第二章手工焊条电弧焊

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第二章 焊条电弧焊
本章重点:焊条电弧焊工艺
本章难点:焊接工艺的确定
第一节
焊条电弧焊的原理及特点
一、焊条电弧焊的基本原理
气—渣联合保护的熔化极电弧焊 代号111
二、焊条电弧焊的特点
优点——①灵活性好,操作方便;
②对焊前装配要求低;
③可焊材料广;堆焊
缺点——①生产率低(I较小);劳动
强度大,换焊条;清渣;
②人为影响因素强 。
③ 不能焊接薄板δ<1.5mm
焊接过程动画
第二节
焊条电弧焊设备及工具
一、对焊条电弧焊设备的要求
1、对外特性形状的要求
外特性形状对
电流稳定性的影响
1-陡降
2-缓降
陡降
理想外特性(多特性)
焊条电弧焊电源
理想外特性
2、对空载电压的要求
1)保证引弧容易:引弧时,需要焊条或焊丝与工件接触,
因两者之间往往存在锈污等杂质,需要高的空载电压
击穿接触面,实现导通;电离在初始阶段需要高的电
场。
2)保证电弧稳定燃烧:Uo≥(1.8~2.25)Uf
保证电弧的功率稳定性:2.5>Uo/Uf>1.57
3)经济性:材料多、质量大、效率低
4)保证人身安全。
一般:交流55~70V 直流45~85V空载电压不得超过
100V,特殊情况下,要超过100V,必须具有自动防触
电装置。
3、对调节特性的要求
被焊金属的材料、坡口及厚度不同 要求有不同的焊
接工艺参数。
焊条电弧焊电源的调节主要指的是调节焊接电流。
a
a—不佳
b
b—较好
c
c—理想
4、对动特性要求
● 动态响应特性要快
●不过敏
●引弧、重新引燃电弧容易
●稳定、飞溅少
• 二、常用焊条电弧焊机简介
1、弧焊变压器(BX系列)
动铁(芯)式BX1-100
动圈(绕组)式BX3-300
抽头式BX6-120
BX6交流弧焊机
• 2、直流弧焊发电机(AX系列)
(已淘汰)
直流弧焊发电机是
由一台电动机和一
台弧焊发电机组成
的机组。
特点:耗电量大,
用材料多,噪音。
国家规定停止生产
该类焊机。
3、弧焊整流器 (1)硅弧焊整流器(ZXG系列)
(2)晶闸管式焊整流器(ZX5系列)
4、弧焊逆变器(ZX7系列)
北京“时代”ZX7逆变电弧焊机
★四者的性能特点比较(P38)
• 三、焊条电弧焊所用工具
1、电焊钳(160A/300A/500A)
要求绝缘隔热,
0 、45 、90角度夹紧
2、面罩/护目镜(7~12号)
3、焊条保温筒:低氢型焊条使用
4、钢丝刷(注意焊接不同的材料,钢丝刷的材料相应
不同):手动/电动
5、气铲
角磨机(手提砂轮机:电动/气动)
地线夹(弹簧、螺纹)
6、渣锤
焊接电缆
安全插头
7、焊缝尺(应用示例)
a
c
b
d
a—测错边量
b—测焊缝宽度
c—测角焊缝有效厚度
d —测X形坡口角度
e
e—测焊缝余高
f
g
f—测焊脚高度
g—测坡口间隙
i
h
h—测坡口角度(板)
i—测坡口角度(管)
第三节
焊条电弧焊工艺
一、焊接接头形式、坡口和焊缝
1、接头形式及选择依据
优点
缺点
对接
受力均匀
省金属
装配要求高
搭接
装配要求低,变形小 承载能力低,有间隙,腐
蚀
角接
承载能力最差
装配要求低
T型接
能承受各方向力及力 承受较小的切应力/联系
矩 造船
焊缝
2、坡口:→焊透 调熔合比
焊件较薄时,在焊件接头处只要留出一定的间隙,采
用单面焊或双面焊,就可以保证焊透。焊件较厚时,为了
保证焊透,焊接前要把焊件的待焊部位加工成为所需的几
何形状,即需要开坡口。
3、焊缝 各种形式
• (1)焊缝分类
– 从空间位置分类:平、横、立、仰
– 从结合方式:对、角、塞
– 按焊缝断续:连续;
– 断续
– (2)焊缝符号:
主要包括基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸
和引出线。GB/T324-1988
二、焊接工艺参数及选择
焊接工艺参数的内容;Φ、Ι、U、V……
1、焊条直径(常用):2.5、3.2、4.0mm
选择依据:板厚、位置、层数、接头形式
对于重要结构还要考虑焊接热输入的要求。
在板厚相同的条件下,平焊位置的焊接所选用的焊条直径应
比其他位置大一些,立焊、横焊和仰焊应选用较细的焊条,一般
不超过4.0mm。第一层焊道应选用小直径焊条焊接,以后各层可以
根据焊件厚度选用较大直径的焊条。T形接头、搭接接头都应选用
较大直径的焊条。
