搪玻璃反應(yīng)罐焊縫的質(zhì)量缺陷,如:未焊透,裂紋、氣孔、夾渣及焊接應(yīng)力等,在搪燒過程中的危害是很大的。這些焊接接頭處往往具有結(jié)構(gòu)不連續(xù)性,受力情況復(fù)雜的特點(diǎn),同時由于不免存在焊接缺陷,又可能造成這些連續(xù)部位的削弱,因此,焊接接頭的焊接質(zhì)量都要予以重視,實(shí)踐證明,該部位爆瓷現(xiàn)象比較常見。如圖1,就是焊縫區(qū)域爆瓷。
1、該爆瓷點(diǎn)就出現(xiàn)在焊縫的位置,現(xiàn)在分析一下可能出現(xiàn)的原因
焊縫內(nèi)部的缺陷主要有:裂紋、未熔合、未焊透、夾渣、氣孔等。對搪玻璃來說,影響較大的莫過于位于表面肉眼不易發(fā)現(xiàn)的氣孔和夾渣。這些缺陷的存在,對搪玻璃瓷釉的密著非常不利。
在搪玻璃反應(yīng)罐制造過程中,搪玻璃反應(yīng)罐的搪瓷側(cè)不應(yīng)存在非連續(xù)性結(jié)構(gòu),所有轉(zhuǎn)角部位應(yīng)該圓滑過渡。由于焊縫區(qū)域內(nèi)部焊接缺陷的存在造成的焊縫區(qū)晶相組織結(jié)構(gòu)不連續(xù)引發(fā)的局部應(yīng)力突變是焊縫區(qū)域容易爆瓷的主要誘因。
焊縫中化學(xué)成分的偏析。焊接時,焊接區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)(氧化還原、脫硫、脫磷反應(yīng))及物理反應(yīng)(滲合金)很激烈,由于焊接時加熱速度快,熔池結(jié)晶時的冷卻速度也快,化學(xué)成分來不及擴(kuò)散。所以,在熔池的凝固過程中,靠近母材的、熔點(diǎn)高的、比較純的部分先結(jié)晶,而后結(jié)晶的雜質(zhì)就比較多。這種情況稱為偏析。偏析可分為三種類型:即顯微偏析、區(qū)域偏析及層狀偏析。如圖2、圖3,為焊縫層狀偏析橫斷面圖及縱斷面圖。
這種在熔池中的偏析現(xiàn)象,無論是焊后熱處理或多次搪燒加熱都是無法消除的。雖然,目前為止還沒有人對焊縫中化學(xué)成分的偏析導(dǎo)致底釉對其浸潤性和密著性的影響作出定量的分析,但搪玻璃的實(shí)踐證實(shí)其將產(chǎn)生一定程度的不良影響。
從圖1中很明顯可以觀察到該區(qū)域搪玻璃內(nèi)表面不平整,焊縫內(nèi)凸明顯,說明噴搪前的打磨不平整,打磨不合格。
焊縫外表面未磨平,見圖4。該區(qū)域設(shè)備厚度的連續(xù)性不好,冷卻速度的不同,加劇了該區(qū)域應(yīng)力的存在。
焊縫中的氣體。焊接過程中熔融金屬會吸收溶解大量的氣體。主要為0、H、N,還有化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的CO等。不過,通過預(yù)燒,大多數(shù)氣體能夠消除。
2、解決問題的辦法
2.1改善焊接工藝
選擇合適的焊接方法。重視焊前清理工作,特別要將坡口中的氧化鐵粉末清理干凈,雨天或梅雨季節(jié),焊縫應(yīng)用烤槍將坡口及附近的水分除去。
盡量采用小電流多道焊,切忌大電流、高電壓、慢焊速施焊;選擇合適的焊接接頭形式,避免角接焊縫。提高無損檢測要求,鑒于搪玻璃制造中,瓷釉密著對焊接缺陷比較敏感的特點(diǎn),建議所有搪玻璃焊縫要求100%無損檢測,對所有檢測到的焊接缺陷進(jìn)行返修。像裂紋,未融合等焊接缺陷是不能在搪玻璃反應(yīng)罐焊縫內(nèi)存在的,否則將嚴(yán)重影響搪玻璃的密著或產(chǎn)品的正常使用壽命。另外,即使100%無損檢測,要求全部是I級片合格,也可能存在一定的焊接欠缺及缺陷,這些欠缺,也有可能對瓷面質(zhì)量產(chǎn)生影響。總之,焊接還是應(yīng)該將缺陷的數(shù)量控制到較少為好,以提高搪玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。
應(yīng)重視裝配質(zhì)量,特別是定位焊縫的質(zhì)量和引(熄)弧板的裝配質(zhì)量。焊縫中的氣孔、夾渣的根源往往源于自定位焊縫的缺陷,大多數(shù)筒體縱縫的終端裂紋產(chǎn)生原因都是因?yàn)橐ㄏǎ┗“逄』蚪M焊不良造成的。
噴搪前的機(jī)械修模要提高要求,尤其是內(nèi)焊縫位置一定要磨平。作為一個質(zhì)量控制點(diǎn)認(rèn)真檢查。
焊縫外表面必須磨平,作為一個質(zhì)量控制點(diǎn)認(rèn)真檢查。
在能夠避免的情況下,設(shè)備內(nèi)簡體,盡量采用整板,盡量減少B類焊縫的數(shù)量。焊縫越少,出問題的可能就越小。
2.2焊接材料的控制
焊接材料是焊接時所消耗材料的統(tǒng)稱,主要有:焊條、焊絲、焊劑、氣體、電很、釬料、釬劑等。搪玻璃反應(yīng)罐用焊接材料主要有:焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體。同時,焊接材料必須符合JB/T4747《承壓設(shè)備用焊接材料技術(shù)條件》要求的焊接材料。JB/T4747標(biāo)準(zhǔn)與GB/T5117標(biāo)準(zhǔn)相比,主要在下列方面有更高的要求:
(1)對熔敷金屬中硫、磷的含量控制更嚴(yán);現(xiàn)以常用的J422及J426為例進(jìn)行對比,具體數(shù)值見表3。
(2)對熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的上、下限的差值范圍控制更小。
(3)對熔敷金屬的沖擊值要求更高。
(4)對熔敷金屬中擴(kuò)散氫的要求更少。
2.3對焊劑的基本要求
(1)應(yīng)有良好的工藝性能、電弧穩(wěn)定、熔渣具有合適的熔點(diǎn)、粘度和表面張力。焊縫成形良好、脫渣容易、有害有毒的氣體少。
(2)應(yīng)有良好的冶金作用。配以適當(dāng)?shù)暮附z和合理的焊接工藝通過熔渣與熔融金屬之間發(fā)生一系列冶金化學(xué)反應(yīng)(氧化還原反應(yīng)),達(dá)到脫氧、脫硫、脫磷,熔敷金屬能獲得預(yù)期的化學(xué)成分和力學(xué)性能。
(3)應(yīng)有良好的抗氣孔、抗裂紋性能。