1、振动设备的焊接工艺的分析与研究振动设备的焊接工艺的分析与研究摘要：在我中心的各个洗煤厂生产系统中，种类繁多的振动筛分机械被广泛的使用，分别进行分级、脱泥、脱水、脱介等作业。从去年到今年我中心各个洗煤厂的筛机经常出现问题，部件非正常损坏时有发生，其中以横梁（出、入料端）、侧板、激振梁、加强筋等发生断裂，产生断裂的原因很多，其中有维护和保养的不当、运行的时间过长发生疲劳破坏以及筛机本身的设计问题等。在这里我主要做的是在筛机焊接过程中出现的问题以，结合现场的实际焊接效果和多位焊接师傅的探讨，总结出筛机断裂的焊接修复工艺，其中有很多的不足，恳请指点。关键词：焊接种类 筛机 CO2焊接 MAG焊本论文主
2、要从四个方面介绍了筛机的焊接工艺：1.焊接工艺的种类以及在本厂振动设备中的使用现状。2.分析本厂振动设备焊接工艺使用过程中经常出现的问题及原因。3.寻求当前最新的焊接工艺及在本厂筛机上的适用性分析。4.推广价值意义一、焊接工艺的种类以及在本厂振动设备中的使用现状1.在我们日常的焊接过程中经常用到以下几种焊接，手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、氩弧焊、几种焊接都有它的优点和缺点在以下做详细的说明。1.1手工电弧焊：用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。 工艺特点：手工电弧焊设备简单，操作灵活方便、
3、适应性强，不受场地和焊接位置的限制；待焊接头装配要求低；可焊金属材料广；焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。 适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。在我，们中心的各个厂部应用的最广泛的一种焊接的方法，也是我们在日常检修中主要应用的焊接方法。1.2二氧化碳气体保护焊：利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。 工艺特点：焊接生产率高；焊接成本低；焊接变形小（电弧加热集中）；焊接质量高；操作简单；在焊接过程中飞溅大，特别是当工艺参数匹配不当时，更为严重；抗锈能力强，焊缝的含氢量底；抗风能力差；不能焊接易氧化的有色金色。 应用：主要焊接低碳钢及低合金钢，适
4、于各种厚度。在我们筛机焊接修复工艺中应用到最多的是二氧化碳气体保护焊。 1.3MIG/MAG焊（熔化极惰性气体保护焊）： 原理：采用惰性气体作为保护气，使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。MIG用惰性气体，MAG在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。 主要特点：焊接质量好；焊接生产率高；无脱氧去氢反应（易形成焊接缺陷，对焊接材料表面清理要求特别严格）；抗风能力差；焊接设备复杂。 应用：几乎能焊所有的金属材料，主要用于有色金属及其合金，不锈钢及某些合金钢（太贵）的焊接。最薄厚度约为1毫米，大厚度基本不受限制。 1.4TIG焊（钨极惰性气体保护
5、焊） ：在惰性气体保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（也可不加填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。 工艺特点：适应能力强（电弧稳定，不会产生飞溅）；焊接生产率低（钨极承载电流能力较差（防钨极熔化和蒸发，防焊缝夹钨）；生产成本较高。 应用：几乎可焊所有金属材料，常用于不锈钢，高温合金，铝、镁、钛及其合金，难熔活泼金属（锆、钽、钼、铌等）和异钟金属的焊接。焊接厚度一般在6毫米以下的焊件，或厚件的打底焊。 二分析本厂振动设备焊接工艺使用过程中经常出现的问题及原因。2.在我们中心的各厂筛机焊接中是用的是二氧化碳保护焊来焊接，所用的焊丝是H08Mn2SiA。由于对筛机的母材不清楚，所以在