(原则:能大则大→效率高)
2、电源种类及极性
• 交流 直流(多用反接)
交流电源焊接时,电弧稳定性差。
直流电源焊接时,电弧稳定、柔顺、飞溅少,
但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳
弧性差,通常必须采用直流弧焊电源。用
小电流焊接薄板时,也常用直流弧焊电源,
因为引弧比较容易,电弧比较稳定。
3、焊接电流 及电压
电流I≈KΦ
选择依据:焊条类型、直径、板厚、位置等。
焊接电流过小会使电弧不稳,造成未焊透、夹渣以及焊缝成
形不良等缺陷;
焊接电流过大易产生咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅
量,
在相同焊条条件下:平焊时焊接电流可大些,其他位置焊接
电流应小些。
立焊 I= I平—( 10%~15%)I平
仰、横焊: I= I平—( 5% ~10%)I平
电压U: 一般 ≈0.5~1倍焊条直径
4、焊缝层数
●在焊件厚度较大时,往往需要进行多层焊。
●对于低碳钢和强度等级较低的低合金钢:
每层焊缝厚度过大时,对焊缝金属的塑性(主要
表现在冷弯上)有不利影响。因此,对质量要求较
高的焊缝,每层厚度最好不大于4~5mm。
●焊接层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形
式和装配间隙等来确定,可作如下近估算:
n=δ / d
5、焊接电流与焊速的控制
(1)弧压:①尽量用短弧;②直流机调电压;
(2)焊速:①手工焊接一般不控制焊速;②看熔地状况
三、基本操作技术
1、引弧
电弧焊时,引燃焊接电弧的过程叫做引
弧。
焊条电弧焊通常采用接触引弧法,它是
先将焊条与工件接触形成短路,再拉开焊条引
燃电弧的方法。
根据操作手法不同可分为:
垂直引弧(敲击法):是使焊
条与焊件表面垂直地接触,
当焊条的末端与焊件表面轻
轻一碰后,便迅速提起焊条,
并保持一定距离,而将电弧
引燃的方法。
划擦引弧:
与划火柴有些类似,先
将焊条末端对准焊件,然后
将焊条在焊件表面划擦一下,
当电弧引燃后立即将焊条末
端与被焊焊件表面距离保持
在2~4mm,电弧就能稳定
地燃烧。
划擦法比较容易掌握,但在狭小工作面上或不
允许焊件面有划痕时,应采用直击法。在使用碱
性焊条时,为防止引弧处出现气孔,宜采用划擦
法。
引弧的位置应选在焊缝起点前约10mm处。
引燃后将电弧适当拉长并迅速移到焊缝的起
点,同时逐渐将电弧长度调到正常范围。
目的是对焊缝起点处起预热作用,以保证焊
缝始端熔深正常,并有消除引弧点气孔的作用。
重要的结构往往需增加引弧板
焊接试板、引弧板、引出板在焊件上的安装位置
1-引弧板;2-焊件;3-焊接试板;4-引出板
2、运条
焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作
的总称叫做运条。
运条包括:
 沿焊条轴线的送进1
 沿焊缝轴线方向的纵向移动3
 横向摆动2
常用运条方法及适用范围:
3、焊缝的连接
由于受焊条长度的限制,焊缝前后两段出现
连接接头是不可避免的,但焊缝接头应力求均匀,
防止产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。
4、收尾(熄弧)
焊缝的收尾:是指一条焊缝焊完后如何收
弧(熄弧)。
焊接结束时,如果将电弧突然熄灭,则焊
缝表面留有凹陷较深的弧坑,会降低焊缝收尾处
的强度,并容易引起弧坑裂纹。过快拉断电弧,
液体金属中的气体来不及逸出,还容易产生气孔
等缺陷。
为克服弧坑缺陷,可采用下述方法收尾:
(1)反复填补 焊条移到焊缝终点时,在弧坑处反
复熄弧、引弧数次,直到填满弧坑为止,此方法
适用于薄板和多层焊的底层,不适用于碱性焊条。
(2)划圈收尾 焊条移到焊缝终点时,在弧坑处做
圆圈运动,直到填满弧坑再拉断电弧,此方法适
用于厚板。
(3)后移收尾 电弧在焊段收尾处停住,同时改变
焊条倾斜方向,由后倾改变为前倾,然后慢慢拉
断电弧。此法适用于碱性焊条。
补充:1 电源的外特性
(V-A 特性)
是指在电源的内部参数一定
的条件下,改变负载时,电
源输出的电压稳定值Uy与输
出的电流的稳定值Iy之间的
关系曲线:Uy=f(Iy)
• 2 电弧
的静特
性
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