模块四角焊.docx

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模块四角焊

模块四角焊

任务一焊接工艺参数

焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称，叫焊接工艺参数。

焊条电弧焊的工艺参数包括：

焊条直经、焊接电流、电弧电压、焊接速度、热输入等。

过去又称焊接规范。

一、焊条直径的选择

焊条直径大小对焊接质量和生产率影响很大。

通常是在保证焊接质量前提下，尽可能选用大直径焊条以提高生产率。

如果从保证焊接质量来选焊条直径时，则须综合考虑：

焊件厚度、接头形式、焊接位置、焊道层次和允许的线能量等因素。

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，其熔敷速度也高于小直径焊条，表1是按板厚来选用焊条直径。

焊件厚度/mm

2

3

4～5

6～12

＞12

焊条直径/mm

2.5

3.2

3.2～4

4～5

4～6

表1焊条直径的选择

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，有利于控制熔透和焊波形状，以后各层可用大直径焊条以加大熔深和提高熔敷率，可达到快速填满坡口。

在横焊、立焊和仰焊等位置焊接时，由于重力作用，熔化金属易从接头中流出，应选用小直径焊条，因为小的焊接熔池，便于控制。

在“船形”位置上焊接角焊缝时，焊条直径不应大于角焊缝的尺寸。

对某些金属材料要求严格控制焊接线能量时，只能选用小直径的焊条。

二、焊接电源种类和极性的选择

焊条电弧焊既可用交流电也可用直流电，用直流电焊接的最大特点是电弧稳定、柔顺、飞溅少，容易获得优质焊缝。

此外直流电弧有极性和明显磁偏吹现象。

因此，在下列情况常采用直流电进行焊条电弧焊：

1）使用低氢钠型焊条时，因这种焊条稳弧性差；

2）薄板焊接时，因用的焊接电流小，电弧不稳：

3）立焊、仰焊及短弧焊，而又没有适于全位置焊接的焊条时；

4）有极性要求时，如为了加大焊条熔化速度用正接（工件接正极）；为了加大熔深用反接（工件接负极）需要减熔深则用正接；使用碱性焊条时，为了焊接电弧稳定和减少气孔，要求用直流反接等。

用交流电作焊条电弧焊电弧稳定性差，特别是在小电流焊接时对焊工操作技术要求高，但交流电焊接有两大优点：

一是电源成本低，二是电弧磁偏吹不明显。

因此，除上述的特殊情况外，一般都选用交流电作焊条电弧焊，特别是用铁粉焊条在平焊位置焊接可选较大的焊条直径，较高的焊接电流，以提高生产率。

三、焊接电流大小

焊接电流是焊条电弧焊的主要工艺参数，它直接影响焊接质量和生产率。

总的原则是在保证焊接质量的前提下，尽量用较大的焊接电流以提高焊接生产率。

但是，要避免如下情况：

1）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，出现焊缝咬边，烧穿等缺陷。

焊波变尖，熔宽和熔深都增加（如下图）。

此外，还使接头热影响区晶粒粗大，接头的韧性下降。

2）焊接电流过小，则电弧不稳，易造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷。

焊波呈圆形，而且堆高增大，熔宽和熔深都减小（如下图）。

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。

有三种方法可确定焊接电流：

①经验公式一般碳钢焊接结构是根据焊条直径按下式来确定焊接电流。

有近似的经验公式可供估算：

I=（30~55）d

式中d——焊条直径，mm；

I——焊接电流，A；

焊接电流选择

焊条直径（mm）

1.6

2.0

2.5

3.2

4.0

5.0

5.8

焊接电流（A）

25~40

40~60

50~80

100~130

160~210

200~270

260~300

根据上面经验公式计算出的焊接电流，只是大概的参考数值，在实际使用时还应根据具体情况灵活掌握。

例如板厚较大时，或焊接T形接头和搭接接头等角焊缝时，施焊环境温度低时，均因导热快，焊接电流必须大一些；立焊、横焊和仰焊时，为了防止熔化金属从熔池中流淌，须减小熔池面积以便于控制焊缝成形，须采用较小一些的焊接电流，一般比平焊位置小10%-20%。

