《焊接的基础知识》解析.docx
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《焊接的基础知识》解析
焊接工艺
手工电弧焊技术
一、 电孤的引燃方法
手工电弧焊的引燃方法是采用接触法。
具体应用时又可分为划擦法和敲击法两种。
划擦法引弧动作似划火柴,对初学者来说易于掌握,但容易损坏焊件表面。
敲击法引弧由于焊条端部与焊件接触时处于相对静止的状态,操作不当,容易造成焊条粘住焊件。
此时,只要将焊条左右摆动几下就可以脱离焊件。
二、、运条
电弧引燃后,迅速将焊条提起2—4毫米进行焊接,焊接时应有三个基本动作:
1)焊条中心向熔池逐渐送进,以维持一定的弧长,焊条的送进速度应与焊条熔化的速度相同。
否则会产生断弧或焊条与焊件粘连现象。
2)焊条的横向摆动,以获得一定的焊缝宽度。
3)焊条沿焊接方向逐渐移动,移动速度的快慢影响焊缝的成型。
4、手工电弧常用的运条方法:
1)直线形运条法由于焊条不作横向摆动,电弧较稳定能获得较大的熔深,但焊缝的宽度较窄。
2)锯齿形运条法锯齿形运条法是焊条端部要作锯齿形摆动。
并在两边稍作停留(但要注意防止要边)以获得合适的熔宽。
3)环形运条法环形运条法是焊条端部要作环形摆动。
5、焊缝的起头和收尾
1)焊缝的起头
提问:
为什么要把焊缝的起头和收尾拿出来单讲?
焊缝的起头就是指开始焊接的部分,由于引弧后不可能迅速使这部分金属温度升高。
所以起点部分的熔深较浅,焊缝余高较高。
为了减少这种现象,可以采用较长的电弧对焊缝的起头处进行必要的预热,然后适当地缩短电弧的长度再转入正常焊接。
焊缝的收尾
焊缝的收尾时由于操作不当往往会形成弧坑,降低焊缝的强度,
产生应力集中或裂纹。
为了防止和减少弧坑的出现,焊接时通常采用三种方法:
划圈收弧法,适合于厚板焊接的收尾。
反断弧收尾法,适合于薄板和大电流焊接的收尾。
回焊收弧法,适合于碱性焊条的收尾。
三、交流电焊机:
它是一个特殊的变压器可以将工业用电的电压(220V或者380V)降低,使空载时电压为60~80V,电弧燃烧时电压为20~30V,同时能够提供很大的电流,并且电流在一定的范围内可以调节。
3.1电流调节:
分为粗调和细调
粗调:
是改变线圈抽头的接法来选定电流范围。
细调:
是转动调节手柄并根据电流指示盘将电流调到需要值。
3.2交流电焊机的优点:
结构简单、体积小、重量轻、噪音小、操作简单、使用和维护方便,应用较为广泛。
3,3交流电焊机的缺点:
对焊接厚度大于20mm和小于2mm的钢板,不仅施焊困难,而且焊接质量不易得到保证。
四、手工电弧焊工艺
4.1选择接头形式和坡口:
如下图
4.2接头清理:
为了易于引弧、稳定电弧的燃烧和保证焊缝质量,在焊接前将工件接头处的铁锈、油污及污物等清理干净。
4.3焊缝形式及形状尺寸:
(1)焊缝形式
1.1按照焊缝的结合形式划分:
对接焊缝、角焊缝、槽焊缝、塞焊缝和端接焊缝
1.1.1对接焊缝:
在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝。
1.1.2角焊缝:
沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。
1.1.3端接焊缝:
构成端接接头所形成的焊缝。
1.1.4槽焊缝:
两板相叠,其中一块开长孔。
在长孔中焊接两板的焊缝,只焊角焊缝不称槽焊。
1.1.5:
塞焊缝:
两板相叠,其中一块开圆孔。
在圆孔中焊接两板的焊缝,只焊角焊缝不称塞焊。
1.2按照焊缝的空间位置:
按照焊缝在空间的位置不同,有平焊、立焊、横焊、仰焊。
平焊操作容易,焊接质量易于保证,故一般应该尽量的把焊缝放在平焊位置进行施焊。
在进行立焊、横焊、仰焊时,由于重力的作用,使熔化的金属向下滴落而造成施焊困难因尽量的避免,如果确需采用这些位置的焊接,因选用小直径的焊条或者较小的电流及短的电弧等措施进行施焊。
1.3按照焊缝断续情况:
分为连续焊缝和断续焊缝
1.3.1断续焊缝又分为:
