焊條電弧焊與電弧切割的安全特點課件

1、焊條電弧焊的基本原理： 焊條電弧焊是利用焊條與工件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧，使焊條和工件熔化，從而獲得牢固焊接接頭的工藝方法。焊接過程中，藥皮不斷地分解、熔化而生成氣體及溶渣，保護(hù)焊條端部、電弧、熔池及其附近區(qū)域，防止大氣對熔化金屬的有害污染。焊條芯也在電弧熱作用下不斷熔化，進(jìn)入熔池，組成焊縫的填充金屬。焊接過程動畫一、 焊條電弧焊與電弧切割的基本原理2. 焊條電弧焊工藝2.1 焊前準(zhǔn)備2.1.1 焊條的選擇焊條的組成：焊芯與藥皮。其構(gòu)成如下圖所示焊條的組成：焊芯與藥皮。其構(gòu)成如下圖所示 焊芯：焊條中被藥皮包敷的金屬絲叫焊芯。 焊芯的作用： 作電極產(chǎn)生電弧。 焊芯熔化后成為填充金屬，與熔化

2、了的母材混合形成焊縫。1234L 焊條的組成及作用焊條的組成及作用l l一夾持端一夾持端 2 2一藥皮一藥皮 3 3一焊芯一焊芯 4 4一引弧端一引弧端1234L 焊條結(jié)構(gòu)焊條的種類：酸性焊條： 藥皮中含有多量酸性氧化物（如 SiO2，MnO2等），酸性焊條工藝性好引弧容易，電弧穩(wěn)定，脫渣容易，成形美觀，但強(qiáng)度不高，塑形和韌性差，如E4303型（結(jié)422）常用于焊一般鋼結(jié)構(gòu)；2.3.1焊條直徑的選擇圖圖36焊機(jī)分類焊機(jī)分類圖圖37 BX1330交流弧焊機(jī)交流弧焊機(jī)1初級繞組；2、3次級繞組；4動鐵芯；5靜鐵芯；6接線板；7搖把圖圖310 硅整流電弧焊機(jī)硅整流電弧焊機(jī)1硅整流器組 2三相變壓器

3、3三相磁飽和電抗器 4輸出電抗器 5通風(fēng)機(jī)組圖圖311 ZXG300型硅整流電焊機(jī)電氣原理圖型硅整流電焊機(jī)電氣原理圖表表33 BX3300交流弧焊機(jī)負(fù)交流弧焊機(jī)負(fù)載持續(xù)率載持續(xù)率 表表34 ZXG300硅整流弧焊機(jī)負(fù)載持續(xù)率硅整流弧焊機(jī)負(fù)載持續(xù)率圖圖312 焊機(jī)外特性曲線焊機(jī)外特性曲線1陡降外特性曲線 2緩降外特性曲線 3上升特性曲線 4乎特性曲線圖圖313 兩種不同下降程度的外特性曲線兩種不同下降程度的外特性曲線1緩降外特性曲線 2陡降外特性曲線表表35 電焊鉗的規(guī)格和主要技術(shù)數(shù)據(jù)電焊鉗的規(guī)格和主要技術(shù)數(shù)據(jù) 表表36 焊接電纜選用表焊接電纜選用表 表表37 兩類焊機(jī)比較兩類焊機(jī)比較 圖圖18

4、 不同厚度板材的對不同厚度板材的對接接(a)單面削薄，(b)雙面削薄 表表1-2較薄板厚度1255991212允許厚度差(1)1234(二)角接接頭兩焊件端面間構(gòu)成大于30、小于135夾角的接頭，叫做角接接頭，見圖19。這種接頭受力狀況不太好，常用于不重要的結(jié)構(gòu)中。 圖圖19 角接接頭角接接頭(a)I形坡口；(b)帶鈍邊單邊V形坡口 (三)T形接頭一件之端面與另一件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭，見圖110。 圖圖110 T形接頭形接頭(四)搭接接頭兩件部分重疊構(gòu)成的接頭叫搭接接頭，見圖111。 圖圖111 搭接接頭搭接接頭(a)I形坡口，(b)圓孔內(nèi)塞焊；(c)長孔內(nèi)角焊圖圖11

5、2 坡口的幾何尺寸坡口的幾何尺寸 三、焊接位置種類三、焊接位置種類根據(jù)GBT337594焊接術(shù)語的規(guī)定，焊接位置，即熔焊時，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來表示。有平焊、立焊、橫焊和仰焊位置等。焊縫傾角，即焊縫軸線與水平面之間的夾角，見圖113。 圖圖113 焊縫傾角焊縫傾角焊縫轉(zhuǎn)角，即焊縫中心線(焊根和蓋面層中心連線)和水平參照面Y軸的夾角，見圖114。 圖圖114 焊縫轉(zhuǎn)角焊縫轉(zhuǎn)角 (1)平焊位置 焊縫傾角0，焊縫轉(zhuǎn)角90的焊接位置，見圖115(a)。 圖圖115 各種焊接位置各種焊接位置(a)平焊 (b)橫焊 (c)立焊 (d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊圖圖116

