手工电弧焊工艺Word格式文档下载.docx
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难熔金属如钨、钼、钽等,活性金属如钛、铌、锆。
3、最合适的产品结构和生产性质
结构复杂的产品,在结构上具有很多短的不规则的,具有各种空间位置及其它不易实现机械化和自动化焊接的焊缝,最宜用焊条电弧焊。
第二节焊缝、焊接接头和焊接坡口
一、焊接坡口
开坡口的根本目的是保证焊缝焊透。
在所有坡口形式中,V形坡口是最基本的一种,如图1,其中α叫做坡口角,P叫做钝边,C叫做间隙。
坡口角、钝边和间隙为坡口三要素。
1、坡口角的作用
坡口角的作用有三点:
(1)使焊接热源伸入接头底部,降低熔深,保证焊缝焊透;
(2)根部形状尺寸小,有利减热规范,特别是火焰能率,或焊接电流,从而减小热循环对热影响区的影响;
(3)有利于减小焊接变形;
(4)保证焊缝的形状系数。
2、间隙的作用
间隙的作用是降低熔深,保证根部透度。
一般情况下其大小以保证质量为原则,尽可能的小一些。
3、钝边的作用
钝边在焊接过程中承受电或火焰能量,托住操作时的熔池金属,防止烧穿。
但钝边太大时,则易焊不投;
太小,易形成焊瘤,甚至烧穿。
二、坡口的形状与尺寸
1、保证焊缝质量要求
对于容易产生淬硬的普低钢、中、高合金钢及可焊性差的金属材料,一般选用U型或双V型坡口,并保证焊缝具有合适的形状系数。
2、使填充金属量少。
3、有利焊接变形的控制。
4、方便焊接操作。
5、有利于减小焊接应力。
6、符合特殊工艺要求。
三、坡口的加工
坡口加工的依据应是设计图纸和有关技术规程,但加工的工艺水平及其精度对焊接质量有很大影响,因此对以下几个问题应予以重视。
1、焊件下料以机械加工为宜,尤其是对淬火倾向大的合金钢。
2、气割下料时,应留5-10毫米的机加工余量,以便除去淬硬层及过热组织。
3、气割切成的予坡口,只适用于可焊性好的低碳钢材料,并必须将坡口处氧化渣及飞溅物清理干净,将切割时凹凸不平处修磨平整。
4、剪床剪切的钢材边缘不得有裂纹,毛刺或横角等缺陷。
5、对口前应复查坡口尺寸,不当之处应立即修正。
四、焊缝代号
在图纸上标注焊接方法,焊缝形式和焊缝尺寸的符号叫焊缝代号。
国标《GB324-880》规定了标注焊缝代号的规则。
(一)焊缝代号的组成
焊缝代号一般由基本符号与指引线组成,必要时,加上辅助符号,补充符号和焊缝尺寸符号。
1、基本符号
基本符号是表示焊缝横截面形状的符号,采用近似横剖面形状的图形符号来表示。
见表1。
表1基本符号
2、指引线
由带箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为实线,一条为虚线)组成。
见图2。
3、辅助符号
表示焊缝表面形状特征的符号,见表2。
4、补充符号
为了补充说明焊缝的某些特征采用的符号,见表3。
表2辅助符号
5、焊缝尺寸符号
一般不标注,必要时,基本符号可附带尺寸符号及数据,见表4。
(二)各种符号的标注方法(见图3)
图3焊缝尺寸的标注原则
1、基本符号和辅助符号应画在基准线的中间部位。
2、焊缝横截面上的尺寸标在基本符号左侧。
3、焊缝长度方向的尺寸标在基本符号右侧。
4、坡口角度,坡口面角度,根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧。
5、相同焊缝数量符号,焊接方法符号标在尾部;
当焊缝两面焊接方法不同时,箭头所指一侧的焊接方法代号标注在前面,另一侧的代号在后,并以“/”分开。
6、如标注尺寸较多不易分辨时,可在数据前面增加相应的尺寸符号。
7、周围焊缝符号和现场符号应标在箭头线和基准线的交点上。
表3补充符号
8、在基准线实线侧的标注是代表箭头线所指一侧的坡口,焊缝的形状和尺寸;
而基准线虚线侧的标注则是代表箭头线所指接头另一侧的坡口,焊缝的形状和尺寸。
焊缝尺寸标注举例如表5。
表4焊缝尺寸符号
表5焊缝尺寸的标注示例
第三节手工电弧焊基本操作及工艺参数选择
手弧焊的操作技术主要包括引弧方法、运条方法、接头方法和收弧方法。
一、引弧方法
在手弧焊操作中,如果引弧方法不当会产生气孔、夹渣等焊接缺陷。
1、敲击法。
敲击法是一种理想的引弧方法,将焊条垂直于焊件接触形成短路后迅速提起2~4mm的距离后电弧即引燃。
敲击法不容易掌握,但焊接淬硬倾向较大的钢材时最好采用敲击法。
2、划擦法。
将焊条在焊件表面划动,即可引燃电弧。
二、运条
电弧引燃以后,就进入正常的焊接过程,此时焊条的运动是三个方向运动的合成。
1、向下运动。
随着焊条不断被电弧熔化,为保持一定的弧长,就必须使焊条沿其中心线向下送进。