焊接不锈钢，使用不锈焊条时，为了减小晶间腐蚀，以及减少焊条发红，焊接电流应小一些。

②由焊接工艺试验确定对于普通结构，利用经验公式或查表确定焊接电流一般已足够。

但是对于某些金属材料如合金钢焊接或重要的焊接结构如锅炉压容器的焊接等，焊接电流必须通过试验加以确定。

对热输入敏感的金属材料，必须根据试验得出的许用热输入来确定焊接电流范围。

总之，重要金属结构必须按焊接工艺评定合格后的工艺来确定焊接电流。

打底焊时，特别是焊接单面焊双面成形焊道时，使用的焊接电流要小；填充焊时，通常用较大的焊接电流；盖面焊时，为防止咬边和获得较美观的焊缝，使用的电流稍小些。

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电流小20%左右。

③凭工作经验辨别电流大小

（1）看飞溅

电流过大时，电弧吹力大，可看到较大颗粒的铁水向熔池外飞溅，焊接时爆裂声大；电流过小时，电弧吹力小，熔渣和铁水不易分清。

（2）看焊缝成形

电流过大时，熔深大，焊缝余高低，两侧易产生咬边；电流过小时，焊缝窄而高，熔深浅，且两侧与母材金属熔合不好；电流适中时焊缝两侧与母材金属熔合得很好，呈圆滑过渡。

（3）看焊条熔化状况

电流过大时，当焊条熔化了大半截时，其余部分均已发红；电流过小时，电弧燃烧不稳定，焊条易粘在焊件上。

温馨提示：

焊接电流初步选定后，要通过试焊调整。

四、电弧电压

焊条电弧焊中电弧电压不是焊接工艺的重要参数，一般不须确定。

但是电弧电压是由电弧长度来决定，电弧长则电弧电压高，反之则低。

电弧长度是焊条芯的熔化端到焊接熔池表面的距离。

它的长短控制主要决定于焊工的知识、经验、视力和手工技巧。

在焊接过程中，电弧长短直接影响着焊缝的质量和成形。

如果电弧太长，电弧漂摆，燃烧不稳定、飞溅增加、熔深减少、熔宽加大，熔敷速度下降，而且外部空气易侵入，造成气孔和焊缝金属被氧或氮的污染，焊缝质量下降。

若弧长太短，熔滴过渡时可能经常发生短路，使操作困难。

在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，并且尽量使用短弧焊接。

所谓短弧是指弧长为焊条直径的0.5~1.0倍。

超过焊条直径的弧长为长弧焊，在使用酸性焊条时，为了预热待焊部位或降低熔池的温度和加大熔宽，有时将电弧稍为拉长进行焊接。

碱性低氢型焊条，应用短弧焊以减少气孔等缺陷。

五、焊接层数

厚板焊接常是开坡口采用多层焊或多层多道焊，见图1。

层数增多对提高焊缝的塑性和韧性有利，因为后焊道对前焊道有回火作用，使热影响区显微组织变细，尤其对易淬火钢效果明显。

但随着层数增多，生产效率下降，往往焊接变形也随之增加。

层数过少，每层焊缝厚度过大，接头易过热引起晶粒粗化，反而不利。

一般每层厚度以不大于4-5mm为好。

如图：

a）多层焊b）多层多道焊

六、焊接速度

焊接速度指焊条沿焊缝方向向前移动的速度。

一般当焊道的熔宽为焊条直径的2倍时，焊速较适当。

焊接速度直接影响焊接的质量，下图表示焊接速度对焊缝形状的影响。

（1）焊接电流和焊接速度合适，焊缝的形状规则，焊波均匀并成椭圆形，焊缝各部分的尺寸符合要求（图a）。

（5）焊接速度太快，焊波变尖，焊缝形状不规则而且堆高、熔宽和熔深都减小（图b）。

（4）焊接速度太慢，焊波变圆，而且堆高、熔宽和熔深都增加。

焊薄板工件时有可能烧穿（图c）。

&练习

1、焊条直径的选择与那些因素有关，请详细介绍接头形式和焊道位置对焊条选择的要求。

2、焊接电流过大或过小对焊缝成形的影响。

3、怎样选择合适的焊接电流。

4、电弧电压对焊缝成形的影响。

任务二平角焊

一、操作要点

焊件的定位；角焊的运条方法：

正确运用焊条角度；多层多道焊的操作技能。

2、角焊的特点

1）焊接结构中，广泛采用T形接头，搭接接头和角接头等接头形式

T形接头搭接接头角接接头

横角焊的接头形式

2）焊角尺寸与钢板厚度的关系。

如下表（单位：

mm）

钢板厚度

＞2～3

＞3～6

＞6～9

＞9～12

＞12～16

＞16～23

最小焊角尺寸

2

3

4

5

6

8

3）焊脚尺寸决定焊接层数和焊道数量

焊脚尺寸在5毫米以下，采用单层焊;

