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第二章 焊接方法——手工电弧焊
焊条钢芯 起传导电流和填补焊缝 合金的作用
焊条组成
由焊条芯 和药皮
组成
焊条药皮 “作用”非常重要
药皮的作用
提高焊接电弧 的稳定性;造气、 造渣防止空气侵 入熔滴和熔池; 对熔池脱氧、脱 硫和脱磷;向焊 缝金属渗入合金 元素,提高其力 学性能。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
1、焊条直径
通常在确保焊接的质量前提下,尽量选用较大直径的焊条,
以提高焊接生产率。 焊条直径大小与哪些因素有关?
• 焊件厚度
随着板厚增加, d 焊增加; 薄板焊接时,应选 小 d 焊
• 焊缝位置
板厚相同:d平焊 > d其他位置焊 ; d横仰焊 ≯ Φ4 mm
d立焊 ≯
Φ5 mm
• 焊接层数 • 接头形式
第一层: 采用小直径焊条: d ≯ Φ3.2mm 填充层: 宜选稍大的焊条直径常用Φ5mm 盖面层: 宜选小一点焊条直径,最好为Φ4mm 搭接、T形接头、角接,选稍大 的焊条直径。
Ⅴ焊过慢
热影响区大,晶粒粗化,力学性能下降, 薄板易烧穿,变形大,生产率下降。
选择原则 应根据板厚、焊条直径、焊接电流、坡口形式、 焊缝位置及母材熔化情况等由焊工自行掌握。
一般在保证焊缝质量的基础上,采用较大的焊条直径 和焊接电流,还应适当加大焊接速度,以提高生产效率。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 5、焊接速度
二、工作原理:
3、引弧:
瞬间短路,产 生低压大电流
产生大量电子发射,两极间 气体介质电离形成电弧
瞬时接触, 迅速分离2-4mm。
具备两个条件: 电子发射、 气体电离。
正离子奔向阴极,电子奔向阳极,他们在运动过程中和到达两
极时不断碰撞和复合,使得动能变为热能,产生大量的光和热,
因此焊条端部与焊件之间形成电弧。 电弧特点: 低电压、大电流、能量密度大、温度高、移动性好。
噪音
不大
发电低 一般单相
较轻
高 一般三相 较重、逆变器最轻
1、电源设备
※ 手工电弧焊电源设备的安装
1、弧焊整流器、弧焊逆变器电源 1)安装前的检查 a、新的长期未用的电源,在安装前必须检查绝缘情况,可用500V绝缘电阻表测 定。b、在安装前检查其内部是否有因运输而损坏或接头松动的情况。 2)安装时注意事项 a、电网电源功率是否符合弧焊电源额定容量的要求;开关、熔断器和电缆的选 择是否正确;电缆的绝缘是否良好。 b、动力线和焊接电缆线的导线截面积的长度要合适,以保证在额定负载时动力 线电压降不大于电网电压的5%,焊接回路电缆线总压降不大于4V。 3)外壳接地和接零。若电网电源为三相四线制,应把外壳接到中性线上。若前 者为不接地的三相制,则应把机壳接地。 4)注意采取防潮措施。 5)安装在通风良好的干燥场所。
焊钳接电源的正极
正接法 -
反接法 +
+
-
焊件接电源的正极
焊件接电源的负极
极性选用取决于焊条的性质和焊件所需的热量。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
5、焊接速度
指单位时间内完成的焊缝长度。
焊接速度直接影响焊接质量及焊接生产率。
Ⅴ焊过快
焊件熔化不良、易出现未焊透、未熔合、 气孔,焊波不连续,熔深、熔宽都小。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流。它直接影响 焊接质量和焊接生产力率。
选择焊接电流的总原则是在保证焊接质量的前提下,尽 量选用较大的焊接电流,以提高生产率。但要避免以下情况:
1、易形成深窄焊缝
焊
接 2、易造成咬边和烧穿的现象
电 流
3、热影响区晶粒粗大,接头韧性下降 咬边
(二)焊接工艺参数:指焊接时为保证焊接质量而选定的各物
理量的总称,也称焊接规范。 一 、焊条直径
二、焊接电流
焊接工艺参数 的主要内容
三、电弧电压 四、电源种类和极性
五、焊接速度
六、焊接层数
这些工艺参数选择正确与否,直接影响着焊缝形状和尺寸,焊 接质量及生产率。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
1、焊条直径
随 d 增加,焊接电流增大。 碳钢酸性焊条平焊时,电流大小与焊条直径的关系,一
般可根据经验公式选择: Ιh= (35~55) d
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 2、焊接电流
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
例:选用直径为Φ4的酸性焊条平焊时,焊接电流可取:
Ιh = (35 ~ 55) d
3)焊接电缆线长度一般不宜超过20~30m,确
实需要加长时,可将焊接电缆线分为两节导线, 连接焊钳的一节用细电缆,另一节按长度及使 用的焊接电流选择粗一点的电缆,两节之间用 电缆快速接头连接。
3、面罩、滤光玻璃