6、斷續(xù)角焊縫斷續(xù)角焊縫(a)交錯式 (b)并列式 (二)焊縫的形狀尺寸焊縫的形狀用一系列幾何尺寸來表示，不同形式的焊縫，其形狀參數(shù)也不一樣。1焊縫寬度焊縫表面與母材的交界處叫焊趾。焊縫表面兩焊趾之間的距離叫焊縫寬度，如圖117。 圖圖117焊縫寬度焊縫寬度2余高超出母材表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度叫余高，見圖118。在靜載下它有一定的加強(qiáng)作用，所以它又叫加強(qiáng)高。但在動載或交變載荷下，它非但不起加強(qiáng)作用，反而因焊趾處應(yīng)力集中易于促使脆斷。所以余高不能低于母材但也不能過高。手弧焊時的余高值為03mm。 圖圖118 余高余高 3熔深在焊接接頭橫載面上，母材或前道焊縫熔化的深度叫熔深，見圖

7、119。 圖圖119 熔深熔深(a)對接接頭熔深 (b)搭接接頭熔深 (c)T形接頭熔深4焊縫厚度在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距離，叫焊縫厚度，見圖120。 圖圖120 焊縫厚度及焊腳焊縫厚度及焊腳(a)凸形角焊縫 (b)凹形角焊縫 焊縫計算厚度是設(shè)計焊縫時使用的焊縫厚度。對接焊縫焊透日寸它等于焊件的厚度；角焊縫時它等于在角焊縫橫截內(nèi)畫出的最大直角等腰三角形中，從直角的頂點到斜邊的垂線長度，習(xí)慣上也稱喉厚，見圖120。5焊腳角焊縫的橫截面中，從一個直角面上的焊趾到另一個直角面表面的最小距離，叫做焊腳。在角焊縫的橫截面中畫出的最大等腰直角三角形中直角邊的長度叫焊腳尺寸，見圖120。6焊

8、縫成形系數(shù) 圖圖121 焊縫成形系數(shù)的計算焊縫成形系數(shù)的計算表表13 各種坡口、接頭及焊縫形式各種坡口、接頭及焊縫形式表表14基本符號基本符號(二)符號在圖紙上的位置1基本要求完整的焊縫表示方法除了上述基本符號、輔助符號、補(bǔ)充符號以外，還包括指引線、焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)。指引線一般由帶有箭頭的指引線(簡稱箭頭線)和兩條基準(zhǔn)線(一條為實線，另一條為虛線)兩部分組成。如圖122所示。 圖圖122 指引線指引線2箭頭線和接頭的關(guān)系圖123和圖124給出的示例說明下列術(shù)語的含義： 圖圖123 帶單角焊縫的帶單角焊縫的T型接頭型接頭(a)焊縫在箭頭側(cè) (b)焊縫在非箭頭側(cè) 圖圖124 雙角焊縫的十字接頭雙

9、角焊縫的十字接頭a接頭的箭頭側(cè)；b接頭的非箭頭側(cè)3箭頭線的位置箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特殊要求，見圖125(a)、(b)。但是在標(biāo)注單邊V、單邊Y、J形焊縫時，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件，見圖125(c)、(d)。必要時，允許箭頭線彎折一次，如圖126。 圖圖125 箭頭線的位置箭頭線的位置 圖圖126 彎折的箭頭線彎折的箭頭線 4基準(zhǔn)線的位置基準(zhǔn)線的虛線可以畫在基準(zhǔn)線的實線下側(cè)或上側(cè)?；鶞?zhǔn)線一般應(yīng)與圖樣的底邊相平行，但在特殊條件下亦可與底邊相垂直。5基本符號相對基準(zhǔn)線的位置基本符號相對基準(zhǔn)線的位置見圖127(a)、(b)、(c)、(d)；標(biāo)注對稱焊縫及雙面焊縫時，不加虛線。 圖圖12

10、7 基本符號相對基準(zhǔn)線的位置基本符號相對基準(zhǔn)線的位置(三)焊縫尺寸符號及其標(biāo)注位置(1)焊縫尺寸符號，見表19。 表表19焊縫尺寸符號焊縫尺寸符號(2)焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則，如圖128：1)焊縫橫截面上的尺寸標(biāo)在基本符號的左側(cè)；2)焊縫長度方向尺寸標(biāo)在基本符號的右側(cè)； 圖圖128 焊縫尺寸的標(biāo)注原則焊縫尺寸的標(biāo)注原則(一)焊接電流當(dāng)其它條件不變時，增加焊接電流，則焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變(或略有增加)，見圖129，這是埋弧自動焊時的實驗結(jié)果。分析這些現(xiàn)象的原因是：(1)焊接電流增加時，電弧的熱量增加，因此熔池體積和弧坑深度都隨電流而增加，所以冷卻下來后，焊縫厚度就

