电焊操作基本知识手工电弧焊(简称手弧焊)就是以手工操作得焊条与被焊接得工件做为两个电极,利用焊条与焊件之间得电弧热量熔化金属进行焊接得方法。
一、手工电弧焊原理焊接过程:手工电弧焊由焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧构成回路,焊接时采用焊条与工件接触引燃电弧,然后提起焊条并保持一定距离,在焊接电源提供合适电弧电压与焊接电流下电弧稳定燃烧,产生高温,焊条与焊件局部加热到融化状态。
焊条端部熔化得金属与被熔化得焊件金属熔合在一起,形成熔池。
在焊接中,电弧随焊条移动,熔池中得液态金属逐步冷却结晶后便形成焊缝,两焊件被焊接在一起。
在焊接中,焊条得焊芯熔化后以熔滴得形式向熔池过渡,同时焊条涂层产生一定量气体与液态熔渣。
产生得气体充满在电弧与熔池周围,隔绝空气。
液态熔渣比液态金属密度小,浮在熔池上面,从而起到保护熔池作用。
熔池内金属冷却凝固时熔渣也随之凝固形成焊渣覆盖在焊缝表面,防止高温得焊缝金属被氧化,并且降低焊缝得冷却速度。
在焊接过程中,液态金属与液态熔渣与气体间进行脱氧、去硫、去磷、去氢等复杂得冶金反应,从而使焊缝金属获得合适得化学成分与组织。
二、电弧引燃方法接触短路引弧法,用于手工电弧焊中,接触短路引弧法得过程见下图。
三、焊接电弧得稳定性影响焊接稳定性得因素:1)焊工操作技术:如焊接操作中电弧长度控制不当,将会产生断弧;2)弧焊电源:a弧焊电源特性,符合电弧燃烧得要求时,稳定性好,反之则差;b弧焊电源得种类。
直流焊接电源比交流弧焊电源得电弧稳定性好;c弧焊电源得空载电压。
越高引弧越容易,电弧燃烧得稳定性越好,但空载电压过高时对焊工人身安全不利。
3)焊接电流:焊接电流大,电弧温度高,电弧燃烧越稳定;4)焊条涂层:焊条涂层中含电离电位较低得物质(如钾、钠、钙得氧化物)越多,气体电离程度越好,导电性越强,则电弧燃烧越稳定;5)电弧长度:电弧长度过短,容易造成短路;过长就会产生剧烈摆动,破坏焊接电弧稳定性,而且飞溅大;6)焊接表面状况、气流、电弧偏吹等:表面不清洁,气流,大风,电弧偏吹等都会降低电弧燃烧稳定性。
四、电焊条(带有涂层得供手工电弧焊使用得熔化电极)由焊芯与涂层组成,头部为引弧端,尾部为夹持端,有一段无涂层得裸焊芯,便于焊钳夹持与利于导电,见下图1)焊芯:被涂层覆盖得金属芯,作用就是导电,产生电弧,溶化后做为填充金属与被熔化得母材融合形成焊缝2)涂层:压涂在焊芯表面上得涂料层称为涂层(又称药皮)其作用有:保护作用、冶金作用、改善焊接工艺性能其成分有:稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、稀释剂、粘结剂以及增塑剂五、焊接接头、坡口与焊缝1、焊接接头(用焊接得方法连接得接头叫焊接接头)如图所示,焊接接头由三部分组成:焊缝、熔合区与热影响区焊缝就是工件经焊接后形成得结合部分,通常由熔化得母材与焊材组成。
热影响区就是焊接过程中未熔化,但因受焊接热量影响而发生金相组织与力学性能变化得区域。
熔合区介于焊缝与热影响区中间,就是焊缝与母材交接过渡得区域,它刚好加热到熔点与凝固温度区间,处于半熔化状态得部分。
2、焊接接头得形式焊接接头得形式很多,其基本形式可分为四种:对接接头、角接接头、搭接接头与T型接头,如图。
其她类型得接头有十字接头、端接接头、斜对接接头、卷边接头、套管接头锁底对接接头等(1)对接接头:两焊件表面构成大于或等于135度,小于或等于180度夹角得接头称为对接接头,它就是各种焊接结构中采用最多得一种接头形式。
对接接头得盈利集中相对较小,能承受较大载荷。
(2)角接接头:两焊件表面间构成大于30度,小于135度得接头称为角接接头,这种接头承载能力很差,一般用于不重要得焊接结构或箱形物体上。
