20Mn23Al無磁鋼是國內鋼廠為滿足大型變壓器制造廠的特殊要求而生產的一種電工專用鋼材,在普通機械工業生產中應用較少,沒有成熟的焊接工藝及專用的焊接材料。國內大多數變壓器廠家一般采用A202、A302、A132等焊條電弧焊焊接20Mn23Al。但對于厚度30mm變壓器蓋板來說,不僅生產效率低,還存在許多難以解決的問題。因此只要能解決好20Mn23Al無磁鋼的焊接以及20Mn23Al無磁鋼與Q235低碳鋼的焊接問題,就可以節省大量原材料,降低變壓器成本,提高產品競爭力。
國內廠家基本上都采用焊條電弧焊焊接變壓器箱蓋,但生產效率低,焊縫外觀質量受人為因素影響大。為了提高生產率和產品質量,采用自動化設備是必然的。因此,我們在分析20Mn23Al無磁鋼與Q235低碳鋼焊接性的基礎上采用埋弧焊進行焊接(采用MZ-1000埋弧焊機)。只要焊接時熔合比選擇較合理,就可以獲得所需要的組織。
焊接材料選用ER308焊絲。埋弧焊:焊絲ER308+HJ260;MAG焊:焊絲ER308+混合氣體(Ar+2%~5%CO2)。
厚度30mm的20Mn23Al和Q345(2000mm×200mm)各兩件。坡口采用機加工的方式進行加工,坡口為不對稱X形坡口,分別為12mm×45°和18mm×30°。把坡口及兩側20mm范圍內的鐵銹、油污及氧化皮清理干凈。如購來的焊絲表面有油,也盡可能進行清理。
選擇與制定焊接參數時,應選擇小直徑焊絲,小電流,高電壓。焊接操作時注意焊接電弧不要擺動,做直線運動,如有需要可適當回燒。焊接每一層后要錘擊焊縫,以提高其抗熱裂紋的能力。
注意:根據變壓器箱蓋變形量的情況調整焊接順序。焊前必須清理干凈焊縫,焊絲和焊逢上不得有油、水和銹的污物存在。焊接電流不得超過480A,焊縫表面為金黃色。
采用MAG焊進行打底,埋弧焊進行填充蓋面,生產效率是原來手工焊的四倍。焊縫質量高、污染小,可大大減輕焊工勞動強度。但由于設備條件的限制,該焊接方法只適用于長直焊縫焊接。采用MAG焊打底,埋弧焊填充蓋面,焊后焊縫磁導率均可滿足產品技術要求。經初步檢測判斷,焊縫合格率在60%以上。