埋弧焊和氣體保護焊課件

1、 焊接方法分類熔化焊接壓力焊釬焊電弧焊氣焊鋁熱焊電渣焊電子束焊激光焊 熔化極非熔化極手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等離子弧焊一 埋弧焊 1.埋弧焊的焊接過程和特點 (1)簡介 埋弧焊（submerged arc welding）是利用在焊劑層下燃燒的電弧進行焊接的方法。埋弧焊分為自動埋弧焊和半自動埋弧焊兩種。它適于大量生產(chǎn)的焊接，廣泛用于焊接各種碳鋼、低合金鋼和合金鋼，也用于不銹鋼和鎳合金的焊接和表面堆焊。自動埋弧焊（埋弧自動焊）定義：埋弧自動焊接時，引燃電弧、送絲、電弧沿焊接方向移動及焊接收尾等過程完全由機械來完成。埋弧自動焊的主要優(yōu)點是：（1）生產(chǎn)率高 埋弧焊的焊絲伸出長度（

2、從導電嘴末端到電弧端部的焊絲長度）遠較手工電弧焊的焊條短，一般在50mm左右，而且是光焊絲，不會因提高電流而造成焊條藥皮發(fā)紅問題，即可使用較大的電流（比手工焊大510倍），因此，熔深大，生產(chǎn)率較高。對于20mm以下的對接焊可以不開坡口，不留間隙，這就減少了填充金屬的數(shù)量。（2）焊縫質(zhì)量高 對焊接熔池保護較完善，焊縫金屬中雜質(zhì)較少，只要焊接工藝選擇恰當，較易獲得穩(wěn)定高質(zhì)量的焊縫。（3）勞動條件好 除了減輕手工操作的勞動強度外，電弧弧光埋在焊劑層下，沒有弧光輻射，勞動條件較好。 埋弧自動焊至今仍然是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的一種焊接方法。適于批量較大，較厚較長的直線及較大直徑的環(huán)形焊縫的焊接。廣泛應(yīng)用于化

3、工容器、鍋爐、造船、橋梁等金屬結(jié)構(gòu)的制造。這種方法也有不足之處，如不及手工焊靈活，一般只適合于水平位置或傾斜度不大的焊縫；工件邊緣準備和裝配質(zhì)量要求較高、費工時；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊縫形成過程，因此，必須嚴格控制焊接規(guī)范。 埋弧半自動焊 埋弧半自動焊主要是軟管自動焊，其特點是采用較細直徑( 2mm或2mm以下）的焊絲，焊絲通過彎曲的軟管送入熔池。電弧的移動是靠手工來完成，而焊絲的送進是自動的。半自動焊可以代替自動焊焊接一些彎曲和較短的焊縫，主要應(yīng)用于角焊縫，也可用于對接焊縫。 （2）焊接過程埋弧焊的焊接過程可概括為：自動送絲；引??；焊劑自動下料；焊機勻速運動；電弧在焊劑下燃燒。 如下

4、圖所示埋弧焊的特點主要優(yōu)點 (1)熔深大，生產(chǎn)率高。由于可以使用大電流，增大了單位時間內(nèi)焊絲熔化量，顯著地提高了生產(chǎn)效率。若同手工電弧焊比較，板厚為12mm時，埋弧焊速度可達5080cmmin，手工電弧焊則不超過1013cmmin，埋弧焊速度是手工電弧焊速度的34倍，特別是雙絲(或多絲)以及帶狀電極的采用，更加提高了埋弧焊的生產(chǎn)效率。(2)焊接質(zhì)量穩(wěn)定，表面美觀。焊縫的質(zhì)量不受焊工的情緒及其疲勞程度的影響，焊縫的質(zhì)量主要取決于自動焊機調(diào)整的優(yōu)劣以及原材料(即焊件、焊絲和焊劑)的質(zhì)量，所以在正確的工藝參數(shù)下，就可以獲得化學成分均勻、表面光滑、平直的優(yōu)質(zhì)焊縫。(3)節(jié)省焊接材料和電能。埋弧自動焊電

5、弧熔透力強，對一定厚度的焊件，不開坡口也可焊透，單絲埋弧焊一次可熔透20mm，同時沒有飛濺損失，從而減少了焊接材料和電能的損耗。(4)改善了工人勞動條件。機械化的焊接改善了工人勞動強度，電弧焊劑層下燃燒，消除了弧光及煙塵對焊工的有害影響。(2)焊劑的分類 埋弧焊焊劑按制造方法可分為熔煉焊劑和陶質(zhì)焊劑兩大類。熔煉焊劑是將原材料配好后在爐中熔煉而成。呈玻璃狀，顆粒強度高、化學成分均勻、不吸收水分，適于大量生產(chǎn)。按化學成分不同又可分為高錳、中錳、低錳、無錳幾種。目前已廣泛用于一般碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接。陶質(zhì)焊劑是非熔煉焊劑，是用礦石、鈦合金及粘接劑按一定比例配置成顆粒狀，經(jīng)300-400攝氏度干燥

