焊條電弧焊與電弧切割

關(guān)于焊條電弧焊與電弧切割第一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)焊條電弧焊與電弧切割的工作原理、適用范圍及安全特點第二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二一、焊條電弧焊與電弧切割的基本原理（一）焊條電弧焊的基本原理它是利用電弧放電（電弧燃燒）所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。（二）電弧切割的基本原理電弧切割主要有碳弧氣割、碳弧刨割條和等離子弧切割第三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二二、焊條電弧焊與電弧切割的適用范圍（一）焊條電弧焊的適用范圍適用于絕大多數(shù)金屬材料及各種厚度、各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接?？梢赃M行平焊、立焊、橫焊、仰焊等多位置焊接。（二）電弧切割的適用范圍1）對焊縫進行清根；2）加工坡口；3）對窄小空間位置的焊縫進行切割；4）清除不合格焊縫中的缺陷；5）切割鑄鐵、不銹鋼、銅、鋁等金屬第四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二三、焊條電弧焊與電弧切割的安全特點（一）焊條電弧焊的安全特點（1）焊接設(shè)備空載電壓高于安全電壓，有觸電危險；（2）在電弧高溫作用下，焊接區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量粉塵，在電弧強烈輻射作用下，產(chǎn)生有毒氣體，會引起危害焊工健康的多種疾??；（3）弧光輻射會引起操作者眼睛、皮膚疾??；（4）由于焊機線路故障或飛濺會引起爆炸和火災(zāi)事故。第五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（二）電弧切割的安全特點（1）露天操作應(yīng)順風(fēng)方向操作，防止熔渣灼傷和引起火災(zāi)；（2）在容器或艙室等狹小地方操作時，應(yīng)加強抽風(fēng)和排除煙塵；（3）切割時適用帶銅皮的專用碳棒；（4）防止焊機超載，以免燒壞焊機。第六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)焊條及焊接參數(shù)的選擇方法一、焊條的選擇方法（一）焊條的組成焊條是涂有藥皮供焊條電弧焊使用的熔化電極。它由焊芯和藥皮兩部分組成，常用的有Φ2.5、Φ3.2、Φ4、Φ5幾種規(guī)格，其長度一般在250～450mm之間。（二）焊條的分類（三）焊條的選用第七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二二、焊接參數(shù)的選擇方法

焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。第八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)焊條電弧焊與電弧切割設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和原理焊條電弧焊焊機按結(jié)構(gòu)不同分為：弧焊變壓器、弧焊發(fā)電機、弧焊整流器三種；按電源的種類不同分為：交流弧焊機、直流弧焊機兩大類。第九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)焊條電弧焊的操作和安全要求一、焊條電弧焊的操作（一）引?。ǘ┻\條（三）收尾二、焊條電弧焊的安全要求（1）電焊機（2）焊接電纜（3）電焊鉗（4）其他要求第十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二

電弧在工件與焊條兩極之間的氣體介質(zhì)中持續(xù)強烈的放電現(xiàn)象。電弧中心部分的溫度可達(dá)6000～8000℃，兩電極的溫度可達(dá)2400～2600℃。電弧燃燒的必要條件：

氣體電離、陰極電子發(fā)射第十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二1、氣體電離

使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程稱為氣體電離。（1）熱電離氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生的電離稱為熱電離。（2）電場作用下的電離

帶電粒子在電場的作用下，各作定向高速運動，產(chǎn)生較大的動能，當(dāng)不斷與中性粒子相碰撞時，則不斷產(chǎn)生電離。（3）光電離中性粒子在光輻射的作用下產(chǎn)生的電離稱為光電離。第十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二2、陰極電子發(fā)射

陰極的金屬表面連續(xù)地向外發(fā)射電子的現(xiàn)象，稱為陰極電子發(fā)射。

（1）熱發(fā)射（2）電場發(fā)射（3）撞擊發(fā)射第十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二熱發(fā)射：