6、筛机的施焊过程很困难的所选用的焊丝很难与母材相匹配，在大洗的204筛机是国产筛子，它的材料近似于Q235。所以我们在制定焊接工艺只能以材料Q235做参考，用含碳量极底的焊丝来尝试焊接，通过现场多次试验和尝试总结出新的焊接工艺。是根据母材性能、焊接可操作性等决定选用CO2气体保护焊机。因为CO2保护焊与普通手工电弧焊相比同样具有良好的操作性能，但CO2焊接时热量集中、线 能量低而熔深大，焊接应力及热影响区都远低于手工电弧焊。下面主要谈谈CO2焊接工艺在焊接筛机过程中出现的问题以及产生的原因，在焊接过程中应注意的事项。2.1 CO2气体保护焊在焊接筛机过程中出现的问题目前在我中心的各厂部筛机焊接主
7、要是应用的CO2气体保护焊，其中有不少的筛机焊后有裂，特别是榆家梁洗煤厂的305香蕉筛后弹簧坐和补连塔厂的 305直线振动筛的激振梁，多次焊接，多次开裂。有在焊缝上裂的，也有在焊缝旁裂的，也有在其他处裂的。在用CO2气体保护焊现场焊接常见的缺陷有气孔产生、咬边、未焊透、焊缝成型不良、梨型裂缝、飞溅、焊缝冲击韧性差等。2.2 CO2气体保护焊在焊接筛机过程中出现问题的原因在用CO2气体保护焊在焊接筛机过程中出现问题的原因很多，在筛机焊接中补连塔厂的 305筛机是焊接最多的，多处出现裂纹，有筛帮、横梁、激振梁、吊装梁等，并且在焊接后反复的出现裂纹。最主要的原因是筛机的运动轨迹发生变化，各点的受力不
8、平衡。在焊缝上或者在焊缝两旁出现裂纹的原因有以下几点。（1）筛机的材料不清楚，由于在无法确定筛机的母材性质，在选用焊丝时带来很大困难，很难与母材相匹配。所以焊缝的强度、塑性、韧性可能达不到要求。并且在制定焊接工艺时带来了很大的困难。（2）焊前没有进行预热或预热的温度不当，预热能有效有效地减小甚至消除焊接应力，没有预热会出现焊件施焊部位与其它部位的温度差，从而产生焊接变形和残余应力导致裂纹的产生。（3）用碳弧气刨制坡口后，坡口表面的渗碳层没有完全的用打磨机清楚掉，由于表面的的渗碳层含碳量高，塑性和韧性差，也很容易出现裂纹。（4）没有制定合理的施焊次序，连续焊补的焊缝愈长，热影响区愈大。温度分布愈
9、不均匀，因而热应力愈大，焊件变形及开裂的危险也愈大。缩短每次焊补的长度，并按合理的次序施焊，可以缩小热影响区的范围，减小温度分布不均匀的程度，使应力和变形趋于均匀。（5）焊接过程中焊接参数不匹配导致出现气孔未焊透从而产生裂纹。（6）焊后没有热处理或者热处理的温度不当。由于焊接引起焊件不均匀的温度分布，焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的，所以伴随焊接施工必然会产生残余应力，因此焊后必须进行热处理，并且热处理的温度要合适以母材Q235为例，回火温度应在650-700。 在用CO2气体保护焊现场焊接常见的缺陷有气孔产生、咬边、未焊透、焊缝成型不良、梨型裂缝、飞溅等原因如下：缺陷产生原因气孔1. CO2气
10、体不纯或供气不足2.焊时卷入空气3.预热器不起作用4.风大、保护不完全5.喷嘴被飞溅物堵塞、不畅通6.喷嘴与工件的距离过大7焊接区表面被污染、油、锈、水分未清楚8.电弧过长、电弧电压过高9.焊丝含硅，锰量不足咬边1. 电弧过长、弧压过高2.焊接速度过快3.焊接电流太大4.焊丝位置不当，没有对中5.焊丝摆动不当飞溅1.短路过渡时电感量不适当，过大或过小2.焊接电流和电弧电压不匹配，焊丝和焊接清理不良未焊透1.焊接电流太小，送丝不均匀2. 电弧电压过高或过底3.焊接速度过快或过慢（在坡口内）4. 坡口角度小，间隙过小5.焊丝位置不当，对中差焊缝成型不良1.工艺参数不合适2.焊丝位置不当，对中差3.