6、固結(jié)而成。使用這類焊劑，便于向焊縫金屬補充或添加合金元素，但顆粒強度較低，易吸潮。埋弧焊工藝焊前準備：埋弧焊在焊接前必須做好準備工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的裝配以及焊絲表面的清理、焊劑的烘干等。坡口加工坡口加工要求按GB 9861988執(zhí)行，以保證焊縫根部不出現(xiàn)未焊透或夾渣，并減少填充金屬量。坡口的加工可使用刨邊機、機械化或半機械化氣割機、碳弧氣刨等。待焊部位的清理焊件清理主要是去除銹蝕、油污及水分，防止氣孔的產(chǎn)生。一般用噴砂、噴丸方法或手工清除，必要時用火焰烘烤待焊部位。在焊前應(yīng)將坡口及坡口兩側(cè)各20mm區(qū)域內(nèi)及待焊部位的表面鐵銹、氧化皮、油污等清理干凈。焊件的裝配裝

7、配焊件時要保證間隙均勻，高低平整，錯邊量小，定位焊縫長度一般大于30mm，并且定位焊縫質(zhì)量與主焊縫質(zhì)量要求一致。必要時采用專用工裝、卡具。對直縫焊件的裝配，在焊縫兩端要加裝引弧板和引出板，待焊后再割掉，其目的是使焊接接頭的始端和末端獲得正常尺寸的焊縫截面，而且還可除去引弧和收尾容易出現(xiàn)的缺陷。焊接材料的清理埋弧焊用的焊絲和焊劑對焊縫金屬的成分、組織和性能影響極大。因此焊接前必須清除焊絲表面的氧化皮、鐵銹及油污等。焊劑保存時要注意防潮，使用前必須按規(guī)定的溫度烘干待用。埋弧焊的應(yīng)用范圍目前主要用于焊接各種鋼板結(jié)構(gòu)?？珊附拥匿摲N包括碳素結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼，耐熱鋼及其復合鋼材等。埋弧焊在造船，鍋爐，化工容

8、器，橋梁，起重機械及冶金機械制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。此外，用埋弧焊堆焊耐磨耐蝕合金或用于焊接鎳基合金，銅合金也是較理想的。 2.氬弧焊分類氬弧焊按照電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。1非熔化極氬弧焊工作原理及特點：非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒，在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學反應(yīng)的惰性氣體(常用氬氣)，形成一個保護氣罩，使鎢極端頭，電弧和熔池及已處于高溫的金屬不與空氣接觸，能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成致密的焊接接頭，其力學性能非常好。2熔化極氬弧焊工作原理及特點 ：焊絲通過絲輪送進，導電嘴導電，在母材與焊絲之間產(chǎn)生電弧，使焊絲和母材熔化，并用

9、惰性氣體氬氣保護電弧和熔融金屬來進行焊接的。它和鎢極氬弧焊的區(qū)別：一個是焊絲作電極，并被不斷熔化填入熔池，冷凝后形成焊縫；另一個是采用保護氣體，隨著熔化極氬弧焊的技術(shù)應(yīng)用，保護氣體已由單一的氬氣發(fā)展出多種混合氣體的廣泛應(yīng)用，如以氬氣或氦氣為保護氣時 稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊（在國際上簡稱為MIG焊）；以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護氣體 時，或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時，或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時，統(tǒng)稱為熔化極活性氣 體保護電弧焊（在國際上簡稱為MAG焊）。從其操作方式看，目前應(yīng)用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護焊，其次是自動熔

10、化極氬弧焊。3.氬弧焊示意圖4.氬弧焊特點主要優(yōu)點1、氬氣保護可隔絕空氣中氧氣、氮氣、氫氣等對電弧和熔池產(chǎn)生的不良影響，減少合金元素的燒損，以得到致密、無飛濺、質(zhì)量高的焊接接頭；2、氬弧焊的電弧燃燒穩(wěn)定，熱量集中，弧柱溫度高，焊接生產(chǎn)效率高，熱影響區(qū)窄，所焊的焊件應(yīng)力、變形、裂紋傾向??；3、氬弧焊為明弧施焊，操作、觀察方便；4、電極損耗小，弧長容易保持，焊接時無熔劑、涂藥層，所以容易實現(xiàn)機械化和自動化；5、氬弧焊幾乎能焊接所有金屬，特別是一些難熔金屬、易氧化金屬，如鎂、鈦、鉬、鋯、鋁等及其合金；6、受焊件位置限制，可進行全位置焊接。 缺點1.氬弧焊因為熱影響區(qū)域大，工件在修補后常常會造成變形、

