焊接课件第一课.docx
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焊接课件第一课
电焊基础知识讲座
电焊钳、焊接电缆选用。
1、焊钳
焊钳是用以夹持焊条进行焊接的工具。
常用的焊钳有300A、500A两种。
焊大件、厚件时还有一种是800A，焊钳实物：
300A焊钳适用焊直径2.5-5，焊钳温度≤40℃，连接电缆截面积35（常用）-40mm2。
500A适用于焊条直径4.0-6.0，焊钳温度≤40℃，连接电缆截面积80-95mm2
300A焊钳外形尺寸235×80×36
500A焊钳外形尺寸258×86×38
2、焊接电缆
利用焊接电缆、将焊钳和接地夹钳接到电源上，焊接电缆是焊接电路的一部分，除要求不应破坏外，还必须耐磨和耐擦伤，应柔软易弯曲，以便焊工操作，减轻劳动强度。
焊接电缆采用多股细铜线电缆，一般可选用弧焊电源用YHH型橡胶套电缆。
见表
额定电流/A
电缆长度
20
30
40
50
60
70
80
电缆截面积/mm2
300
35
50
60
60
70
70
70
400
35
50
60
70
85
85
85
500
50
70
85
95
95
95
95
但表中所示的焊接电缆长度和截面积，在我们实际工作当中以我个人观点是不现实的，比如我们用500A焊机，电流也是500A要焊距离80m焊件，按标准我们要采用焊接电缆要截面积在95mm2，那就对工作是很大的负担，一盘线起码要2-3人抬，焊工在焊接过程中手握焊钳光电缆1米的重量就4-5斤重，焊工劳动强度太大，不利于操作，很不实用。
个人经验，一般用焊机300A-500A，一般可采用30-50mm2焊接电缆最佳。
第一节
焊条的组成及性能
焊条是涂有药皮的、供焊条电弧焊用的熔化电极，它由药皮和焊芯两部分组成。
药皮是涂在焊芯上的涂料层，焊芯是被芯皮包裹的金属芯。
焊条前段的药皮有45度左右的倒角，便于引弧，尾部有段裸焊芯，约占焊条总长的1/16，一般长约15-25mm，便于焊钳夹持和导电。
焊条的直径是焊芯直径，它通常为1.6焊丝、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.0等几种，长度一般在200-450mm之间，
一、焊芯
焊接时，焊芯受热熔化成为、焊缝的填充金属，焊芯的化学成分和性能、对于焊缝金属的质量有着直接的影响。
焊芯的选择要根据国家标准GB1300-1977《焊接用钢丝》、GB3429-1982《碳素钢焊条钢盘条》、GB4241-1984《焊接用不锈钢盘条》等选择相应牌号的焊丝作为焊芯材料。
二、药皮
1、药皮的作用
焊接时由焊条药皮或焊剂熔化后，经过冶金反应而形成的熔渣叫焊接熔渣。
药皮的作用分四种：
（1）保证电弧集中、稳定，使熔滴金属容易过渡。
（2）机械保护作用，焊接时生成的熔渣覆盖在熔池金属表面上，保护熔池金属不被氧化和氮化。
（3）改善焊接工艺性能的作用。
具有适宜物化性能的熔渣、可使焊条具有良好的全位置焊接时应性。
（全位置、四种焊接法）平、立、横、仰。
（4）冶金处理作用。
生成的熔渣和液态金属能够发生一系列的物理化学反应。
在一定的条件下、熔渣可以去除焊缝中的、有害杂质，保护有益元素，向焊缝过渡所需要的合金元素，满足焊缝金属所需要的各种性能要求。
三、药皮的组成
（1）稳弧剂
（2）造渣剂（3）造气剂（4）脱氧剂（5）合金剂（6）粘结剂（7）成形剂
四、药皮的类型
根据焊条药皮组成的不同，可分为8种
（1）氧化钛型，简称钛型
（2）氧化钛钙型，简称钛钙（3）钛铁矿型（4）氧化铁型（5）纤维素型（6）低氢型（7）石墨型（8）盐基型
第二节
掌握焊条型号的意义及选用原则
一、焊条的分类及选用
按焊条的用途，主要分以下几种
