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导 读 自保护药芯焊丝半自动焊的层数道数对于保证环焊接头强度、韧性等力学性能很重要。但是，焊好的焊接接头不是铁疙瘩一块吗？焊接层数和道数是怎么检查出来的？检查的结果准确吗？到焊接实验室里面来看看吧！ 焊好的焊接接头并不是铁疙瘩一块 铁及铁合金在不同温度的热场作用下会发生不同的相变过程。因此，受焊接过程热作用的影响，焊缝金属及其周边的热影响区都会因为相变过程而留下痕迹。所以，焊好的焊接接头并不是铁疙瘩一块，操作过程中的每一个焊道都会有显示。 图1 焊接过程的温度分布与热影响区组织的关系a) 热影响区组织分布 b) 铁碳相图 c) 热循环过程 焊接层数道数是用金相试验法检查的 射线检测、超声波检测等方法都不能检查出焊接层数和道数。焊接层数和道数的检查方法是金相试验法，需要将焊缝切割下来制成金相试样，然后经过研磨、抛光、腐蚀后，就能够看到层数和道数了。借助金相显微镜或扫描电镜等仪器设备，还可以观察显微组织，放大倍数可达几十倍、几百倍甚至几千倍、几万倍。 图2 自动焊接头的金相照片 图3 半自动焊接头的金相照片 层数道数检查与试验员工程经验相关 实际操作时，焊工对层数、道数的排布顺序是无规律的。因此，层数道数的检查与试验人员对于焊接工艺的理解，及对工程实际情况的掌握程度有关，甚至有些检查结果需要经过焊接工程师讨论才能得出。如下所示，缺乏经验的试验人员可能得出5层6道的结论，有经验的试验人员会得出6层9道的结论。经多名焊接工程师反复讨论，确认为7层10道（含根部内返修1层）。 图4 14.3mm壁厚钢管，7层10道（含根部内返修1层） 尤其是在平焊和仰焊位置，由于焊道间打磨、焊接参数调整、灭弧焊操作手法等行为带来的多次热循环和重熔现象，使得层数道数的辨别变得困难。 金相试验法还可检查其他焊缝问题 金相试验法还可用来检查单道焊缝厚度、焊层间未熔合、坡口边缘未熔合、焊接错边量、变壁厚焊口削薄处理的锥形坡口角度、组对间隙过大焊缝中夹塞焊条铁丝异物等。 图5 测量对口错边量 图6 变壁厚焊口未进行削薄处理 图7 组对间隙过大的焊缝中夹塞焊条铁丝等异物 焊接层数道数的管控方法 要求层数道数的目的是为了将焊接热输入量控制在一个较小的范围内，因此对于层数道数的管控不应仅仅强调焊道和焊层的数量，而应避免单道或单层焊缝的厚度过厚。 图8 盖面层焊道的厚度过厚 施工中管控层数道数可采取如下的具体方法： （1）依据焊工的个人能力和水平，选择适合的送丝速度和焊接速度。一般情况下，送丝速度宜为90in/min～110in/min，相应的焊接速度宜为22cm/min～32cm/min。 （2）焊接操作时，单道或单层焊缝金属的厚度宜控制在2.5mm～3.5mm。金相检验时，盖面焊层厚度宜不超过4mm （不含余高），填充层厚度宜不超过3.0mm。 （3）可在焊接过程中使用焊道尺，在平焊、立焊和仰焊等位置，逐层逐道测量剩余坡口的深度，来保证每个焊道的厚度都符合要求。 图9 剩余坡口深度测量示意图
图10 剩余坡口深度测量方法 |
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