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1、第三章第三章 焊接焊接第一節(jié)第一節(jié) 手工電弧焊手工電弧焊第二節(jié)第二節(jié) 焊接件結構工藝性焊接件結構工藝性第三節(jié)第三節(jié) 氣焊和氣割氣焊和氣割第四節(jié)第四節(jié) 其他焊接方法其他焊接方法第一節(jié)第一節(jié) 手工電弧焊手工電弧焊一、焊接過程一、焊接過程二、手工電弧焊設備二、手工電弧焊設備交流弧焊機交流弧焊機直流弧焊機直流弧焊機發(fā)電機式直流弧焊機由一臺交流電動機和一臺直流弧焊發(fā)電機組成，發(fā)電機由電動機帶動。整流式直流弧焊機的結構相當于在交流弧焊機上加上整流器，從而將交流電變?yōu)橹绷麟?，故又稱弧焊整流器。直流弧焊機的輸出端有兩種不同的接線方法：正接 反接三、焊條三、焊條焊條的組成和作用焊條的組成和作用組成組成：焊條由金

2、屬焊芯金屬焊芯和藥皮藥皮兩部分組成。作用作用：焊芯焊芯在焊接時有兩個方面的作用：作為電極，傳導電流，產(chǎn)生電弧；熔化后作為填充金屬，與母材一起組成焊縫金屬。藥皮藥皮是壓涂在焊芯表面上的涂料層，由多種礦石粉、鐵合金粉和粘結劑等原料按一定比例配制而成。它的主要作用是：改善焊條工藝性，如易于引弧，保持電弧穩(wěn)定燃燒，利于焊縫成形，防止飛濺等；機械保護作用，藥皮分解產(chǎn)生大量氣體并形成熔渣，對熔化金屬起著保護作用；冶金處理作用，即通過冶金反應除去有害雜質(zhì)并補充有益的合金元素，改善焊縫質(zhì)量。焊條的分類和型（牌）號焊條的分類和型（牌）號國產(chǎn)焊條按其用途分為結構鋼焊條、耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鎳及鎳合金

3、焊條、鑄鐵焊條、低溫鋼焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條十類。其中，結構鋼焊條應用最為廣泛。根據(jù)根據(jù)GB51171995和和GB51181995，低碳鋼和低合金鋼低碳鋼和低合金鋼焊條型號的形式和含義如下：焊條型號的形式和含義如下：E 第三位數(shù)字與第四位數(shù)字的組合，表示焊接電流種類及藥皮類型，見表1.3-1第三位數(shù)字表示焊條適用的焊接位置，“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接，“2”表示適用于平焊及平角焊，“4”表示適用于向下立焊前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最低值，單位為MPa字母“E”表示焊條焊條牌號是焊接行業(yè)統(tǒng)一的焊條代號，其形式與含義如下：焊條牌號是焊接行業(yè)統(tǒng)一的焊條

4、代號，其形式與含義如下： 第三位數(shù)字，表示焊接電流種類和藥皮類型，見表1.3-1表示各大類中的若干小類大寫漢語拼音字母，表示焊條各大類（按用途分）結構鋼焊條牌號的形式與含義如下結構鋼焊條牌號的形式與含義如下：J 第三位數(shù)字，表示焊接電流種類和藥皮類型，見表1.3-1前兩位數(shù)字，表示焊縫金屬抗拉強度最低值，單位為Mpa，其等級劃分見表1.3-2表示結構鋼焊條焊條的選用原則焊條的選用原則根據(jù)母材的化學成分和力學性能選用根據(jù)母材的化學成分和力學性能選用 焊接低碳鋼和低合金高強度鋼時，一般根據(jù)母材的抗拉強度按“等強度原則”選擇與母材有相同強度等級，且成分相近的焊條；異種鋼焊接時，應按其中強度較低的鋼材