11、硬度降低、砂眼、局部退火、開裂、針孔、磨損、劃傷、咬邊、或者是結(jié)合力不夠及內(nèi)應(yīng)力損傷等缺點。尤其在精密鑄造件細小缺陷的修補過程在表面突出。在精密鑄件缺陷的修補領(lǐng)域可以使用冷焊機來替代氬弧焊，由于冷焊機放熱量小，較好的克服了氬弧焊的缺點，彌補了精密鑄件的修復難題。2. 氬弧焊與焊條電弧焊相比對人身體的傷害程度要高一些，氬弧焊的電流密度大，發(fā)出的光比較強烈，它的電弧產(chǎn)生的紫外線輻射，約為普通焊條電弧焊的530倍，紅外線約為焊條電弧焊的11.5倍，在焊接時產(chǎn)生的臭氧含量較高，因此，盡量選擇空氣流通較好的地方施工,不然對身體有很大的傷害。 (二)二氧化碳氣體保護焊1.簡介CO2氣體保護電弧焊是利用CO

12、2作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。這種方法以CO2氣體作為保護介質(zhì)，使電弧及熔池與周圍空氣隔離，防止空氣中氧、氮、氫對熔滴和熔池金屬的有害物質(zhì)，從而獲得優(yōu)良的機械保護性能。生產(chǎn)中一般是利用專用的焊槍，形成足夠的CO2氣體保護層，依靠焊絲與焊件之間的電弧熱，進行自動或半自動熔化極氣體保護焊接。這種焊接法采用焊絲自動送絲，敷化金屬量大、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定 2.二氧化碳氣體保護焊的分類按機械化程度可分為自動化和半自動化按焊絲直徑可分為細絲1.01.2 中絲1.21.4 粗絲 1.41.6按焊絲分類可分為藥芯和實心焊絲兩種3.二氧化碳氣體保護焊示意圖4.特點主要優(yōu)點 1）焊接生產(chǎn)率高。由于焊接電流密

13、度較大，電弧熱量利用率較高，以及焊后不需清渣，因此提高了生產(chǎn)率。CO2焊的生產(chǎn)率比普通的焊條電弧焊高24倍。 2）焊接成本低。CO2氣體來源廣，價格便宜，而且電能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊條電弧焊的40%50%。 3）焊接變形小。由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時CO2氣流有較強的冷卻作用，所以焊接變形小，特別適宜于薄板焊接。 4）焊接質(zhì)量較高。對鐵銹敏感性小，焊縫含氫量少，抗裂性能好。 5）適用范圍廣。可實現(xiàn)全位置焊接，并且對于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。 6）操作簡便。焊后不需清渣，且是明弧，便于監(jiān)控，有利于實現(xiàn)機械化和自動化焊接。焊接效果溶深大熔深是

14、手弧焊的三倍,坡口加工小。溶敷效率高手弧焊焊條熔敷效率是60%CO2焊焊絲熔敷效率是90%引弧性能好能量集中，引弧容易，連續(xù)送絲電弧不中斷。焊接質(zhì)量好對鐵銹不敏感，焊縫含氫量低，抗裂性能好，受熱變形小。焊接范圍廣可適用低碳鋼高強度鋼普通鑄鋼全方位焊焊接速度快單位時間內(nèi)熔化焊絲比手工電弧焊快一倍與手工焊比：抗風能力差，設(shè)備較復雜。C02氣保焊的特點 2、缺點 1）飛濺率較大，并且焊縫表面成形較差。金屬飛濺是CO2焊中較為突出的問題，這是主要缺點。 2）很難用交流電源進行焊接，焊接設(shè)備比較復雜。 3）抗風能力差，給室外作業(yè)帶來一定困難。 4)不能焊接容易氧化的有色金屬。 CO2焊的缺點可以通過提高

15、技術(shù)水平和改進焊接材料、焊接設(shè)備加以解決，而其有點卻是其他焊接方法所不能比的。因此，可以認為CO2焊是一種高效率、低成本的節(jié)能焊接方法。5.應(yīng)用 CO2焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。對于不銹鋼，由于焊縫金屬有增碳現(xiàn)象，影響抗晶間腐蝕性能。所以只能用于對焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。此外，CO2焊還可用于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的焊補以及電鉚焊等方面。目前CO2焊已在汽車制造、機車和車輛制造、化工機械、農(nóng)業(yè)機械、礦山機械等部門得到了廣泛的應(yīng)用。 安全衛(wèi)生與勞動保護（A） CO2氣體保護焊是以CO2作為保護氣體的電弧焊接方法。在電弧高溫作用下，電弧區(qū)中將有50%左右的CO2氣體發(fā)生分解，并生成CO和O。同時在冶金反應(yīng)中亦會生成少量CO，強烈的氧化作用還會產(chǎn)生大量煙