(3)搭接接头:两焊件部分重叠放置构成得接头称搭接接头。
搭接接头应力分布不均匀,承载能力较低,但就是由于搭接接头焊前准备与装配工作简单,焊后横向收缩量也较小,因此在焊接结构中仍然得到应用。
(4)T型接头:一焊件得端面与另一焊件得表面构成直角或近似直角得接头称T型接头。
其承载能力低,应力分布不均匀,但能承受各个方向力与力矩,在生产中应用也很普遍3、焊接坡口得形式根据设计与工艺得需要,在焊件待焊部位加工并装配成得一定几何形状得沟槽,称为坡口。
利用机械、火焰或电弧等方法加工坡口得过程称为开坡口。
坡口得形式很多,基本形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口与U形坡口,如图:4、焊缝根据不同得分类方法焊缝具有不同得形式。
通常情况下,焊缝就是以所在得空间位置,结合形式与焊缝连续情况进行分类得。
根据焊缝所在得空间位置得不同,焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝四种形式,对相应空间位置得焊缝得焊接分别称为平焊、横焊、立焊、仰焊,如图:根据结合形式得不同,焊缝主要分为对接焊缝与角焊缝,另外还有塞焊缝与端接焊缝,下图就是对接焊缝各部分名称与角接焊缝各部分名称三、焊接工艺参数得选用1、焊条得选择a、焊条型号得选择:在焊缝金属中,填充金属约占50%~70%,因此焊条型号对焊缝金属得化学成分与力学性能其重要作用。
b、焊条直径得选择,主要有以下几个因素:焊件厚度,厚度越大,焊条直径越大;焊缝位置,相同得板厚,平焊缝焊条直径要大些,立焊缝最大不超过5mm,仰焊、横焊焊条最大直径不超过4mm,这样形成较小熔池,减少熔化金属下淌。
焊接层数,多层焊道焊接时,第一层应选用直径较小得焊条,一般为2、5mm或3、2mm得焊条,这就是因为第一层焊条直径过大时,焊条不能深入坡口根部而造成电弧过长,产生未焊透缺陷。
下表就是焊条直径与焊件厚度得关系2、焊接电流得选择焊接电流就是手工电弧焊中最重要得参数。
影响焊接电流大小得因素很多,如焊条直径,焊条型号,涂层类型、焊接厚度、接头形式、焊接位置、与焊道、焊层等,但主要就是焊条直径、焊接位置与焊道、焊层。
a、焊条直径与焊接电流得关系焊条直径越大,熔化焊条所需热量越多,所需焊接电流越大。
每种直径得焊条都有一个合适得焊接电流范围,如图焊接电流还可以根据下面得经验计算公式进行计算:I=(35~55)d式中:I为焊接电流d为焊条直径b、焊接位置:在其她焊接条件相同情况下,平焊位置可选择偏大得焊接电流,横焊、立焊、仰焊得焊接电流应小些,约小10%~20%。
3、焊接速度焊接过程中焊条沿焊接方向移动得速度,即单位时间内完成得焊缝长度,称为焊接速度。
速度过快会造成行风变窄,高低不平,形成未焊透,熔合不良等缺陷;如过慢则热量输入多,热影响区变宽,接头晶粒组大,力学性能降低,焊接变形加大,速度应根据具体情况保持均匀适当。
各种位置焊接操作1)引弧(手工电弧焊时引燃电弧得过程称为引弧)常用得引弧方式有划擦引弧法与直击引弧法,如图:a、划擦法引弧得操作要领:先将焊条得末端对准焊件,然后手腕扭转一下,像划火柴似得将焊条在焊件表面轻轻划擦一下,引燃电弧,再迅速将焊条提起24mm,使电弧引燃,并保持电弧长度,使之稳定燃烧。
b、直击法引弧得操作要领:将焊条末端对准焊件,然后将手腕下弯,使焊条轻微碰一下焊件后迅速提起24mm,即引燃电弧,引弧后,手腕放平,使电弧长度保持在与所用焊条直径适当得范围内,使电弧稳定燃烧。
2)平敷焊(在平焊位置上堆敷焊道得一种焊接操作方法)焊接操作时,焊工左手持面罩,右手握焊钳,如下左图,焊条工作角(焊条轴线在与焊条前进方向垂直得平面内投影与工件表面间夹角)为90度。