5、選用焊條。2. 根據(jù)焊件的工作條件與工藝特點選用根據(jù)焊件的工作條件與工藝特點選用 對于承受交變載荷、沖擊載荷的焊接結構，或者形狀復雜、厚度大、剛性大的焊件，應選用堿性焊條。3. 按焊接設備、施工條件和焊接工藝性選用按焊接設備、施工條件和焊接工藝性選用 如果焊接現(xiàn)場沒有直流弧焊機時，應選用交直流兩用焊條；當焊件接頭附近污物、銹皮過多時，應選用酸性焊條，在保證焊縫質(zhì)量的前提下，應盡量選用成本低、勞動條件好的焊條；無特殊要求時，應盡量選用焊接工藝性好的酸性焊條。四、焊接工藝參數(shù)四、焊接工藝參數(shù)焊接直徑焊接直徑手弧焊焊接工藝參數(shù)的選擇，一般先根據(jù)焊件的厚度選擇焊條直徑。焊條直徑的選擇還與焊接層數(shù)、接頭

6、形式、焊接位置等有關，立焊、橫焊、開坡口多層焊的第一層施焊時應選用直徑小一點的焊條。焊接電流焊接電流焊接電流與焊條直徑有關。 I = ( 30 60 ) d焊接速度焊接速度焊接速度指焊條沿焊縫方向向前移動的速度。一般當焊道的熔寬為焊條直徑的2倍時，焊速較適當。電弧長度電弧長度電弧長度指焊條末端與起弧處工作表面間的距離。保持電弧長度約等于焊條直徑。焊接層數(shù)焊接層數(shù)當工件厚度較大時，需要采用多層焊接，以保證焊縫的力學性能。一般每層厚度為焊條直徑的0.8 1.2倍時，比較合適，生產(chǎn)率高且易控制。五、手弧焊基本操作要領五、手弧焊基本操作要領引弧引弧引弧就是使焊條與焊件間引燃并保持穩(wěn)定的電弧。引弧方法有

7、兩種，即敲擊法和摩擦法。這兩種方法都是使焊條末端與工件表面接觸形成短路，然后迅速將焊條向上提起一段距離（2 4mm），即可引燃并保持穩(wěn)定的電弧。注意注意：焊條不能提的太高，否則電弧易熄滅。焊條末端與工件接觸時間不能太長，以免焊條粘連在焊件上。當發(fā)生粘連時，應迅速左右擺動焊條，以使焊條脫離工作。運條運條手弧焊時，焊條除了沿其軸向向熔池送進和沿焊縫方向前移外，為了獲得一定寬度的焊縫，焊條還應沿垂直于焊縫的方向橫向擺動。熄弧熄弧熄弧是指焊縫結束，或一根焊條用完準備連接后一根焊條時的收尾動作。焊縫結束時的焊弧，應在熄弧前讓焊條在熔池處作短暫停頓或作幾次環(huán)形運條，使熔池填滿，然后將焊條逐漸向焊縫前方斜拉

8、，同時抬高焊條，使電弧自動熄滅；連續(xù)熄弧，應在熄弧前減少焊條與焊件間的夾角，將熔池中的金屬和上面的熔渣向后趕，形成弧坑后再熄弧。連接時的引弧應在弧坑前面，然后拉回弧坑，再進行正常焊接。六、常見焊接缺陷六、常見焊接缺陷常件焊接缺陷產(chǎn)生的原因見表1.3-5返回返回第二節(jié)第二節(jié) 焊接件結構工藝性焊接件結構工藝性一、焊縫布置一、焊縫布置焊接接頭的選擇焊接接頭的選擇對接接頭搭接接頭角接和T形接頭坡口形式的選擇坡口形式的選擇為了保證焊透，手弧焊板厚在6mm以上的焊件時，應在焊漸邊緣處加工出坡口。二、焊接接頭及坡口形式的選擇二、焊接接頭及坡口形式的選擇三、焊接位置及工藝特點三、焊接位置及工藝特點焊縫在焊接構