焊脚尺寸在6--10毫米,采用多层焊

焊脚尺寸大于10毫米，采用多层多道焊

3）由不等厚度板组装的角焊缝在角焊时，要相应的调节焊条角度，电弧要偏向厚板，使厚板所受热量增加。

二、操作要领

1）装配及定位焊

组成90°T形接头，不留间隙，采用正式焊缝用的焊条进行定位焊，其位置应对称，长度均为10—15㎜，清理油污，锈蚀等。

2）单层焊

焊脚尺寸在5毫米以下，采用单层焊;，焊条直径的选择由焊脚尺寸的大小来确定，焊脚尺寸较大，焊条直径就相应选择大一些。

操作时，可采用直线运条法，短弧焊接，焊接速度要均匀。

焊条与平板的夹角为45°，与焊接方向的夹角为65°—80°.运条时通过焊接速度的调整和适当焊条摆动，保证焊件所需要的焊脚尺寸。

单层焊还有一种简易的方法，只要将焊条端头的套管边缘靠在接口的夹角处，并轻轻施压，随着焊条的熔化，焊条便会自然的向前移动。

3）多层焊（二层二道焊）焊接第一层焊缝的运条方法和焊条角度等与单层焊相同。

焊接第二层焊缝可采用斜锯齿形或斜圆圈形运条方法。

图示所如。

4）多层多道焊

焊脚尺寸为8～12㎜时宜采用二层三道焊，焊第一层的焊接方法同单层焊，第二层的二、三道焊缝都采用直线形运条法，焊条角度如图所示。

焊接第二道焊缝要覆盖第一层焊缝2/3左右，焊接时运条要平稳，焊接第三道焊缝要覆盖第二道焊缝1/3～1/2左右。

三、船形焊

为了克服平角焊时易产生咬边和焊脚不均匀的缺陷,在实际生产中,往往将焊件旋转成为下图所示位置,这种位置的焊接称为船形焊.

这样,可采用平对接焊的操作方法,有利于选用大直径的焊条和较大的焊接电流.运条时可采用月牙形或锯齿形方法.焊接第一层仍用小直径焊条及稍大的焊接电流 ;其它各层与开坡口的平对接焊操作相似.所以船形焊不但能获得较大的熔深,而且一次焊成的焊脚尺寸最大可达10mm以上,与平角焊相比不仅生产率提高了,而且比较容易地获得平整美观的焊缝,因此,如有条件应尽量用船形焊.

四、角焊焊缝形状

平角焊后,焊脚断面形状应符合下图中C的要求,因为这种形状是圆滑过渡,应力集中最小,可提高焊件的承载力.当对焊后角变形有严格要求时,焊前需预留一定的变形量,可采用反变形法,使焊后焊件变形最小 ;也可在定位焊时,用圆钢\角钢等进行固定,待焊件全部焊完后再去掉.。

&练习

1、平角焊的几种接头形式。

2、焊角尺寸与板厚的关系。

3、角焊的操作要领。

技能训练

1、操作要点

焊件的定位；角焊的运条方法：

正确运用焊条角度；多层多道焊的操作技能。

2、焊前准备

（1）焊接设备BX1—200型交流弧焊机，焊钳，地线，面罩，钢丝刷，敲渣锤，焊条筒等

（2）焊件低碳钢板，每人二块（长、宽分别为150毫米、50毫米），厚为5毫米。

（3）焊条JE422（E4303），直径3.2毫米（酸性）

3、技能训练

操作过程

1、将焊件装配成T形接头，定位焊牢。

2、采用直线运条，短弧焊，焊接过程中稍做摆动。

注意事项

1、装配定位焊时，考虑到焊接变形，应采用反变形。

2、运条时速度要均匀，不能过快。

3、定位焊后要将熔渣清理干净。

4、焊脚在平板和立板间的分别应对称且过渡圆滑。

5、能够根据不同的板厚选择合理的焊条角度。