5值及焊接規(guī)范控制

1.1厚板焊接存在的一個重要問題是焊接過程中,焊縫熱影響區(qū)由于冷卻速度較快,在結(jié)晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織,從而使焊接時鋼材變脆,產(chǎn)生冷裂紋的傾向增大。因此在厚板焊接過程中,一定要嚴(yán)格控制t8/5。即控制焊縫熱影響區(qū)尤其是焊縫熔合線處,從800℃冷卻到500℃的時間,即t8/5值。

1.2t8/5過于短暫時,焊縫熔合線處硬度過高,易出現(xiàn)淬硬裂紋;t8/5過長,則熔合線處的臨界轉(zhuǎn)變溫度會升高,降低沖擊韌性值,對低合金鋼,材質(zhì)的組織發(fā)生變化。出現(xiàn)這兩種情況,皆直接影向焊接結(jié)頭的質(zhì)量。

1.3對于手工電弧焊,焊接速度的控制:在工藝上規(guī)定不同直徑的焊條所焊接的長度,規(guī)定焊工按此執(zhí)行,從而確保焊接速度,其它控制采用電焊機(jī)控制,從而達(dá)到控制焊接線能量的輸入,達(dá)到控制厚板焊接質(zhì)量之目的。

2.厚板加熱方法

厚板焊接預(yù)熱,是工藝上必須采取的工藝措施,對于本工程鋼結(jié)構(gòu)焊接施工采用電加熱板預(yù)加熱的方法。加熱時應(yīng)力求均勻,預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)至少2t,且不小于100mm寬,測溫點(diǎn)應(yīng)在離電弧經(jīng)過前的焊接點(diǎn)各方向不小于75mm處;

預(yù)熱溫度宜在焊件反面測量。

經(jīng)研究表明產(chǎn)生氫致裂紋要以下四項(xiàng)基本先決條件:

I敏感的微觀組織(硬度是敏感度的一個粗略的指標(biāo))

Ⅱ適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散氫含量

Ⅲ合適的拘束度

Ⅳ適宜的溫度

其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)是處于支配地位的,但這四項(xiàng)條件都必須具備才會產(chǎn)生氫致裂紋。防止氫致裂紋的實(shí)用方法就是預(yù)熱,就是設(shè)法控制這些因素中的一項(xiàng)或幾項(xiàng)。

一般來說有兩種不同的方法來預(yù)估預(yù)熱溫度。根據(jù)大量的裂紋試驗(yàn),提出一種基于熱影響區(qū)臨界值,就可消除氫致裂紋的危險。被認(rèn)可的臨界硬度可能是氫含量的函數(shù)。另一種預(yù)估預(yù)熱溫度的方法是基于控制氫。為弄清低溫時的冷卻速度即300℃~100℃之間的冷卻速度的作用,已經(jīng)通過高約束度下坡口焊縫試驗(yàn)確立了臨界冷卻速度,化學(xué)成份以及氫含量之間的關(guān)系。

通過上述的理論分析,經(jīng)實(shí)踐試驗(yàn)證明對于板厚不小于36mm的鋼板預(yù)熱溫度達(dá)到120℃即可,對于t=60~70mm的鋼板預(yù)熱溫度需達(dá)到150℃。

3層間溫度控制

3.1厚板為防止出現(xiàn)裂紋采取加熱預(yù)熱后,在焊接過程中應(yīng)注意的一個重要問題,就是焊縫層間溫度控制措施。如果層間溫度不控制,焊縫區(qū)域會出現(xiàn)多次熱應(yīng)變,造成的殘余應(yīng)力對焊縫質(zhì)量不利,因此在焊接過程中,層間溫度必須嚴(yán)格控制。

3.2層間溫度一般控制在200℃~250℃之間。為了保持該溫度,厚板在焊接時,要求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成。

3.3當(dāng)構(gòu)件較長(L>10米)時,在焊接過程中,厚板冷卻速度較快,因此在焊接過程中一直保持預(yù)加熱溫度,防止焊接后的急速冷卻造成的層間溫度的下降,焊接時還可采取焊后立即蓋上保溫板,防止焊接區(qū)域溫度過快冷卻。

