水冷却焊接方法在实际生产中的应用

水冷却焊接方法在实际生产中的应用

李海清

关键词焊接修复水冷却焊接操作控制

水冷却焊接修复方法是在常温下将被焊工件放置于水中，在焊接过程中利用水的流动性增加被焊工件的散热速度，减缓被焊工件在焊接加热过程中的升温速度，防止被焊工件产生较大的热膨胀，导致被焊工件因焊接加热产生焊接缺陷。冷焊是零件在焊接修复过程中，始终处于常温状态、不产生内应力、无热变形、无裂纹、无退火、无软化现象，无断裂的潜在影响，结合强度高、致密不脱落、耐磨、耐冲击、抗压性能可靠。我们通过冷焊对被焊工件磨损的局部进行改进，即通过选择不同性能特点的焊接材料，使被焊工件焊接修复处的机械性能高于修复前的材质性能，即部件磨损的局部通过强化，不但可以正常工作，而且从硬度、耐磨性、耐腐蚀性、等方面均超过了磨损前的性能。

一、水冷却焊接方法的优点；

1、热膨胀小

由于事先将被焊工件放置于水中，利用水的冷却作用增加焊件的散热速度，从而较大的减缓了焊件的升温速度，较好的控制了被焊工件热膨胀，特别是对异种钢热膨胀系数差别较大的情况下的控制。

2、易于变形的控制

由于整个焊接修复过程中被焊工件始终处于水中，被焊工件受焊接加热的热量在同等条件下散热速度快，被焊工件在整个焊接过程中温度较低，在较低的温度下热膨胀和冷却较小，所以变形小。

3、易于焊件温度的控制

由于整个焊接修复过程中被焊工件始终处于水中，工件件散热速度快，升温速度慢，温度一直处于50—70℃之间，最高不超过80℃，焊件温度控制的好，其内部金属组织及机械性能的影响很小

4、焊件升温速度慢

焊件焊前是放置在水中因此焊件焊接时由于水流的冷却作用，该工件升温速度较慢，在施焊过程中能实施连续施焊而不用担心焊件的升温速度过快，工件温度过高。提高了生产率

二、水中冷却焊接方法缺点；

1、适用范围小，对较大的工件使用该方法效果会随被焊工件的体积增大而减小，并且对合金含量较高或容易产生淬硬组织的金属材料有较大局限性。

2、在水位选择上较为严格，水位过低达不到冷却效果，水位过高影响焊接操作。

3、在焊接参数的选择及焊接控制上较为严格，如焊接电流较大或焊接速度过慢易对被焊工件局部产生较大温差，对于焊件升温和变形控制上极为不利，特别是在焊接铸件时极易产生裂纹等缺陷。

三、水中冷却焊接方法的焊接操作的几点建议及在实际操作中的应用；

1、水位的选择不要淹没被焊工件，在不影响焊接操作的情况下尽量选择较高水位并在焊接过程中随时根据水的蒸发或损耗始终保持好水位高度。

2、选择较小的焊接线能量输入，在保证焊接质量的情况下尽量选用较小的焊接电流和较快的焊接速度。

3、每层焊接结束后利用锤击法进行消除应力，在锤击时要控制好力度，并防止水溅在焊缝表面上，并认真进行清理每层确保焊接质量。

例：水中冷却焊接方法的焊接工艺

1、焊前准备：

①、选择合适的容器，一般比被焊工件体积大5至10倍为好，接好焊接电缆，防止焊接时由于接触不良击伤焊件或容器，加入冷却水，水位保持在离被焊工件最上部2毫米左右为宜。并根据要求进行好焊前清理，并做好结合面的保护工作。

②、选用焊接设备型号为：ZX7-400S，焊接材料根据被焊工件金属选择相适应的焊接材料，本次焊接修复的工件时阀门门瓣，基体为ZG15Cr1MoV，结合面为硬质合金钢，选用E5015为过渡焊接，表层采用A202增加耐磨强度。

③、焊接参数选择：

焊接电流越小越好，只要能顺利的进行施焊，焊缝与母材熔合牢固即可。

2焊接操作：

①、过渡层的焊接；焊接时尽量采用对称焊接，焊接时须用短弧操作，焊层厚度不得超过3毫米，焊接时稍作摆动，每道焊缝不宜太宽，以焊条直径2倍为宜，每次焊缝的长度不宜超过50毫米。并控制好焊接质量。

②表层的焊接：焊接时焊缝高度比硬质合金结合面低3至5毫米，并在和硬质合金结合面焊接时采用分段焊接方法，焊缝表面平整。

③焊后检验：焊后进行着色探伤不能有裂纹缺陷，硬质合金结合面不能有剥离现象，硬质合金结合面变形尺寸通过研磨或机械加工能够满足使用要求；

四、结语；

经过本次成功焊接修复的阀门门瓣经过两年的运行良好，经检查对门瓣表面加强处理未后冲刷磨损情况可以忽略不计，为更好的提高水中冷却焊接方法在生产检修中的应用，减少阀门因冲刷磨损更换频率，本着节约成本，希望能更好利用水中冷却焊接方法，为企业节能降耗做出更多的贡献。

参考文献：

（1）主编扬松《锅炉压力容器焊接技术》2006年

（2）中国机械工程学会焊接学会、焊接手册、北京机械工业出版社1992年。