11、送丝滚轮的中心偏移4.焊丝矫直机构调整不当5.导电嘴松动梨型裂缝1.焊接电流太大2.坡口过窄3. 电弧电压过底4. 焊丝位置不当，对中差2.3用 CO2气体保护焊在焊接筛机过程中应该注意的事项由于在使用CO2气体保护焊出现上述一些问题，所以应该在施焊前做好准备，并且在焊接过程应该避免上述的问题，具体如下： （1）施焊前应确定母材的材质，选用与母材相匹配的焊丝，从而达到力学性能。目前我们的筛机材质和Q235相类似，所以在制定焊接工艺是以Q235为材质的。（2）施焊前进行预热，温度为150-250，这样可以能有效地减小甚至消除焊接应力。（3）对焊件和坡口面必须清理干净，用碳弧气刨制坡口后必须用打磨
12、机磨掉坡口面的渗碳层（大约1mm）。（4）采用合理的施焊次序，采用分段后退法、分段逆向对称法、分段交错间跳法等进行焊修。对于需要填焊较多金属的部位，可采用多层堆焊，并且在焊接过程中要做时效处理。（5）锤击焊缝消除应力，锤击时，一定要注意选择合适的温度范围，钢铁材料温度在300-500时有脆性，也不能进行锤击。但温度现场无法确定，所以建议采用冷焊缝的锤击法，即应在温度低于100-150时进行。锤击时，尽可能地向焊缝的横向锤击，使焊缝金属尽可能横向伸展。（6）焊后热处理，热处理温度应在550-600。总之要制定合理可行的焊接工艺，焊接过程中要严格控制各环节的质量，减小人为的因素。特别是对焊缝底于母
13、材处要补平，而余高处则要打磨平整，恢复母材原有的线性，保证焊缝平滑过渡，减小应力的集中。三当前最新的焊接工艺在本厂筛机上的适用性分析3.由于CO2气体保护焊在焊接筛机过程中有很多缺陷，MAG焊和CO2气体保护焊比较起来也有很多其优点，MAG焊是指在惰性气体中加入少量活性气体，如氧气、二氧化碳气等。利用MAG焊可以控制焊缝的冶金质量，减少焊接的缺陷、并且可以改观的形状外观。用MAG焊焊接筛机所选用的焊丝是锦泰ER309L（H00Cr24Ni13）焊丝，该材质为碳含量低于0.03的铬镍合金，超底的含碳量，在我们不知道筛机的母材情况是比较好的选择，并且力学性能相当好。但是也有缺陷，所以在不断的完善和
14、弥补。 3.1用MAG焊焊接筛机所选用的焊接设备及其材料（1）设备：采用奥太WG-350型逆变式脉冲气体保护焊机（MIG），MAG气体保护焊由于采用了富氩混合气体，电弧燃烧稳定、飞溅小、电弧轴向力大，又能克服电弧飘移表面张力大等问题，熔深呈弧形，金属流动性好，易获得致密焊缝，且焊接热输入极小，热影响区窄，有效减小了焊接应力。（2）焊丝；选用锦泰ER309L（H00Cr24Ni13）焊丝，该材质为碳含量低于0.03的铬镍合金，熔敷金属晶粒为面心立方奥氏体，所以能避免晶状断裂的发生，塑性及韧性十分优良且抗拉强度大于500MPa。（3）保护气体；采用Ar+C02混合气，Ar占97.5%，CO2占2.
15、5%。3.2MAG气体保护焊在焊接振动筛的工艺如下设备名称振动筛焊接设备奥太WG-350型逆变式脉冲气体保护焊机焊接工艺规程序号工序内容坡 口 形 式1焊前预热150-2502定位点焊定位或刚性固定3打底焊I=120130A、U=20V、流量15L/min，焊丝伸出长度1015mm。4填焊焊层间温度150-400层间施焊按要求进行多层多道焊，层间清理焊 前 准 备1.将管件内外坡口；两侧10-15mm范围内油、漆、垢、锈、氧化物等清理干净直至露出金属光泽。5盖面焊按要求用气体保护焊进行盖面焊，注意焊缝的形成6焊后热处理恒温温度650-700保温时间每25mm壁厚恒温1h，且0.5h焊接工艺参数
16、接头形式对接工序质量控制表母材焊条 牌号焊条 规格焊接 电流焊接极性焊丝型号焊丝 规格焊接 电流电源 极性检验项目允差测量工具检查频次控制手段外观相关标准目测、全检检验纪录Q235ER309L4mm120-1200直流 反接H00Cr24Ni131.2120-260直流 正接无缺陷保护气体流量 （L/min）喷嘴直径 （mm）编制审核会签批准日期Ar+CO215-208-10四推广价值意义 4.用MAG气体保护焊焊接振动筛比CO2气体保护焊有很多优点，特别是选用ER309L（H00Cr24Ni13）焊丝，虽然价格比较贵，但是该材质的含碳量极底、塑性及韧性十分优良且抗拉强度大于500MPa，可以
17、提高焊缝的质量，从而减少对筛机的焊接，提高了筛机的使用寿命，节约了成本。保障顺利的生产，并且在不知道筛机的母材情况下，ER309L（H00Cr24Ni13）焊丝是最好的选择之一，所以应该采用。通过对CO2气体保护焊在筛机焊接中出现的问题以及产生的原因，寻找出新的焊接工艺。MAG气体保护焊可以提高焊缝的质量，并且热影响区窄，有效减小了焊接应力。可以认为，选用合理的焊接方法，制定并采用合理的工艺，现场焊接修复是可行的，经济有效的。但治标还要治本，要提高筛机使用寿命，从根源上避免断裂事故的发生，除严格执行操作规程以外，还必须重视日常的检查、维护和保养，发现问题及时处理，防止筛机带病运行。参考文献：焊接工程师手册/陈祝年编著.北京：机械工业出版社，2002.1 金属工艺学/李新德主编.北京：中国商业出版社，2006.5 选煤机械/煤炭技工教材编审委员会编北京：煤炭工业出版社，