2、纵向运动。
焊接时焊条还应沿着焊缝方向纵向移动,用以形成焊缝。
移动速度,即焊接速度,应根据焊缝尺寸的要求,焊条直径,焊接电流,工件厚薄和焊接位置等来决定。
3、横向摆动。
主要是为了增加焊缝的宽度。
运条方向如图4。
图4运条方向图5运条方法
常用的运条方法见图5。
1、直线运条法。
焊条端头不作横向摆动,保持一定的焊接速度,且焊条沿着焊缝的方向前移,一般用于I形坡口平焊和多层多道焊或多层焊打底焊。
2、直线往复形运条方法。
焊条端头不作横向摆动,只沿着焊缝前进方向来回移动。
3、锯齿形运条法。
焊条端头作锯齿形横向摆动,并在两侧稍作停留,根据熔池形状及熔孔大小来控制焊条的前进速度,适用于根部焊道和全位置焊。
4、月牙形运条法。
焊条端头作月牙形横向摆动,并在焊缝两侧稍作停留,沿着焊缝方向前移。
5、斜圆圈形运条法。
焊条端头作连续斜圆圈形摆动并沿着一定方向移动。
三、接头方法
手弧焊时由于受到焊条长度的限制,在焊接过程中接头是不可避免的。
常用的接头方法分为两类:
一类是焊缝与焊缝之间的接头连接,下面称为冷接头法;
另一类是焊接过程中,由于自行断弧或更换焊条时,熔池处在高温红热状态下的接头连接,下面称为热接头。
图6冷接头
1、冷接头操作方法。
见图6b。
冷接头在施焊前,应使用砂轮机或机械方法将焊缝被连接处打磨出斜坡形过渡带,在接头前方10mm处引弧,电弧引燃后稍微拉长一些,然后移到接头处稍作停留,待形成熔池后再继续向前焊接。
2、热接头操作方法
(1)快速接头法是在熔池熔渣未完全凝固状态下,将焊条端头与熔渣接触,在高温热电离的作用下重新引燃电弧后的接头方法。
见图7b。
图7热接头
(2)正常接头法是在熔池前方5mm左右处引弧后,将电弧迅速拉回熔池,按照熔池的形状摆动焊条后正常焊接的接头方法。
见图7c。
四、收弧方法
(1)划圈收尾法。
电弧在焊缝收尾处作圆周运动,直到添满弧坑时再拉断电弧。
(2)反复断弧收尾法。
在焊缝收尾处,在较短时间内反复熄灭和点燃电弧数次,直至弧坑添满。
(3)后移收尾法。
电弧在焊缝收尾处停住,同时改变方向,等弧坑添满后再断弧。
五、焊接工艺参数的选择
焊接时,为了保证焊接质量而选定的诸物理量的总称,叫焊接工艺参数。
手工电弧焊工艺参数包括:
焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等。
1、焊条直径
焊条直径大小对焊接质量和生产效率影响很大。
焊条直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进行选择的。
厚焊件可以采用大直径焊条及相应大的焊接电流,这样有助于焊缝金属在接头中完全熔合和适当的熔深。
厚度较大的焊件,搭接和T型接头的焊缝应选用直径较大的焊条。
对于带斜坡口需多层焊的接头,第一层焊缝应选用小直径焊条,这样在接头根部容易操作,以后各层可用大直径焊条以加大熔深和提高熔敷效率。
2、焊接电流
焊接电流的选择直接影响焊接质量和生产率。
焊接电流过大,焊条后部发红,药皮失效或崩落,保护效果变差,造成气孔和飞溅,出现烧穿和咬边等缺陷,焊接电流过小,则电弧不稳定,易造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。
确定焊条电弧焊焊接电流大小要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊接位置、母材性质和施焊环境等因素。
其中最主要的是焊条直径和焊接位置。
焊接电流和焊条直径的经验公式如下:
I=dk
式中I——焊接电流d——焊条直径k——经验系数,在35~55范围内
3、电弧电压
电弧电压主要由电弧长度来决定,电弧长,电弧电压高,反之则低。
焊接过程中,电弧不易过长,否则会出现电弧燃烧不稳定,飞溅大,熔深浅及产生咬边,气孔等缺陷。
所以尽可能选择短弧焊。
四、焊接层数
在焊大厚度件时,往往需采用多层焊。
对于低碳钢和强度等级低的低合金钢,每层焊缝厚度对焊缝质量影响不大,但过大时,对焊缝金属塑性稍有不利影响。
因此对质量要求较高的焊缝,每层厚度最好不大于4~5mm。
经验认为,每层厚度等于焊条直径的0.8~1.2倍时,生产率较高,并且较易操作。
因此可近似计算如下:
层数n=δ/d。
δ——工件厚度d——焊条直径
5、焊接速度的选择
手弧焊的焊接速度是指焊接过程中,焊条沿焊接方向移动的速度,即单位时间内完成的焊缝长度。
焊接速度过快会造成焊缝变窄,严重凸凹不平,容易产生咬边及焊缝波形变实;
焊接速度过慢会使焊缝变宽,余高增加,功效降低。