序号
名称
用途
举例
1
结构钢焊条
主要用于焊接低碳钢和低合金高强钢
J422、J506
2
不锈钢焊条
主要用于焊接不锈钢和热强钢，可分为铬不锈钢和镍不锈钢焊条两种
A102
3
铸铁焊条
主要用于焊补铸铁构件
Z408
4
铜及铜合金焊条
主要用于焊接铜及铜合金，其中包括纯铜焊条和青铜焊条
T227
在无其它因素影响条件下，电焊条的基本要求要满足以下几点：
1）引弧时电弧应容易引燃，在焊接过程中电弧燃烧平稳，二次引弧容易。
2）施焊过程中，焊条燃烧不应产生过多的烟雾，以及过多、过大的飞溅。
3）焊接过程中，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。
药皮的熔化速度、应稍慢于焊芯的熔化速度，使焊条熔化端部、能形成喇叭形套筒，有利于金属熔滴过渡和形成保护。
4）要保证熔敷金属、具有一定的抗裂性，及所要求的、力学性能和化学成分。
5）焊后焊缝成形正常，焊渣易清除。
二、按焊接熔渣的特性，根据焊接熔渣的碱度，焊条分为酸性焊条（如J422）和碱性焊条（如J506）。
酸性焊条的药皮中含有较多的氧化铁、氧化钛、氧化硅等氧化物。
其氧化性强，焊接过程中合金元素容易烧损；焊缝金属中氧和氢含量较多，力学性能较低，特别是冲击值较碱性焊条低，但其工艺性良好，脱渣容易，对铁锈、水分产生气孔的敏感性不大，可交直流电机用。
碱性焊条中、含有较多的大理石和氟石，并含有较多的作为脱氧剂、和渗合金剂的铁合金，其脱氧性强，寒风技术中氧和氢含量少，力学性能高，尤其是韧性、抗裂性和抗时效性能好，但对铁锈、水分产生气孔的敏感性较大，脱渣性比酸性焊条差，适用于较重要的焊接结构。
三、焊条的型号及牌号
我们常用的有以下几种：
1、焊条型号是在国家标准、及权威性国际组织（如ISO）的有关法规中，根据焊条特性指标明确划分的，是焊条生产、使用、管理等有关单位必须遵照执行的，而焊条牌号是焊条产品的具体命名，目前焊条牌号大部分已在全国统一。
2、焊条型号结构钢规定的焊条型号编制方法是：
字母“E”表示焊条；第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位MPa；第三位数字表示焊接位置，其中“O”表示适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊及横角焊；“4”表示焊条适用于向下立焊；第三位和四位组合时表示焊接电流种类和药皮类型。
四、焊条的正确使用和保管
焊条的种类很多，应用范围，选用是否恰当对焊接质量、劳动生产率及产品成本都有很大影响，因此选用焊条时应注意以下几点：
1、考虑焊件的力学性能和化学成分
1）低碳钢、中碳钢和低合金结构钢的焊接，可按其强度、登记来选用相应的焊条。
在焊接结构刚性大，受力情况复杂时应选用比钢材强度低一级的焊条。
但遇到焊后要进行回火处理的焊件，则应防止焊缝强度过低和焊缝中、应有的合金元素含量达不到要求。
2）在焊条的强度确定后再决定选用、酸性还是碱性焊条时，主要取决于焊接结构具体形状的复杂性、构件刚性大小、构件承载情况、钢材的焊接性以及有无直流电源等。
3）低碳钢与低合金高强钢的异种钢焊接，一般选用与强度等级较低的钢材相匹配的焊条。
2、焊条的烘干、保管
1）焊材从库房中领出后，要妥善保管在二级库内。
焊条要放在架子上，架子高度距地最少300mm，距墙壁不小于300mm，架下放置干燥剂，防止受潮。
二级库内的温度要保持在5℃以上，相对湿度≤60%，库内温度、湿度应按时控制调整。
2）焊条使用前要严格烘干才允许使用。
3）焊条烘干员负责焊条的烘干工作。
焊条烘干的数量要有计划，根据工程进展情况准备烘干焊条。
4）烘干箱、保温箱由焊条烘干员负责。
5）酸性焊条要根据具体情况在70-130℃烘干1h。
