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文檔簡介

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焊條電弧焊方法渤海石油職業(yè)學(xué)院2015年08月2教學(xué)目標(biāo):了解焊條電弧焊的原理、工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍;能合理選用焊接材料;能合理制定焊條電弧焊工藝;掌握焊條電弧焊操作技術(shù);教學(xué)重點(diǎn):焊條電弧焊的原理、工藝特點(diǎn)制定焊條電弧焊工藝;掌握焊條電弧焊操作技術(shù)教學(xué)難點(diǎn):對工藝制定及操作的掌握

3認(rèn)知焊條電弧焊一、焊條電弧焊的特點(diǎn)焊條電弧焊是最常用的熔焊方法之一。焊接過程如圖1-1所示。在焊條末端和工件之間燃燒的電弧所產(chǎn)生的高溫使藥皮、焊芯和焊件熔化,藥皮熔化過程中產(chǎn)生的和氣體熔渣,不僅使熔池和電弧周圍的空氣隔絕,而且和熔化了的焊芯、母材發(fā)生一系列冶金反應(yīng),使熔池金屬冷卻結(jié)晶后形成符合要求的焊縫。焊條電弧焊具有以下優(yōu)點(diǎn):

1.設(shè)備簡單維護(hù)方便2.操作靈活在空間任意位置的焊縫,凡焊條能夠達(dá)到的地方都能進(jìn)行焊接。

3.應(yīng)用范圍廣焊條電弧焊具有以下缺點(diǎn):

1.對焊工要求高2.勞動(dòng)條件差3.生產(chǎn)效率低4二、坡口形式和焊接位置1.接頭和坡口形式焊條電弧焊常用的基本接頭有對接、搭接、角接和T形接頭,如圖l-2所示。不同的焊接接頭以及不同板厚應(yīng)加工成不同的坡口形式。對接接頭常用的坡口形式如圖1-3所示。板厚1~6mm時(shí),用I形坡口;板厚增加時(shí)可選用Y形、X形和U形等各種形式的坡口。5

2.焊接位置熔焊時(shí),被焊焊件接縫所處的空間位置,稱為焊接位置,如圖l-5所示。(1)平焊位置焊縫傾角0°焊縫轉(zhuǎn)角90°的焊接位置稱為平焊位置,如圖1-5a所示。在平焊位置進(jìn)行的焊接稱為平焊。(2)橫焊位置焊縫傾角0°,180°;焊縫轉(zhuǎn)角0°,180°的對接位置稱為橫焊位置

6如圖1-5b所示。在橫焊位置上進(jìn)行的焊接稱為橫焊。(3)立焊位置焊縫傾角90°(立向上),270°(立向下)的焊接位置稱為立焊位置如圖1-5c所示。在立焊位置上進(jìn)行的焊接稱為立焊。(4)仰焊位置對接焊縫傾角0°,180°;轉(zhuǎn)角270°的焊接位置稱為仰焊位置。如圖1-5d所示。在仰焊位置上進(jìn)行的焊接稱為仰焊。三、焊接參數(shù)的選擇焊條電弧焊焊接參數(shù)包括:焊條種類、牌號和直徑,焊接電流的種類、極性和大小,電弧電壓,焊道層次等。選擇合適的焊接參數(shù),對提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率是十分重要的,下面分別講述選擇這些焊接參數(shù)的原則及它們對焊縫成形的影響。

1.焊條種類和牌號的選擇在相關(guān)的課程中已經(jīng)講述了焊條選擇的原則。實(shí)際工作中主要根據(jù)母材的性能,接頭的剛性和工作條件來選擇焊條,焊接一般碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼主要是按等強(qiáng)度原則選擇焊條的強(qiáng)度級別,一般選用酸性焊條,重要結(jié)構(gòu)選用堿性焊條。

2.焊接電源種類和極性的選擇通常根據(jù)焊條的類型選擇焊接電源的種類,除低氫型焊條必須采用直流反接外,所有酸性焊條通常采用交流或直流電源均可以進(jìn)行焊接。當(dāng)選用直流電源時(shí),焊接厚板用直流正接,焊薄板用直流反接。3.焊條直徑的選擇為提高生產(chǎn)效率,盡可能地選用直徑較大的焊條。但用直徑過大的焊條焊接,容易造成未焊透或焊縫成形不良等缺陷。4.焊接電流的選擇焊接電流是焊條電弧焊最重要的工藝參數(shù),也可以說是唯一的獨(dú)立參數(shù),因?yàn)楹腹ぴ诓僮鬟^程中需要調(diào)節(jié)的只有焊接電流,而焊接速度和電弧電壓都是由焊工控制的。焊接電流越大,熔深越大(焊縫寬度和余高變化都不大),焊條熔化快,焊接效率也高選擇焊接電流時(shí),要考慮的因素很多,如焊條直徑,藥皮類型、工件厚度,接頭類型,焊接位置,焊道層次等。但主要由焊條直徑,焊接位置和焊道層次決定的(1)焊條直徑焊條直徑越粗,熔化焊條所需的熱量越大,必須增大焊接電流,每種直徑的焊條都有一個(gè)最合適的電流范圍,表1-2給出了各種直徑焊條合適的焊接電流的參考值。還可以根據(jù)選定的焊條直徑用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算焊接電流。