交错式和并列式(焊缝尺寸除注明焊角K外,还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度L和间距e,并以符号Z表示交错式焊缝)
4.4焊缝的形状尺寸:
(焊缝宽度、余高、熔深、焊缝厚度、焊脚、焊缝形成系数、熔合比)
4.4.1焊缝宽度:
焊缝表面与母材的交界处焊趾,焊缝表面两焊趾之间的距离。
4.4.2余 高:
超出母材表面焊趾连线的那部分焊缝金属的最大高度。
4.4.3熔 深:
在焊接接头横截面上,母材或前道焊缝熔化的深度。
4.4.4焊缝厚度:
在焊缝横截面中,从焊缝正面到焊缝背面的距离。
4.4.5焊 脚:
角焊缝的横截面中,从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离。
4.4.6焊缝形成系数:
熔焊时,在单道焊缝截面上焊缝宽度和焊缝厚度的比值,该系数小表示焊缝窄而深,这样的焊缝容易产生气孔和裂纹,所以焊缝形成系数应该保持一定的数值。
4.4.7熔化比:
熔焊时,被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。
4.5确定焊接规范:
正确的选择焊条直径、焊接电流、焊接速度。
尽量的使用短电弧焊接,电弧过长会引起燃弧的不稳定,金属飞溅较大及易产生气孔等缺陷。
4.5.1焊条直径:
焊条直径要根据工件厚度、接头形式、焊缝位置来选择。
为了提高工作效率,尽可能的选用直径较大的焊条。
对于多层焊接,焊第一层时应采用直径较小的焊条施焊。
4.5.2焊接电流:
①极性(正负极)碱性焊条一般采用直流反接(工件接负极);酸性焊条一般采用交流或直流正接。
(1)焊接电流主要根据焊条直径来选择。
平焊低碳钢:
D=3~6mmD焊条直径
焊接电流与焊条直径的关系:
I=(30~55)d(单位:
A) 电流过大则焊条易烧红致使药皮失效,电流过小则会出现焊不透,而且工作效率低。
焊接电流大小,主要依据焊件厚度、接头型式、焊接位置,依据焊条型号、焊条直径来选择。
立焊、横焊、仰焊时,焊接电流要比平焊电流小10%~20%.不锈钢焊条、合金钢焊条因电阻大,热膨胀系数较高,焊接电流大时,焊条会因发红使药皮脱落,影响焊接质量。
在施焊中,焊接电流要相应减小。
②焊条直径及焊接电流选择见表1和表2。
表1焊条直径选择
焊件厚度/mm
≤4
4~12
>12
焊条直径/mm
1.6~3.2
3.2~4.0
≥4.0
表2焊接电流选择
焊条直径/mm
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.0
焊接电流/A
30~40
50~65
50~80
100~130
160~210
200~270
240~300
注:
立、仰、横焊时,比平焊电流小10%~20%。
(2)电弧电压:
由电弧长度决定(即焊条焊芯端部与熔池之间的距离)。
电弧长,电弧电压高,电弧燃烧不稳定;熔深减小,飞溅增加,且保护不良,易产生焊接缺陷;电弧短,电弧电压低。
操作时采用短电弧,一般要求电弧长度不超过焊条直径。
4.5.3焊接速度:
在保证焊透并且焊缝高低、宽窄一致的前提下,尽可能的快速施焊。
一般工件越薄、焊速应越大。
5、操作方法
5.1引弧 常用划擦法,将焊条端部与焊件表面作划擦接触,然后迅速提起,保持2~4mm的距离,即可引燃电弧。
5.2运条 运条由三个基本运动合成,电弧焊时,焊条除了沿其轴线向熔池送进和沿焊缝作横向摆动和沿焊缝移动。
对较长的焊缝,焊前先将焊件两端点固,以防尾部张开使焊缝变宽。
5.2.1运条手法:
(1)直线形运条法:
采用直线形运条法焊接时,应保持一定的弧长,焊条不摆动并沿焊接方向移动。
此种运条手法适用于3~5mm厚度的不开坡口的板材对接平焊和多层焊的第一层焊道。
由于焊条不作横向摆动,所以熔深较大,且焊缝宽度较窄。
(2)直线往返形运法:
焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动。