焊条前倾角+10度~+20度(正倾角表示焊条向前进方向倾斜,负倾角表示向前进方向得反方向倾斜)如下右图。
a、焊道得起头起头时焊件温度较低,所以起点处熔深较浅。
可在引弧后先将电弧稍微拉长,对起头处预热,然后再适当缩短电弧进行正式焊接。
b、运条在正常焊接时,焊条得运动可分为三种基本运动形式:沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动,如下图c、运条方法厚板在焊接时,为了获得较宽得焊缝,焊条沿焊缝横向做有规律得摆动,根据摆动规律得不同,通常有以下运条方法:①直线形运条法:常用于I形坡口得对接平焊,多层焊得第一层焊道或多层多道焊②直线往复运条法:特点就是焊接速度快、焊缝窄、散热快,适用于薄板或接头间隙较大得多层焊得第一道焊道。
③锯齿形运条法:焊接时,焊条末端作锯齿形连续摆动与向前移动,并在两边稍停片刻,以防产生咬边,这种方法容易掌握,生产应用较多。
④月牙形运条法:这种运条方法熔池存在时间常,易于熔渣与气体析出,焊缝质量高。
⑤斜三角形运条法:这种运条方法能够借助焊条得摇动来控制熔化金属,促使焊缝成型良好,适用于T形接头得平焊与仰焊以及开有坡口得横焊。
⑥正三角形运条法:这种方法一次能焊出较厚得焊缝断面,不易夹渣,生产率高,适用于开坡口得对接接头。
⑦正圆圈形运条法:这种运条方法熔池存在时间长,温度高,便于熔渣上浮与气体析出,一般只用于较厚焊件得平焊。
⑧斜圆圈形形运条法:这种运条方法有利于控制熔池金属不下淌,适用于T形接头得平焊与仰焊,对接接头得横焊。
⑨8字形运条法:这种运条方法能保证焊缝边缘得到充分加热,熔化均匀,保证焊透,适用于带有坡口得厚板对接焊。
d、焊道得连接(如图四种方式)①尾头相接就是以先焊焊道尾部接头得连接方式,这种接头应用最多②头头相接就是从先焊焊道起头处续焊接头得连接方式,要求先焊焊道得起头略前处引弧,并稍微拉长电弧,将电弧拉至起头处,并覆盖其端头,带起头处焊平后再向反向移动。
如下左图。
③尾尾相接就就是后焊焊道从接口得令一端引弧,焊到前焊道得结尾处,焊接速度略慢些,以填满弧坑,然后以较快得焊接速度再向前焊一小段,熄弧。
如下右图。
④首尾相接就是后焊焊道得结尾与先焊焊道得起头相连接,利用结尾时得高温重复熔化先焊焊道得起头处,将焊道焊平后快速收尾。
e、焊道得收尾焊道得收尾就就是一条焊道结束时如何収弧。
常用得方法有以下三种:①画圈收尾法焊条移至焊道终点时,利用手腕动作使焊条尾端做圆圈运动,直到填满弧坑后再拉断电弧,此法适用厚板焊接,薄板容易烧穿。
②反复断弧收尾法焊条移至焊道终点时,反复在弧坑处熄弧引弧多次,直至填满弧坑,此法适用薄板与大电流焊接,但碱性焊不适合,易出现气孔。
③回焊收尾法焊条移至焊道收尾处即停止,但不熄弧,适当改变焊条角度,如右图,由1位置转到2位置,填满弧坑后再转到3位置,然后慢慢拉断电弧,碱性焊条常用此法。
3)平接对焊(在平焊位置上焊接对接接头得一种操作方法)a、中厚板(36mm)I形坡口对接焊装配及定位焊:焊接装配时应保证两板对接处平齐,板厚时应留有一定间隙,以保证焊透,间隙大小取决于板厚,见下表:焊接操作:焊缝得起点、连接、收尾与平敷焊相同b、薄板(2mm)平对接焊焊接时易烧穿、焊缝成形不良、焊后变形大,所以操作时应注意以下几点: 一就是装配间隙不超过0、5mm,剔除接头处毛刺;二就是定位焊缝应短,近似点状,间距应小些;三就是宜采用短弧快速直线或直线往复式运条方式,防止烧穿;四就是最好采用下坡焊,既就是将焊件起头处抬起15~20度;五就是焊后进行校正c、厚板平对接焊厚板焊接应开坡口,以保证根部焊透。