焊接時，陰極表面溫度很高，陰極中的電子運動速度很快，當(dāng)電子的動能大于陰極內(nèi)部正電荷的吸引力時，電子即沖出陰極表面，產(chǎn)生熱發(fā)射。第十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二電場發(fā)射：在強電場的作用下，由于電場對陰極表面電子的吸引力，電子可以獲得足夠的動能，從陰極表面發(fā)射出來。第十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二撞擊發(fā)射：當(dāng)運動速度較高，能量較大的正離子撞擊陰極表面時，將能量傳遞給陰極而產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象，叫撞擊發(fā)射。第十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二1、碳弧氣割碳弧氣割是利用碳極電弧的高溫，把金屬的局部加熱到熔化狀態(tài)，同時用壓縮空氣的氣流把熔化金屬吹掉，從而達(dá)到對金屬進行切割的一種加工方法。第十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二2、碳弧刨割條利用藥皮在電弧高溫下產(chǎn)生的噴射氣流，吹除熔化金屬，達(dá)到刨割的目的。電弧刨割條的外形與普通焊條相同。第十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二1、焊芯焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。

焊芯的作用：

1）傳導(dǎo)焊接電流，把電能轉(zhuǎn)換成熱能；

2）本身熔化作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫。

焊芯中合金元素對焊接的影響

1）C：鋼中的主要元素，含C↑-----強度、硬度↑，塑性↓。低碳鋼焊芯含C量一般≤0.1％。

2）Mn：一種較好的合金劑、脫氧劑，含Mn↑-----強度、韌性↑，與S化合形成硫化錳，減少了焊縫的熱裂傾向。碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯的含Mn量為0.30％～0.55％。

3)Si：一種較好的合金劑、脫氧劑，含Si適量-----屈服強度、彈性、抗酸性↑，含量過高------塑、韌性↓。

4）Cr：提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性，易于氧化成Cr2O3,提高了渣的粘度，增加了金屬夾雜物的可能性。第十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二5）Ni：能提高鋼的韌性。6）S：一種有害雜質(zhì)，S↑---熱裂傾向↑。焊芯中含S≤0.04％，重要結(jié)構(gòu)≤0.03％。7）P：一種有害雜志，P↑---韌性，特別是低溫沖擊韌性↓，產(chǎn)生冷脆。焊芯中含P≤0.04％，重要結(jié)構(gòu)≤0.03％。

焊芯的分類焊接用鋼絲可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼不銹鋼第二十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二2、藥皮壓涂在焊芯表面的途層稱藥皮。焊條藥皮的作用1）機械保護作用氣保護渣保護2）冶金作用：通過熔渣與熔化金屬冶金反應(yīng)，除去有害雜質(zhì)O、H、S、P和添加有益的合金元素，使焊縫獲得合乎要求的機械性能。3）改善焊接工藝性能使電弧穩(wěn)定燃燒、飛濺少、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高。第二十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條藥皮的組成焊條藥皮由各種礦物類、鐵合金有機物和化工產(chǎn)品組成。按其在焊接過程中所起的作用通常分為：穩(wěn)弧劑，如碳酸鉀、碳酸鈉造渣劑，如鈦鐵礦、螢石造氣劑，如大理石、纖維素脫氧劑，如錳鐵、硅鐵合金劑，如鉻、錳、硅稀釋劑，如螢石、鈦白粉粘結(jié)劑，如水玻璃增塑劑，如云母、鈦白粉第二十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條的分類低碳鋼和低合金高強鋼焊條（結(jié)構(gòu)鋼焊條）鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條不銹鋼焊條堆焊焊條低溫鋼焊條鑄鐵焊條鎳及鎳合金焊條銅及銅合金焊條鋁及鋁合金焊條按焊條的用途分第二十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條的分類按焊條藥皮熔化后的熔渣特性分酸性焊條：熔渣的主要成分是SiO2、TiO2、Fe2O3等酸性氧化物。具有較強的氧化性，對鐵銹不敏感，氫氣孔少，焊縫金屬機械性能低。用于低碳鋼和不重要結(jié)構(gòu)的焊接。堿性焊條：熔渣主要成分是大理石、螢石等堿性氧化物。對鐵銹、水分敏感，易形成氫氣孔，焊縫金屬機械性能和抗裂性能好，用于合金鋼和較重要結(jié)構(gòu)的焊接。第二十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條的選用主要是根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)鋼材的化學(xué)成分、機械性能、焊接性、工作環(huán)境、等要求，以及焊接結(jié)構(gòu)的形狀、受力情況和焊接設(shè)備等方面進行選擇。選用原則：考慮焊件的機械性能、化學(xué)成分A.低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼按等強匹配的原則來選用焊條；B.對于塑性、沖擊韌性和抗裂性能要求較高，低溫條件下工作的焊縫應(yīng)選用堿性焊條，低碳鋼焊件坡口處有無法清除的鐵銹、油污時，選用酸性焊條；C.異種鋼焊接時按低強匹配的原則選用焊條。第二十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條的選用考慮焊件的工作條件及使用性能對于工作環(huán)境有特殊要求的，應(yīng)選用相應(yīng)的焊條，如低溫鋼焊條、水下焊條等；珠光體耐熱鋼焊條選用與鋼材化學(xué)成分相似的焊條，或根據(jù)焊件的溫度來選用。第二十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條的選用考慮簡化工藝、提高生產(chǎn)率、降低成本薄板焊接或點焊時宜采用E4313焊條；在滿足使用性能和操作性能的前提下，應(yīng)選用大規(guī)格、效率高的焊條；在使用性能基本相同時，盡量選用價格低的焊條。第二十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（一）焊條直徑的選擇主要取決于焊件厚度、接頭型式、焊縫位置、焊接層次。焊件厚度（mm）≤23～45～12＞12焊條直徑（mm）23.24～5≥5焊條直徑與焊件厚度關(guān)系第二十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（二）焊接電流的選擇主要根據(jù)焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭型式、焊縫空間位置及焊接層次來選擇，最主要的是焊條直徑、焊縫空間位置。焊條直徑與焊接電流的關(guān)系如下：

