《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