手持式 面罩
面罩是为防止焊接时的飞溅、弧 光及其他辐射对焊工面部及颈部损伤 的一种遮盖工具,面罩有两种形式: 头盔式(戴在头顶上工作)和手持式
直流电焊机:引弧容易, 电弧稳定,焊接质量好
只适用于酸 性药皮焊条、 铁粉焊条
交流电焊机:结构简单, 使用可靠,维修方便。
1、电源设备
表1 交、直流弧焊电源的特点比较
项目 电弧的稳定性
极性可换性 磁偏吹影响 空载电压 触电危险 构造和维修
交流 低 无 很小 较高 较大 较简
直流 高 有 较大 较低 较小 较繁
紧,以防过热或烧损。 3)弧焊电源接入电网后或进行焊接时,不得随意移动或打开机壳的顶盖。 4)空载运转时,首先听其声音是否正常,在检查冷却风扇是否正常鼓风,
旋转方向是否正确。 5)机内要保持清洁,定期用压缩空气吹净灰尘,定期通电和检查维修。 6)要建立必要的严格管理、使用制度。
(2)弧焊电源的并联使用 当一台弧焊电源的焊接电流不够时,可把多台弧焊电源并联起来使用,但
烧穿
过 4、药皮发红脱落,保护效果差,造成气孔
大
5、飞溅增加
气孔
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 2、焊接电流
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
2、焊接电流
焊
1、电弧燃烧不稳定
接
电 流
2、易造成未熔合、未焊透、夹渣、气孔缺陷
过
小
未熔合
未焊透
夹渣
确定焊条电弧焊的焊接电流大小要根据以下几个方面: (一)焊条直径
1、电源设备
※ 手工电弧焊电源设备的使用
正确地使用和维护弧焊电源,不仅能保持工作性能正常,而且还能延长弧 焊电源的使用寿命。
(1)使用和维护常识 1)使用前必须按产品说明书或有关国家标准对弧焊电源进行检查,并尽可
能详细地了解基本原理,为正确使用建立一定的知识基础。 2)焊前要仔细检查各部分的接线是否正确,特别是焊接电缆的接头是否拧
厚板可选电流的上限 薄板可选电流的下限
(五) 焊接层数
第一层: 根据坡口钝边及根部间隙情况,选择Ih 。
总的原则保证焊透而不烧穿。
填充层: Ih稍大些,以提高生产效率。
盖面层: Ih适当减少(比填充层稍小些)。
(六) 接头型式 搭接、角接、T形接头,可选用电流上限。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
气动管子 坡口机
6、气动清渣工具及 高速角向砂轮
气动打渣机
气动清渣工具及高速角向砂 轮机主要用于焊后清渣、焊 缝修整及焊接接头的坡口准 备与修整等。
角向砂轮机
7、喷砂机、焊缝检验尺
自吸式循 环喷砂机
焊缝检验尺 用以测量焊接 接头的坡口角 度、间隙、错 边以及焊缝的 宽度、余高、 角焊缝厚度等 尺寸,由探尺、 直尺和角度规 等组成。
要注意均衡电流、极性等问题。
2、焊钳与焊接电缆
焊钳的选择:
1)焊钳必须有良好的绝缘性,焊接过程中 不 易发热烫手。 2)焊钳钳口材料要有高的导电性和一定的力学 性能,故用纯铜制造。焊钳的质量要轻,便于 操作。 3)焊钳与焊接电缆的连接应简便可靠,接触电 阻小。
焊接电缆的选择:
1)焊接电缆的截面积应根据焊接电流和导线长 度来选。 2)焊接电缆外皮必须完好、绝缘性好.
= (35 ~ 55) ×4 = 140 ~ 220 (A) 在试焊过程中,如何判断焊接电流是否合适呢?
电流合适: 电弧柔和,飞溅不大。
(1)看飞溅 电流过大: 电弧吹力大、爆裂声大、飞溅大。
电流过小: 电弧吹力小,铁水和熔渣分不清,易粘条。 电流合适: 焊完后药皮不易发红。
(2)看焊条熔化状况 电流过大: 焊条过早发红,药皮易脱落。
2-1、手工电弧焊 2-2、埋弧焊 2-3、气体保护焊 2-4、栓焊 2-5、机器人自动化焊接
2-1、手工电弧焊
一、定义、特点及适用范围
手工电弧焊:是用手操作焊条,利用焊条与被焊金属工件间 产生的电弧热量加热并熔化金属,随后形成焊缝,获得牢固 接头的焊接方法。
应用范围:手工电弧焊是利用电弧放电所产生的热量,将焊 条和工件局部加热熔化、冷凝而完成焊接的,手工电弧焊 在国民经济各行业中得到了广泛应用,可用来焊接低碳钢、 低合金钢、不锈钢、耐热钢、铸铁及有色金属材料等。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
6、焊接层数
中厚板焊接时,一般开坡口采用多层多道焊。对于低碳 钢和强度等级低的普低钢多层多道焊时,每道焊缝厚度不宜 过大。过大时对焊缝金属的 塑性不利 。
头盔式 面罩
滤光 玻璃
焊接过程中应根据焊接电流的大 小和操作者的视力选择颜色号。
GSZ光控焊 接防护面罩
GSZ光控焊接防护面罩:有效防止电 光性眼炎;瞬时自动调光、遮光,防 红外线,防紫外线;彻底解决盲焊, 省时省力,节能高效。
4、焊条烘干、保温设备
焊条烘干箱
焊条烘干箱主要用于焊条 在焊接前的烘干与保温
焊条保温桶
焊接施工过程中,焊条从烘 箱中取出后应放在焊条保温 箱内送到施工现场,施工时, 焊条随用随逐根从焊条保温 筒内取出。