9、件上的空間位置不同，會直接影響焊接的難易程度，對焊接質(zhì)量和焊接率也都有影響。一般按焊縫空間位置的不同，將其分為平焊、立焊、橫焊、仰焊四種。平焊時操作方便、勞動條件好、生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量容易保證。立焊時，因熔池金屬有低落趨勢，操作難度較大，焊縫成形較困難，生產(chǎn)率較低。橫焊時，因熔化的金屬液體在重力作用下向下流，導致焊縫上部出現(xiàn)咬邊，下部出現(xiàn)焊瘤。仰焊時，操作極不方便，熔滴極易流失，焊縫成形非常困難，不但生產(chǎn)率低，焊接質(zhì)量也很難保證。因此，應盡量采用平焊位置施焊。四、對接平焊的操作步驟四、對接平焊的操作步驟對接平焊在生產(chǎn)中最為常用。厚度為4 6mm的鋼板對接平焊的操作步驟見下表。序號操作步驟操作要

10、點1備料劃線、用剪切或氣割方法下料，并調(diào)直鋼板2坡口準備板厚為4 6mm時，可采用I形坡口雙面焊，接口必須平整3焊前清理清除鐵銹、油污等4裝備將兩板水平放置，對齊，兩板間留12mm間隙5點固用焊條點固，固定兩焊件的相對位置，點固后應除渣。若焊件較長，可每隔300mm左右點固一次，點固長度為1015mm6焊接選擇合適的焊接工藝參數(shù)先焊點固面的反面，使熔深大于板厚的一半，焊后除渣翻轉(zhuǎn)焊件焊另一面，注意事項同上7焊后清理用鋼絲刷等工具把焊件表面的飛濺清理干凈8檢驗用外觀方法檢查焊縫質(zhì)量，若有缺陷，應盡可能修補返回返回第三節(jié)第三節(jié) 氣焊和氣割氣焊和氣割一、氣焊一、氣焊氣焊是利用可燃氣體乙炔（C2H2）

11、和氧氣（O2）混合燃燒時所產(chǎn)生的高溫火焰使焊件和焊絲局部熔化和填充金屬的一種焊接方法。氣焊設備氣焊設備氣焊設備包括乙炔氣瓶、氧氣瓶、減壓器、焊炬等。焊絲和焊劑焊絲和焊劑焊絲 氣焊絲一般是光金屬絲，用作填充金屬并與熔化的焊件金屬一起形成焊縫。1. 焊劑 焊劑的作用是去除熔池中形成的氧化物等雜質(zhì)，保護熔池金屬，并增加液態(tài)金屬的流動性。氣焊火焰氣焊火焰中性焰中性焰 中性焰又稱正常焰，其氧氣和乙炔的混合比為1.0 1.2。中心焰由焰心、內(nèi)焰和外焰三部分組成。內(nèi)焰區(qū)是焰心外邊顏色較暗的一層，其溫度最高，可達30003200C。中心焰適用于焊接低碳鋼、中碳鋼、合金鋼、純銅和鋁合金等材料。通過調(diào)整混合氣體中

12、乙炔與氧氣的比例，可獲得三種不同性質(zhì)的火焰：碳化焰碳化焰 碳化焰的氧氣和乙炔混合的體積比小于1.0。由于氧氣較少，燃燒不完全，整個火焰比中性焰長，溫度較低，最高溫度約為27003000 C。由于有乙炔過剩，故適用于焊接高碳鋼、硬質(zhì)合金，焊補鑄鐵等。焊接其他材料時，會使焊縫材料增碳，變得硬而脆。氧化焰氧化焰 氧化焰的氧氣與乙炔混合的體積比大于1.2。由于燃燒時有過剩氧氣，故燃燒比中性焰劇烈。由于對金屬熔池有氧化作用，降低了焊縫質(zhì)量，故只適用于焊接黃銅，一般不宜采用。氣焊（平焊）操作要領氣焊（平焊）操作要領 1. 點火、調(diào)節(jié)火焰與滅火點火、調(diào)節(jié)火焰與滅火 點火 點火時，先微開氧氣閥門，再開乙炔閥門