I=kdI：焊接電流，k：與焊條直徑有關(guān)的系數(shù)，d：焊條直徑d1.62～2.53.24～6k15～2520～3030～4040～50不同焊條直徑的k值第二十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（三）電弧電壓的選擇電弧長，電壓高；電弧短，電壓低。焊接時一般采用短弧焊接。短弧一般為焊條直徑的0.5～1.0倍：

L?。剑?.5～1.0）d（四）焊接層數(shù)的選擇焊件厚度較大時，往往需要多層焊。每層厚度應(yīng)≤4～5mm，焊接層數(shù)可按一下公式計算：n：焊接層數(shù)；δ：焊件厚度；m：經(jīng)驗系數(shù)，一般取0.8～1.2；d：焊條直徑第三十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（五）電源種類和極性選擇重要結(jié)構(gòu)或厚板大剛度結(jié)構(gòu)選擇直流電源，其他情況選擇交流電源。堿性焊條和薄板焊接采用直流反接，酸性焊條通常采用正接。第三十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二交流弧焊機以交流電形式向焊接電弧輸送電能的設(shè)備。它是一種特殊的降壓變壓器。常見的交流弧焊機有動鐵式（BX1-330型）和動圈式（BX3-330型）兩類。第三十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二直流弧焊機直流弧焊機有直流弧焊發(fā)電機（AX7-300）和弧焊整流器(ZXG-300)兩種。直流弧焊發(fā)電機由一臺異步電動機和一臺弧焊發(fā)電機組成?；『刚髌魇菍⒔涣麟娊?jīng)變壓，整流轉(zhuǎn)換成直流電的電源。由于弧焊整流器沒有旋轉(zhuǎn)部分，噪音小、空載損耗小、效率高、成本低和制造維護簡單等優(yōu)點，有取代直流弧焊發(fā)電機的趨勢。第三十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二負(fù)載持續(xù)率是指在選定的工作時間周期內(nèi)，焊機負(fù)載的時間占選定的工作時間周期的百分率。它是用來表示焊機工作狀態(tài)的參數(shù)，是在選定的工作時間周期內(nèi)允許焊機連續(xù)負(fù)載的時間。第三十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊機的外特性在規(guī)定的范圍內(nèi)，焊機穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓之間的關(guān)系稱為焊機的外特性。焊機的外特性有三種形式：下降特性（陡降、緩降）平特性上升特性第三十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二焊條電弧焊輔助設(shè)備和工具包括：電焊鉗、焊接電纜、面罩及其它防護工具。（一）電焊鉗：是夾持焊條并傳導(dǎo)電流的器具。要求：焊條夾持牢固、可靠的絕緣、隔熱好、重量輕。（二）焊接電纜：根據(jù)焊機容量選擇電纜截面。需長電纜時，應(yīng)加大截面積，使焊接電纜上的電壓降不超過4V。焊接電纜選用表最大焊接電流（A）200300450600電纜截面積（mm2）25507095第三十六頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（三）面罩及其它防護用具面罩：保護焊工眼睛和面部不受電弧光的輻射和灼傷。分手持式和頭盔式兩種。護目玻璃：過濾紅外線、紫外線，減弱弧光。以墨綠色居多。其他防護工具：焊工專用手套、護腳、平光鏡等第三十七頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二