4焊接過程控制

4.1定位焊:定位焊是厚板施工過程中最容易出現(xiàn)問題的部位。由于厚板在定位焊時,定位焊處的溫度被周圍的“冷卻介質(zhì)”很快冷卻,造成局部過大的應(yīng)力集中,引起裂紋的產(chǎn)生,對材質(zhì)造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時,提高預(yù)加熱溫度,加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。

4.2手工電弧焊的引弧問題:有些電焊工有一種不良的焊接習(xí)慣,當(dāng)一根焊條引弧時,習(xí)慣在焊縫周圍的鋼板表面四處敲擊引弧,而這一引弧習(xí)慣對厚板的危害最大,原理同上。因此在厚板焊接過程中,必須“嚴(yán)禁這種不規(guī)范”的行為發(fā)生。

4.3多層多道焊:在厚板焊接過程中,堅(jiān)持的一個重要的工藝原則是多層多道焊,嚴(yán)禁擺寬道。這是因?yàn)楹癜搴缚p的坡口較大,單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口,而一些焊工為了方便就擺寬道焊接,這種焊接造成的結(jié)果是,母材對焊縫拘束應(yīng)力大,焊縫強(qiáng)度相對較弱,容易引起焊縫開裂或延遲裂紋的發(fā)生。而多層多道焊有利的一面是;前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個“預(yù)熱”的過程;

后一道焊縫對前一道焊縫相當(dāng)于一個“后熱處理”的過程,有效地改善了焊接過程中應(yīng)力分布狀態(tài),利于保證焊接質(zhì)量。

4.4焊接過程中的檢查:厚板焊接不同于中薄板,需要幾個小時乃至幾十小時才能施焊完成一個構(gòu)件,因此加強(qiáng)對焊接過程的中間檢查,就顯得尤為重要,便于及時發(fā)現(xiàn)問題,中間檢查不能使施工停止,而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中,認(rèn)真檢查是否有裂紋發(fā)生。及時發(fā)現(xiàn),及時處理。

4.5在焊接過程中,采用埋弧自動焊接,以t=36mm的鋼板為例,其工藝參數(shù)見下表。從下表中可自出,正面和反面的首道都使用小的焊接線能量,這不單純是因?yàn)閾?dān)心正面的首道施焊時會將坡口的鈍邊焊穿,而主要是為了防止出現(xiàn)凝固裂紋。

厚鋼板對接焊后的變形主要是角變形。實(shí)踐中為控制變形,往往先焊正面的一部分焊道,翻轉(zhuǎn)工件,碳刨清根后焊反面的焊道,再翻轉(zhuǎn)工件,這樣如此往復(fù),一般來說,每次翻身焊接三至五道后即可翻身,直至焊滿正面的各道焊縫。同時在施焊時要隨時進(jìn)行觀察其角變形情況,注意隨時準(zhǔn)備翻身焊接,以盡可能的減少焊接變形及焊縫內(nèi)應(yīng)力。

5消除焊接殘余應(yīng)力的焊接措施

構(gòu)件焊接時產(chǎn)生瞬時應(yīng)力,焊后產(chǎn)生殘余應(yīng)力,并同時產(chǎn)生殘余變形,這是客觀規(guī)律。一般我們在制作過程中重視的是控制變形,往往采取措施來增大被焊構(gòu)件的剛性,以求減小變形,而忽略與此同時所增加的瞬時應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力。

本工程主體結(jié)構(gòu)中,大部分構(gòu)件均屬剛性大、板材厚的構(gòu)件,雖然殘余變形相對較小,但同時會產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力,甚至導(dǎo)致裂紋。在未產(chǎn)生裂紋的情況下,殘余應(yīng)力在結(jié)構(gòu)受載時內(nèi)力均勻化的過程中往往導(dǎo)致構(gòu)件失穩(wěn)、變形甚至破壞。因此焊接應(yīng)力的控制與消除在本工程制作過程中顯得十分重要。應(yīng)優(yōu)先于構(gòu)件的殘余變形給予考慮。