6）碱性焊条使用前必须烘干，烘干温度一般350-400℃烘1-1.5h。
操作时不可将焊条往高温炉突然放入或突然冷却，以免药皮裂开。
应逐渐加热、保温，缓慢冷却。
对含氢量有特殊要求的，烘干温度可提高到450℃，经烘干的碱性低氢焊条最好放入低温箱，温度控制在80-100℃并随取随用。
7）在烘干焊条时，要经常打开通风孔并开动风扇，驱除潮气，焊条放进取出时，烘干箱内温度不得超过200℃。
8）焊条烘干之后，存于保温箱内，要尽快用完，保温箱温度始终保持在100-150℃。
9）露天操作时，烘干好的焊条应放入保温筒内，不得露天放置。
3、常用焊条烘干温度及保持时间表：
类别
牌号
温度/℃
时间/h
碳钢和低合金钢焊条
J422
150
1
J426
300
1
J427
350
1
J502
150
1
J506、J507
350
1
五、手工电弧焊的工艺特点及工艺参数
了解选用焊条直径与焊件厚度的关系（学习要点）了解各种直径的焊条使用电流的参考值，掌握焊接工艺参数对焊缝形状的影响（学习要点）
1、焊接电流种类和极性的选择
弧焊电源分四大类：
交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变（安全）式弧焊电源。
焊接电源种类：
交流、直流。
极性选择：
正接、反接。
正接：
焊机接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。
反接：
焊机接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。
极性选择原则：
碱性（506、507）焊条通常采用直流反接，否则电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大。
酸性（422）焊条使用直流电源时通常采用直流正接。
2、焊条直径与焊件厚度的关系
可根据焊件厚度选择，一般厚度越大，选用的焊条直径越粗，焊条直径与焊件关系见下表：
焊件厚度（mm）
焊条直径（mm）
2
2
3
3.2
4-5
3.2-4
6-12
4-5
＞13
4-6
3、焊接电流的选择与焊条直径的参考值：
在选择电流时，要考虑的因素很多，如焊条直径、药皮类型、工件厚度、接头类型、焊接位置、焊道层次等，但主要由焊条直径、焊接位置、焊道层次来决定。
咱们看一下焊条直径与焊件厚度的一个对照：
焊条直径越粗，焊接电流越大
焊条直径（mm）
焊接电流（A）
1.6
25-45
2.0
40-65
2.5
50-80
3.2
100-130
4.0
160-210
5.0
260-270
6.0
260-300
以上相应对照是指平焊位置的适用电流。
4、焊接位置：
（学习要点）平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流。
横立仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置电流小10-20%，角焊电流比平焊电流稍大一些。
5、焊道层次,打底及单面焊双面成型，使用的电流要小一些。
碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。
不锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流要小。
总之，焊接电流过大或过小都易产生焊接缺陷。
6、电弧电压
电弧电压主要决定于弧长，电弧长，则电弧电压高，反之则低。
在焊接过程中，一般希望弧长保持一致，而尽可能用短弧焊接，所谓短弧焊接是弧长是焊条的0.5-1.0倍，超过这个限度为长弧。