I=10d2式中I—焊接電流(A)d一焊條直徑(mm)(2)焊接位置在平焊位置焊接時(shí),可選擇偏大些的焊接電流。橫焊、立焊、仰焊位置焊接時(shí),焊接電流應(yīng)比平焊位置小10%~20%。

(3)焊道層次通常焊接打底焊道時(shí),特別是焊接單面焊雙面成形的焊道時(shí),使用的焊接電流較小,才便于操作和保證背面焊道的質(zhì)量;焊填充焊道時(shí),為提高效率,保證熔合好,通常都使用較大的焊接電流;而焊蓋面焊道時(shí),為防止咬邊和獲得較美觀的焊道,使用的電流稍小些。5.電弧電壓電弧電壓主要影響焊縫的寬窄,電弧電壓越高,焊縫越寬,因?yàn)楹笚l電弧焊時(shí),焊縫寬度主要靠焊條的橫向擺動(dòng)幅度來控制,因此電弧電壓的影響不明顯。6.焊接速度焊接速度就是單位時(shí)間內(nèi)完成焊縫的長度。焊條電弧焊時(shí),在保證焊縫具有所要求的尺寸和外形,保證熔合良好的原則下,焊接速度由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握。

7.焊接層數(shù)的選擇在厚板焊接時(shí),必須采用多層焊或多層多道焊。多層焊的前一條焊道對后一條焊道起預(yù)熱作用,而后一條焊道對前一條焊道起熱處理作用(退火和緩冷),有利于提高焊縫金屬的塑性和韌性。每層焊道厚度不能大于4~5mm。四、焊條電弧焊設(shè)備的使用與維護(hù)1.對焊條電弧焊設(shè)備的要求根據(jù)電弧燃燒的規(guī)律和焊接工藝的需要,對焊條電弧焊機(jī)提出下列要求:(1)具有適當(dāng)?shù)目蛰d電壓空載電壓是焊接前焊機(jī)的兩個(gè)輸出端的電壓??蛰d電壓越高,越容易引燃電弧和維持電弧的穩(wěn)定燃燒,但是過高的電壓不利于焊工的安全。所以一般將焊機(jī)的空載電壓限制在90V以下。(2)具有陡降的外特性這是對電弧焊機(jī)重要的要求,它不但能保證電弧穩(wěn)定燃燒,而且能保證短路時(shí)不會(huì)因產(chǎn)生過大電流而將電焊機(jī)燒毀。一般電焊機(jī)的短路電流不超過焊接電流的1.5倍。(3)具有良好的動(dòng)特性在焊接過程中,經(jīng)常會(huì)發(fā)生焊接回路的短路情況。焊機(jī)的端電壓,從短路時(shí)的零值恢復(fù)到工作值(引弧電壓)的時(shí)間間隔不應(yīng)過長(電壓恢復(fù)一般不大于0.05s)。使用動(dòng)特性良好的電焊機(jī)焊接,容易引弧,且焊接過程中電弧長度變化時(shí)也不容易熄弧,飛濺也少,施焊者明顯感到焊接過程很“平靜”,電弧很“柔軟”。使用動(dòng)特性不好的電焊機(jī)焊接,情況恰恰相反。(4)具有良好的調(diào)節(jié)電流特性焊接前,一般根據(jù)焊件材料、厚度、施焊位置和焊接方法來確定焊接電流。從使用角度要求,調(diào)節(jié)電流的范圍越寬越好,并且能夠靈活均勻地調(diào)節(jié),以保證焊接質(zhì)量。(5)焊接結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、耗能少、維護(hù)方便焊機(jī)的各部分連接牢靠,沒有大的振動(dòng)和噪聲,能在焊機(jī)溫升允許的條件下連續(xù)工作。同時(shí),還應(yīng)保證使用者的安全,不致引起觸電事故。2.選擇電弧焊機(jī)的方法目前使用的弧焊機(jī),按照輸出的電流性質(zhì)不同,可分為直流焊機(jī)和交流焊機(jī)兩大類;按照結(jié)構(gòu)不同,又可分為弧焊整流器、弧焊變壓器和弧焊發(fā)電機(jī)三種類型。值得注意的是,弧焊發(fā)電機(jī)由于噪聲大、耗能多而逐漸被淘汰;而逆變式弧焊整流器因其體積小、耗能少,將被廣泛應(yīng)用。在使用中可以根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)效益、工作條件及生產(chǎn)的實(shí)際需要來選擇焊機(jī)種類,亦可參照各類焊機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)來選擇(見表1-3)。3.焊條弧焊機(jī)的外部接線;焊條弧焊機(jī)的外部接線主要包括開關(guān)、熔斷器、動(dòng)力線(電網(wǎng)到弧焊電源)和電纜(電源到焊鉗、電源到焊件)的連接。圖1-6.圖1-7分別是弧焊變壓器和弧焊整流器的外部接線圖。