6焊接應(yīng)力的控制

控制應(yīng)力的目標(biāo)是降低應(yīng)力的峰值并使其均勻分布。其措施有以下幾種:

6.1減小焊縫尺寸

焊接內(nèi)應(yīng)力由局部加熱循環(huán)而引起,為此在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下,在深化設(shè)計(jì)過程中,不應(yīng)加大焊縫尺寸和余高,要對其焊縫尺寸給予優(yōu)化,焊縫坡口要合理,盡量采用雙面坡口,要轉(zhuǎn)變焊縫越大越安全的觀念。

6.2減小焊接拘束度:

拘束度越大,焊接應(yīng)力越大,首先應(yīng)盡量使焊縫在較小拘束度下焊接。如長構(gòu)件需要拼接板條時,要盡量在自由狀態(tài)下施焊,不要待到組裝時再焊,應(yīng)按工藝先將其拼接工作完成,再行組裝構(gòu)件。若組裝后再焊,則因其無法自由收縮,拘束度過大而產(chǎn)生很大應(yīng)力。

6.3采取合理的焊接順序。

在焊接較多的組裝條件下,應(yīng)根據(jù)構(gòu)件形狀和焊縫的布置,采取先焊收縮量較大的焊縫,后焊收縮量較小的焊縫;先焊拘束度較大而不能自由收縮的焊縫,后焊拘束度較小而能自由收縮的焊縫的原則。

A.構(gòu)件臥放于平臺上:先焊對接縫,次焊垂直角焊縫。再焊平面角焊縫。

B.沿焊縫長度而言,每條縫應(yīng)采用由中向外,逐步退焊。就構(gòu)件平面而言亦應(yīng)采用由中向外(四周)分散逐個焊接。

6.4采用補(bǔ)償加熱法

在構(gòu)件焊接過程中為了減少焊接熱輸入流失過快,避免焊縫在結(jié)晶過程中產(chǎn)生裂紋,因此當(dāng)板厚達(dá)到一定厚度時,焊前應(yīng)對焊縫周邊一定范圍內(nèi)進(jìn)行加熱,加熱溫度視板厚及母材碳當(dāng)量(CE)而定此即為焊前預(yù)熱。

當(dāng)構(gòu)件上某一條焊縫經(jīng)預(yù)熱施焊時,構(gòu)件焊縫區(qū)域溫度非常高,伴隨著焊縫施焊的進(jìn)展,該區(qū)域內(nèi)必定產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象,而該區(qū)域僅占構(gòu)件截面中很小一部分,此外部分的母材均處于冷卻(常溫)狀態(tài),由此而對焊接區(qū)域產(chǎn)生巨大的剛性拘束,造成很大的應(yīng)力,甚至產(chǎn)生裂紋。

若此時在焊縫區(qū)域的對稱部位進(jìn)行加熱,溫度略高于預(yù)熱溫度,且加熱溫度始終伴隨著焊接全程,則上述應(yīng)力狀況將會大為減小,構(gòu)件變形亦會大大改觀。

6.5對構(gòu)件進(jìn)行分解施工。

對于大型結(jié)構(gòu)宜采取分部組裝焊接,結(jié)構(gòu)各部分分別施工、焊接,矯正合格后總裝焊接。

本工程中各大型構(gòu)件均將采用此方法施工,在對控制應(yīng)力而言有如下優(yōu)點(diǎn):

6.5.1構(gòu)件施工區(qū)域劃小,每個區(qū)域內(nèi)焊接應(yīng)力方向單一,降低了焊件剛度,創(chuàng)造了自由收縮的條件;

6.5.2由于施工區(qū)域的縮小,擴(kuò)大了焊工施焊空間,可以較大范圍采用雙面坡口,減少了焊縫熔敷金屬的填入,進(jìn)而降低了焊接熱輸入總量;