用长弧焊接时，电弧引燃不稳定，所得到的焊缝质量较差，表面鱼鳞不均匀，焊缝熔深较浅，当焊条熔滴向熔池过渡时，周围的空气容易侵入，导致产生气孔，而且熔化金属飞溅严重，造成浪费。
因此，施焊时应采用短弧焊接，才能保证焊缝质量。
一般常按下述公式确定：
L—电弧长度（mm）
d—焊条直径（mm）
L=（0.5-1）d
7、焊接速度，在保证焊缝质量的前提下，采用较大直径的焊条和焊接电源，并按具体条件加大焊接速度，以提高生产率。
8、在采用焊条电弧焊时还应注意以下几点才能保证焊缝质量达到最佳状态。
（学习要点）
1）焊接时应注意保持一定的电弧长度，电弧过长会引起电弧不稳，熔深减小，飞溅增大，氧化程度增大。
2）每道焊缝焊完时不能立即拉断电弧，应将弧坑填满或引到焊缝旁边。
3）多层焊时，每层应为0.8-1.2d（d为焊条直径），焊完后应将焊缝表面焊渣打净，然后焊下一层；更换焊条时，层与层之间的接头应错开。
4）双面焊时，正面焊完后用风铲或碳弧气刨将背面未焊透及熔渣去掉，并用砂轮打磨或钢刷刷净后再进行焊接。
5）施焊前，应将被焊处的锈、油污等赃物清干净。
6）已装配好的焊件，如坡口间隙过大，但又不能修理时，不允许往里夹铁棍，应从坡口两侧堆焊过渡，然后再焊。
7）焊接过程中应保证不受风雪和雨水侵袭，否则应停止焊接。
8）每道焊缝焊完之后应进行外观检查，如发现有气孔夹渣、焊瘤等缺陷时，应将缺陷铲除掉进行补焊。
9）焊接重要设备和管道时，定位焊使用的焊条应与正式焊接所用焊条相同，并应注意引弧和定位焊位置，防止母材擦伤。
5、焊接接头的形式主要有：
对接接头、角接接头、丁型接头和搭接接头4种，其次还有卷边接头、套管接头和斜接头等。
1、对接接头：
是指在同一平面上两板件相对端面焊接而形成的接头。
这种从力学角度看是比较理想的接头形式，它是受力状况较好，应力集中较小，能承受较大的静载荷和动载荷，接头效率高。
2、角接焊头：
是由两块板件端面的直角接头形式，一般可分为工型坡口、单Y型坡口、Y型即双边Y型坡口等。
3、“T”型接头：
是指一个板件与另一板件相交构成直角或近似直角，以角焊缝组合成焊缝连接的接头形式。
4、搭接接头：
是指两板件部分重叠一起进行焊接所形成的接头，该接头强度较低，尤其是疲极低，只用于不重要的结构。
六、焊接速度：
电弧因然后，焊条要有三个基本方向的运动，才能使焊缝成形良好。
1、焊条超熔池方向逐渐送进，只要是为了维持所要求的电弧长度，为此焊条的送进速度应该与焊条熔化速度相适应。
如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢，则电弧长度逐渐增加，使焊条与焊件接触，造成短路。
2、焊条沿焊接方向逐渐移动，主要是使熔池金属形成焊缝焊条的移动式速度。
对焊缝质量影响很大，若移动速度太慢，则熔化金属堆积过多，加大焊缝断面。
并且是焊件加热温度过高，使焊缝组织发生变化，薄件则容易烧穿，移动速度太快，则电弧来不及熔化足够的焊条和基本金属，造成焊缝断面太小以及形成未焊透等缺陷，所以焊条沿着焊接方向移动的速度应根据电流大小焊条直径，焊件厚度，装卸间隙及坡口形式等来选取。
3、焊条作横向摆动，
主要是为了获得一定宽度的焊缝，其摆动范围与所要求的焊缝宽度，焊条直径有关，摆动范围越大所得焊缝越宽。
焊接水平的高低是无止境的，比如；造船业、锅炉、起重机、压力容器等。
他们的焊接水平都很高。
焊接水平主要讲究工作认真不放过每一个细小的环节，平整美观、受抗拉强度强、变形小、速度快。
七、焊条的外观质量检验
主要包括焊条偏心度、焊条直径、焊条长度、药皮强度、焊条弯曲度、耐潮性、杂质、裂纹、起泡、竹节、损伤、包头、磨尾长度和印字等。
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