13、，隨后用明火點燃。調(diào)節(jié)火焰 先根據(jù)焊件材料確定應采用哪種氧乙炔焰，并調(diào)整到所需的那種火焰，再根據(jù)焊件厚度，調(diào)整火焰大小。 滅火 應先關乙炔，再關氧氣。2. 堆平焊波堆平焊波 氣焊時，通常用左手拿焊絲，右手持焊炬，兩手動作應協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或向右焊接。二、氧氣切割二、氧氣切割氧氣切割簡稱氣割，是利用某些金屬（如鐵）在純氧氣流中能夠劇烈氧化的原理進行金屬切割的方法。氣割時用割炬代替焊炬，其余設備與氣焊相同。氧氣切割過程氧氣切割過程開始時，先用氧乙炔焰將割口始端附近的金屬預熱至燃點，然后打開切割金屬閥門，高速氧氣射流使高溫金屬立即燃燒，所生成的氧化物同時被氧氣流吹走，而金屬燃燒時釋放的大量燃燒熱和氧

14、乙炔焰一起又將鄰近的金屬預熱到燃點，因此沿切割線以一定的速度移動割炬，即可形成一條整齊的割口。2. 燃燒生成的金屬氧化物的熔點應低于金屬本身的熔點，而且流動性要好，使之呈熔融狀被吹走時，割口處金屬仍未熔化。3. 金屬燃燒時能放出大量的熱，而且其本身的導熱性要低。返回返回金屬材料的燃點必須低于其熔點金屬氧氣切割的條件金屬氧氣切割的條件第四節(jié)第四節(jié) 其他焊接方法其他焊接方法一、其他熔焊一、其他熔焊埋弧焊埋弧焊埋弧焊是使電弧在較厚的焊接層下燃燒，利用機械自動控制引弧、焊絲送進、電弧移動和焊縫收尾的一種電弧焊方法。氣體保護電弧焊氣體保護電弧焊氣體保護電弧焊簡稱氣體保護焊，是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保

15、護電弧與焊接區(qū)的電弧焊方法。常用的保護氣體有氬氣和二氧化碳氣等。氬氣是惰性氣體，既不與熔化金屬發(fā)生任何化學反應，又不溶解于金屬，因而能非常有效的保護熔池，獲得高質(zhì)量的焊縫。此外，氬弧焊是一種明弧焊，便于觀察，操作靈活，適用于全位置焊接。但是氬弧焊也有其明顯的缺點，主要是氬氣價格昂貴，焊接成本高，焊前清理要求嚴格，而且設備復雜，維修不便。氬弧焊主要用于焊接易氧化的非鐵金屬（如鋁、鎂、銅、鈦及其合金）和稀有金屬，以及高強度合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼等。氬弧焊氬弧焊 氬弧焊是以氬氣為保護氣體的一種電弧焊方法。2. 二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊 二氧化碳氣體保護焊是以二氧化碳（CO2）為保護氣體的

16、電弧焊方法，簡稱CO2焊。CO2焊的優(yōu)點是：生產(chǎn)率高， CO2氣體來源廣、價格便宜，焊接成本低，焊接質(zhì)量好，可全位置焊接，明弧操作，焊后不需清渣，易于實現(xiàn)機械化和自動化。其缺點是：焊縫成形差，飛濺大，焊接電源需采用直流反接。二氧化碳焊主要適用于低碳鋼和低合金結構鋼構件的焊接，在一定條件下也可用于焊接不銹鋼，還可用于耐磨零件的堆焊，鑄鋼件的焊補等。電阻焊是利用電流通過焊件的接觸面時產(chǎn)生的電阻熱對焊件局部迅速加熱，使之達到塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，并加壓而實現(xiàn)連接的一種壓焊方法。按照接頭形式不同，電阻焊可分為點焊、縫焊和對焊等。點焊點焊點焊時，待焊的薄板被壓緊在兩柱狀電極之間，接通后使接觸處溫度迅速升高，將兩焊件接觸處的金屬熔化而形成熔核。點焊主要用于4mm以下的薄板與薄板的焊接，也可用于圓棒與圓棒、圓棒與薄板的焊接。焊接材料可以是低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金等。二、電阻焊二、電阻焊縫焊縫焊縫焊的焊接過程與點焊相似，只是用轉(zhuǎn)動的圓盤狀電極取代點焊時所用的柱狀電