6.5.3有利于構(gòu)件焊接變形矯正與應(yīng)力釋放;

6.5.4各部件總裝時,焊接方向單一,自由收縮條件良好,有利于應(yīng)力控制。

7焊接應(yīng)力的消除

盡管采取以上措施來控制焊接應(yīng)力,但因本工程構(gòu)件的特殊性,焊接完工后依然存在相當(dāng)大的應(yīng)力,為此有必要從以下幾個方面來采取措施,進(jìn)一步消除構(gòu)件殘余應(yīng)力。

7.1利用對零件整平消除應(yīng)力

鋼板在切割過程中由于切割邊所受熱量大、冷卻速度快,因此切割邊緣存在較大的收縮應(yīng)力。中、薄板切割后產(chǎn)生扭曲變形,便是這些應(yīng)力釋放的后果。對于厚板由于其抗彎截面大,不足以產(chǎn)生彎曲,但收縮應(yīng)力存在是客觀的。因此在整平過程中加大對零件切割邊緣的反復(fù)碾壓,這對產(chǎn)生的收縮應(yīng)力的消除極為有利。

7.2進(jìn)行局部烘烤釋放應(yīng)力

構(gòu)件完工后在其焊縫背部或焊縫二側(cè)進(jìn)行烘烤。

此法過去常用于對“T”形構(gòu)件焊接角變形的矯正中,不需施加任何外力,構(gòu)件角變形即可得以校正。由此可見只要控制加熱溫度與范圍,此法對消余應(yīng)力是極為有效的。

7.3采用超聲波震動消除應(yīng)力

超聲沖擊(UIT)的基本原理就是利用大功率超聲波推動工具以每秒二萬次以上的頻率沖擊金屬物體表面,由于超聲波的高頻、高效和聚焦下的大能量,使金屬表面產(chǎn)生較大的壓塑變形,同時超聲沖擊波改變了原有的應(yīng)力場,產(chǎn)生一定數(shù)值的壓應(yīng)力,并使被沖擊部位得以強(qiáng)化。此種方法對消除應(yīng)力極為有效,經(jīng)對650*650*80箱形柱進(jìn)行超聲波震動消應(yīng)力測試,焊接殘余應(yīng)力的消除率達(dá)75%以上。

7.4采用振動時效法消除應(yīng)力

振動時效的原理就是給被時效處理的工件施加一個與其固有諧振頻率相一致的周期激振力,使其產(chǎn)生共振,從而使工件獲得一定的振動能量,使工件內(nèi)部產(chǎn)生微觀的塑性變形,從而使造成殘余應(yīng)力的歪曲晶格被漸漸地恢復(fù)平衡狀態(tài),晶粒內(nèi)部的位錯逐漸滑移并重新纏繞釘扎,使得殘余應(yīng)力得以被消除和均化。振動時效法具有周期短、效率高、無污染的特點(diǎn),且不受工件尺寸、形狀、重量等限制,已經(jīng)過大量的工程實(shí)踐證明,對消除工件應(yīng)力是有明顯效果的。

7.5利用沖砂除銹的工序進(jìn)行消除應(yīng)力

因?yàn)闆_砂除銹時,噴出的鐵砂束高達(dá)2500MP/cm2,用鐵砂束對構(gòu)件焊縫及其熱影響區(qū)反復(fù)、均勻的沖擊,除了達(dá)到除銹效果外,對構(gòu)件的應(yīng)力消除亦將會起到良好的效果。

7.6合理安排計(jì)劃,增加時效期

在生產(chǎn)上合理安排,“重要”“關(guān)鍵”節(jié)點(diǎn)提前開工,增加構(gòu)件沖砂前的擱放周期,延長時效周期。

8.構(gòu)件消除殘余應(yīng)力后的測量

按上述措施對構(gòu)件消除焊接殘余應(yīng)力后,為測得實(shí)際的消除效果,采用盲孔法進(jìn)行殘余應(yīng)力的測量,測量點(diǎn)選擇電渣焊和埋弧焊焊縫。