11、增加。(2)焊接電流增加時，焊絲的熔化量也增加，因此焊縫的余高也隨之增加。如果采用不填絲的鎢極氬弧焊，則余高就不會增加。(3)焊接電流增加時，一方面是電弧截面略有增加，導(dǎo)致熔寬增加；另一方面是電流增加促使弧坑深度增加。由于電壓沒有改變，所以弧長也不變，導(dǎo)致電弧潛入熔池，使電弧擺動范圍縮小，則就促使熔寬減少。由于兩者共同的作用，所以實際上熔寬幾乎保持不變。 圖圖129 焊接電流對焊縫形狀的影響焊接電流對焊縫形狀的影響H焊縫厚度 B焊縫寬度 d余高 I焊接電流(二)電弧電壓當(dāng)其它條件不變時，電弧電壓增長，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，見圖130。這是因為電弧電壓增加意味著電弧K度的增

12、加，因此電弧擺動范圍擴(kuò)大而導(dǎo)致焊縫寬度增加。其次，弧長增加后，電弧的熱量損失加大，所以用來熔化母材和焊絲的熱量減少，相應(yīng)焊縫厚度和余高就略有減小。 圖圖130 電弧電壓對焊縫形狀的影響電弧電壓對焊縫形狀的影響 由此可見，電流是決定焊縫厚度的主要因素，而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此，為得到良好的焊縫形狀，即得到符合要求的焊縫成形系數(shù)，這兩個因素是互相制約的，即一定的電流要配合一定的電壓，不應(yīng)該將一個參數(shù)在大范圍內(nèi)任意變動。(三)焊接速度焊接速度對焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當(dāng)焊接速度增加時，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，見圖131。這是因為焊接速度增加時，焊縫中單位時間內(nèi)輸入的熱量減

13、少了。 圖圖131 焊接速度對焊縫形狀的影響焊接速度對焊縫形狀的影響圖圖132 電極電極(焊絲焊絲)傾角對焊傾角對焊縫形狀的影響縫形狀的影響(a)后傾 (b)前傾 (c)前傾傾角的影響電極(焊絲)后傾時，情況與上述相反。(3)焊件傾角 焊件相對水平面傾斜時，焊縫的形狀可因焊接方向不同而有明顯差別。焊件傾斜后，焊接方法可分為兩種：從高處往低處焊叫下坡焊；從低處往高處焊叫上坡焊，見圖133(a)(b)。 圖圖133 焊件傾角對焊縫形狀的影響焊件傾角對焊縫形狀的影響(a)下坡焊 (b)上坡焊 (c)下坡焊時焊件傾角的影響(d)上坡焊時焊件傾角的影響當(dāng)進(jìn)行上坡焊時，熔池液體金屬在重力和電弧力作用下流向

14、熔池尾部，電弧能深入到加熱熔池底部的金屬，因而使焊縫厚度和余高都增加。同時，熔池前部加熱作用減弱，電弧擺動范圍減小，因此焊縫寬度減小。上坡角度愈大，影響也愈明顯。上坡角度。612時，焊縫就會因余高過大，兩側(cè)出現(xiàn)咬邊而使成形惡化，見圖133(d)。因此，在自動電弧焊時，實際上總是盡量避免采用上坡焊。下坡焊的情況正好相反，即焊縫厚度和余高略有減小，而焊縫寬度略有增加。因此傾角。68的下坡焊可使表面焊縫成形得到改善，手弧焊焊薄板時，常采用下坡焊，一方面是避免焊件燒穿，另一方面可以得到光滑的焊縫表面成形。如果傾角過大，則會導(dǎo)致未焊透和熔池鐵水溢流，使焊縫成形惡化，見圖133(c)。(4)坡口形狀 當(dāng)其

15、它條件不變時，增加坡口深度和寬度時，焊縫厚度略有增加，焊縫寬度略有增加，而余高顯著減小，見圖134。 圖圖134 坡口形狀對焊縫形狀的影坡口形狀對焊縫形狀的影 (5)焊劑 埋弧焊時，焊劑的成分、密度、顆粒度及堆積高度均對焊縫形狀有一定影響。當(dāng)其它條件相同時，穩(wěn)弧性較差的焊劑焊縫厚度較大、而焊縫寬度較小。焊劑密度小，顆粒度大或堆積高度減小時，由于電弧四周壓力減低，弧柱體積膨脹，電弧擺動范圍擴(kuò)大，因此焊縫厚度減小、焊縫寬度增加、余高略為減小。此外，熔渣粘度對焊縫表面成形有很大影響，若粘度過大，使熔渣的透氣性不良，熔池結(jié)晶時所排出的氣體無法通過熔渣排除，使焊縫表面形成許多凹坑，成形惡化。(6)保護(hù)氣體成分 氣體保護(hù)焊時，保護(hù)氣體的成分以及與此密切相關(guān)的熔滴過渡形式對焊縫形狀有明顯影響。采用不同保護(hù)氣體進(jìn)行熔化極氣體保護(hù)焊直流反接時，焊縫形狀的變化，見圖135。射流過渡氬弧焊總是形成明顯蘑菇狀焊縫，氬氣中加入O2、CO2或H2時，可使根部成形展寬，焊縫厚度略有增加。顆粒狀和短路過渡電弧焊則形成