主要适用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。
其特点是焊接速度快,焊缝窄,散热快。
(3)锯齿形运条法:
焊条末端作锯齿形摆动并向前移动,在两边稍停片刻,以防产生咬边缺陷。
这种手法操作容易、应用较广,多用于比较厚的钢板的焊接,适用于平焊、立焊、仰焊的对接接头和立焊的角接接头。
(4)月牙形运条法:
焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动,并在两边的适当位置作片刻的停留,以使焊缝边缘有足够的熔深,防止产生咬边的缺陷。
此法适用于仰焊、立焊、平焊位置以及需要比较饱满焊缝的地方。
优点:
能够使金属熔化良好,而且有较长的保温时间,熔池中的气体和熔渣容易上浮到焊缝的表面,有利于获得高质量的焊缝。
(5)三角形运条法:
焊条末端作连续的三角形运动,并不断的向前移动。
按适用范围不同,可分为斜三角形和正三角形两种运条方法。
其中斜三角形运条法适用于焊接T形接头的仰焊缝和横焊缝。
其特点:
能够通过焊条的摆动控制熔化金属,促使焊缝成形良好。
正三角形运条法仅适用于开坡口的对接接头和T形接头的立焊。
其特点:
一次能焊出较厚的焊缝断面,有利于提高效率,而且焊缝不易产生夹渣等缺陷。
(6)圆圈形运条法:
焊条末端连续作圆圈运动,并不断向前移动。
这种运条方法又分为正圆圈和斜圆圈两种。
正圆圈运条法只适用于焊接较厚的工件的平焊缝。
优点:
能够使金属有足够高的温度,有利于气体从熔池中逸出,可防止焊缝产生气孔。
斜圆圈运条法适用于T形接头的横焊(平角焊)仰焊以及对接接头的横焊缝,特点:
可控制金属不受重力影响,能防止金属液体下淌,有助于焊缝的形成。
5.3收尾
电弧中断和焊接结束时,应把收尾处的弧坑填满。
如果收尾时立即拉断电弧,则会形成比焊件表面低的弧坑。
在弧坑处常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
收尾动作有以下几种:
(1)划圈收尾法:
焊条移至焊缝终点时,作圆圈运动,直到填满弧坑再拉断电弧。
主要适用于厚板焊件的收尾。
(2)反复断弧收尾法:
焊条在弧坑处反复息弧、引弧直到弧坑填满为止。
适用于薄板和大电流焊件,但是碱性焊条不宜采用,及其容易产生气孔。
(3)回焊收尾法:
焊条移至焊缝收尾处立即停止,并改变焊条角度回焊一小段。
适用于碱性焊条。
五、焊件缺陷:
见列表(5)
缺陷名称
特征
产生的主要原因
未焊透
焊件与熔敷金属在根部或者层间
未全部焊合
2、电流太小,焊速太快。
3、坡口角度尺寸不对。
焊
穿
焊缝某处有自上而下的表面不平整的通洞
1、电流过大,间隙过大。
2、焊速过低,电弧在焊缝处停留时间过长。
夹
渣
焊缝内部或者多层焊间有非金属夹渣
1、坡口角度过小;
2、焊条质量不好;
3、除锈清渣不彻底;
气
孔
焊缝的表面或者内部有大小不等的孔
1、焊条受潮生锈,药皮变质、剥落;
2、焊缝未彻底的清理干净;
3、焊速太快,冷却太快;
裂
纹
在焊缝或者近缝区的焊件表面或者内部产生横向或者纵向的裂纹
1、选材不当,预热、缓冷不当;
2、焊件顺序不当;
3、结构不合理,焊缝过于集中。
六 电焊条 由焊丝和药皮组成,它对焊缝质量有较大的影响。
6.1焊丝:
焊丝既是产生电弧的电极,又是焊缝的填充金属,因此对焊丝的金属化学成分应该有一定的要求。
焊件和焊条的金属成分应尽可能的相近。
焊条的直径就用焊丝的直径表示,常用的为3~5mm,长度为350~450mm。
6.2药皮:
药皮的作用是稳定电弧燃烧,防止焊缝金属的氧化和补充烧损的合金元素等,从而保证焊缝良好的机械强度。
焊条药皮的种类:
按照药皮熔化后的熔渣特性可以分为酸性和碱性两大类。
药皮熔渣中酸性氧化物多的称为酸性焊条,反之为碱性焊条。
6.3电焊条的牌号:
用汉字加三位数字来表示。
例如:
碱性焊条“结422”“结”表示结构钢用的焊条,前两位数字表示焊缝达到的最低抗拉强度极限值。
σb≥42Kg/mm2.
(船用焊条除外)
一个焊条牌号由六部份组成。
例如CHE507CrNiF