4.弧焊電源的正確使用弧焊電源是電弧的供電設(shè)備,在使用過程中要注意到對操作者的安全,避免發(fā)生人身觸電事故。同時(shí),要保證焊機(jī)的正常運(yùn)行,防止焊機(jī)損壞。為了正確地使用焊機(jī),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1)焊機(jī)的接線和安裝應(yīng)由專門的電工負(fù)責(zé),焊工不應(yīng)自行動(dòng)手。2)焊工合上或拉斷刀開關(guān)時(shí),頭部不要正對電閘,防止因短路造成電火花燒傷面部。3)旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)起動(dòng)時(shí),一定要使用○—Y一△起動(dòng)器,不允許直接用刀開關(guān)起動(dòng)。4)當(dāng)焊鉗和焊件短路時(shí),不得起動(dòng)焊機(jī),以免起動(dòng)電流過大燒壞焊機(jī)。暫停工作時(shí)不準(zhǔn)將焊鉗直接擱在焊件上。

5)應(yīng)按照焊機(jī)的額定焊接電流和負(fù)載持續(xù)率來使用,不要使焊機(jī)因過載而被損壞。

6)經(jīng)常保持焊接電纜與焊機(jī)接線柱的接觸良好,螺母要擰緊。

7)焊機(jī)移動(dòng)時(shí)不應(yīng)受劇烈振動(dòng),特別是硅整流焊機(jī)更忌振動(dòng),以免影響工作性能。

8)要保持焊機(jī)的清潔,特別是硅整流焊機(jī),應(yīng)定期用干燥的壓縮空氣吹凈內(nèi)部的灰塵。

9)當(dāng)焊機(jī)發(fā)生故障時(shí),應(yīng)立即將焊機(jī)的電源切斷,然后及時(shí)進(jìn)行檢查和修理。

10)工作完畢或臨時(shí)離開工作場地時(shí),必須及時(shí)拉斷焊機(jī)的電源。

5.焊機(jī)常見故障的排除當(dāng)焊機(jī)發(fā)生故障時(shí),必須及時(shí)處理才能保證其完好和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。五、焊接測量器及使用焊接測量器是一種精確測量焊縫的量規(guī),使用范圍很廣,它可以測量焊接結(jié)構(gòu)件及焊接零件的坡口角度,間隙寬度、焊縫高度等。其構(gòu)造如圖1-8所示。使用量具時(shí)應(yīng)避免磕碰劃傷、接觸腐蝕性氣體和液體,保持量具表面清晰,量具用后應(yīng)放入專用的封套內(nèi)。

(1)焊件錯(cuò)邊量及焊縫余高的測量以焊件表面為測量基準(zhǔn),用主尺和活動(dòng)尺進(jìn)行測量。測量時(shí),主尺窄端面緊貼測量基準(zhǔn)面,使活動(dòng)尺尖輕觸被測面,然后在主尺上讀出測量值,如圖1-9所示。(2)坡口角度的測量坡口角度測量可選擇焊件接縫表面或焊件表面作為測量基準(zhǔn),用主尺和測角尺進(jìn)行測量。測量時(shí),將主尺大端面緊貼測量基準(zhǔn)面,使測角尺的長端面輕觸被測面,然后在主尺上讀出測量值,如圖1-10所示。當(dāng)選擇焊件表面為測量基準(zhǔn)時(shí),在主尺上讀出的測量值即為坡口角度值,如圖1-10a所示,如果以接縫表面為測量基準(zhǔn)時(shí),其坡口角度

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