交流弧焊機與直流弧焊機的比較項目直流弧焊機交流弧焊機電弧穩(wěn)定性高低焊接電流受電網(wǎng)波動干擾小大構(gòu)造和維修稍復(fù)雜簡單工作噪聲很少較小供電方式三相供電單項供電觸電危險較小較大功率因數(shù)較高較低能耗指數(shù)小較大成本較高低重量較輕輕第三十八頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（一）引弧

1、直擊法

2、劃擦法第三十九頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（二）運條焊條的三個基本運動：

1、沿焊條中心線向熔池送進運動

2、焊條的橫向擺動

3、沿焊接方向移動運條方法：第四十頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二第四十一頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（三）收尾劃圈收尾法焊條移至焊縫終點時，作圓圈運動，直到填滿弧坑再拉斷電弧。適用于厚板焊接?；睾甘瘴卜ê笚l移至收尾處不熄弧，改變焊條角度回焊一小段。適用于堿性焊條。反復(fù)斷弧收尾法收尾時，焊條在弧坑處反復(fù)熄弧、引弧，直到填滿弧坑。適用于薄板和大電流焊接。第四十二頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（1）電焊機1）必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求；2）工作環(huán)境應(yīng)與焊機技術(shù)說明書上的規(guī)定相符；3）防止碰撞和劇烈振動；4）裝有獨立的容量符合要求的電源開關(guān)；A、電源控制裝置應(yīng)在焊機附近且便于操作；B、采用啟動器啟動焊機，應(yīng)先送電后啟動焊機；C、初級電源線長度應(yīng)≤2～3m。電源線較長時應(yīng)距地2.5m以上沿墻或立柱布設(shè)，不許脫在地上。5）外露帶電部分，應(yīng)設(shè)有完好的防護裝置；6）用插頭插座聯(lián)接時，插銷孔的接線端應(yīng)用絕緣板隔離；7）禁止用金屬構(gòu)架和設(shè)備作為焊接回路；8）焊機不允許超負(fù)荷使用，運行時溫升不能超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；第四十三頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二9）放置地點應(yīng)通風(fēng)良好、干燥、平穩(wěn)，且遠(yuǎn)離高熱、易燃易爆危險環(huán)境；10）注意對整流焊機硅整流器的保護和冷卻；11）禁止在焊機上放置物體和工具，啟動前檢查焊鉗、焊件是否短路；12）采用連片改變電流時，應(yīng)斷電；13）焊機應(yīng)保持清潔；清掃時應(yīng)斷電；14）焊機受潮應(yīng)進行人工干燥；15）每半年進行一次維修保養(yǎng)；16）經(jīng)常檢查各接線是否連接良好；17）工作完畢，應(yīng)切斷電源；18）焊機的外殼必須采取保護接地，防止觸電，且接地裝置經(jīng)常保持良好，禁止用氧氣、乙炔管道作為自然接地極，防止產(chǎn)生火化而爆炸，電焊機組或集裝箱式電焊設(shè)備應(yīng)安裝接地裝置，焊接工作臺應(yīng)與接地裝置聯(lián)接；第四十四頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二1、焊接電纜應(yīng)采用多股細(xì)銅線電纜，其截面應(yīng)根據(jù)焊接電流大小和電纜長度按規(guī)定選用；且電纜應(yīng)輕便柔軟，便于操作；2、外皮完整、絕緣良好，絕緣電阻不小于1MΩ；3、電纜線長度一般不超過20～30m；4、焊機用電纜應(yīng)使用整根導(dǎo)線，需長導(dǎo)線時，應(yīng)用接頭連接器連接牢固，接頭不超過2個；5、橫穿馬路或通道時，應(yīng)采用保護套，禁止搭在氧、乙炔氣瓶等易燃易爆的容器和材料上；6、禁止用廠房的金屬結(jié)構(gòu)、軌道、管道、暖氣設(shè)施或其他金屬物搭接起來作焊接電纜；7、禁止與油脂等易燃物料接觸。（2）焊接電纜

第四十五頁，共五十二頁，編輯于2023年，星期二（三）電焊鉗1、必須具有良好的絕緣性和隔熱能力；2、導(dǎo)電部分應(yīng)用紫銅制成，與電纜的連接應(yīng)簡便牢靠，接觸良好；3、在水平、45°、90°方向都能加緊焊條，且保證更換焊條安全方便；4、操