手工焊和氣保焊熱源雖都是電弧,但是由于燃弧率不同,弧區介質不同,所以會影響熔深和能量密度,從而使熔化速度,熔敷效率有很大差別。
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燃弧率 熔敷速度 熔敷效率 平均熔深
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手工焊30% 35~50g/min 55% 3mm
CO2 45% 平均90g/min 90~95% 6mm
MIG/MAG>50% 60~140g/min 96~99% 4~6mm
焊芯焊絲>50% 140~200g/min 83~87% 4~6mm
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從表中熔敷速度和熔敷效率看,氣保焊單位時間熔敷到焊縫上的金屬量應該比手工焊多兩倍以上。在推廣氣保焊時,實際效率的提高往往達不到理論數據,很重要的原因是焊件坡口型式沒有做相應的改變;另外就是由于氣保焊設備材料不配套或使用不當,大大增加了輔助時間,從我國船廠統計看,氣保焊每日消耗焊材10~15kg(日本可到50kg),手工焊6~7kg。
4.2 氣保焊的質量
氣保焊不但可用于低合金高強鋼的焊接,而且可以說是焊接的首選方法。這不僅因為它比手工焊的效率最少高一倍以上,而且它最易保證高強鋼的焊接質量。
如在1中所述,選材很好,碳當量和裂紋敏感系數都很小,可焊性良好,這就不需要很多復雜工藝而能保證質量。當然對這樣一項跨世紀工程來說,仍需作到萬無一失。16MnR屬于C-Mn系列的熱軋正火鋼,610U2屬于超低碳多元素調質鋼,一般均在焊態下使用。這兩類鋼焊接接頭質量的主要問題是保證焊縫的高綜合性能,防止影響區的脆化和軟化,保證熔合區和熱影響區不發生裂紋并有一定韌性。由于610U2屬于熱處理強化鋼在焊態下使用,如何同時保證焊縫的綜合性能及熱影響區的韌性,實踐證明雖不是非常困難,但在選擇焊接材料及工藝時應保證焊縫金屬一定的化學成分,選擇合適的線能量與適當的預熱和層間溫度相配合,從而得到合適的t8/5,以保證熱影響在AC1-AC3之間的部分得到合適的組織(最多的針狀鐵素體,最少的M-A組元)和品粒度。另外還應控制含H量,進一步防止冷裂的發生。
低C調質鋼特別是CP鋼,含C量極低,熱影響區只能形成低C馬氏體、巳由于Ms點較高,能產生自回火,所以冷裂傾向不大,又由于含C,S量都低,Mn/S大,所以熱裂傾向很小,只要注意工藝的選用,不管是手工焊、埋弧焊,實心或藥芯氣保焊均可保證焊接質量。可以看出,選擇焊材可以保證焊縫成分,但更重要的是選擇合適的工藝。