電焊基礎(chǔ)介紹

第三章焊接第一節(jié)手工電弧焊第二節(jié)焊接件結(jié)構(gòu)工藝性第三節(jié)氣焊和氣割第四節(jié)其他焊接方法第一節(jié)手工電弧焊一、焊接過(guò)程二、手工電弧焊設(shè)備㈠交流弧焊機(jī)㈡直流弧焊機(jī)發(fā)電機(jī)式直流弧焊機(jī)由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)直流弧焊發(fā)電機(jī)組成，發(fā)電機(jī)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。整流式直流弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在交流弧焊機(jī)上加上整流器，從而將交流電變?yōu)橹绷麟?，故又稱弧焊整流器。直流弧焊機(jī)的輸出端有兩種不同的接線方法：①正接②反接三、焊條㈠焊條的組成和作用組成：焊條由金屬焊芯和藥皮兩部分組成。作用：⑴焊芯在焊接時(shí)有兩個(gè)方面的作用：①作為電極，傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電?。虎谌刍笞鳛樘畛浣饘?，與母材一起組成焊縫金屬。⑵藥皮是壓涂在焊芯表面上的涂料層，由多種礦石粉、鐵合金粉和粘結(jié)劑等原料按一定比例配制而成。它的主要作用是：①改善焊條工藝性，如易于引弧，保持電弧穩(wěn)定燃燒，利于焊縫成形，防止飛濺等；②機(jī)械保護(hù)作用，藥皮分解產(chǎn)生大量氣體并形成熔渣，對(duì)熔化金屬起著保護(hù)作用；③冶金處理作用，即通過(guò)冶金反應(yīng)除去有害雜質(zhì)并補(bǔ)充有益的合金元素，改善焊縫質(zhì)量。㈡焊條的分類和型（牌）號(hào)國(guó)產(chǎn)焊條按其用途分為結(jié)構(gòu)鋼焊條、耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鎳及鎳合金焊條、鑄鐵焊條、低溫鋼焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條十類。其中，結(jié)構(gòu)鋼焊條應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)GB5117—1995和GB5118—1995，低碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)的形式和含義如下：E××××第三位數(shù)字與第四位數(shù)字的組合，表示焊接電流種類及藥皮類型，見(jiàn)表1.3-1第三位數(shù)字表示焊條適用的焊接位置，“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接，“2”表示適用于平焊及平角焊，“4”表示適用于向下立焊前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最低值，單位為MPa字母“E”表示焊條焊條牌號(hào)是焊接行業(yè)統(tǒng)一的焊條代號(hào)，其形式與含義如下：×××第三位數(shù)字，表示焊接電流種類和藥皮類型，見(jiàn)表1.3-1表示各大類中的若干小類大寫漢語(yǔ)拼音字母，表示焊條各大類（按用途分）結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)的形式與含義如下：J×××第三位數(shù)字，表示焊接電流種類和藥皮類型，見(jiàn)表1.3-1前兩位數(shù)字，表示焊縫金屬抗拉強(qiáng)度最低值，單位為Mpa，其等級(jí)劃分見(jiàn)表1.3-2表示結(jié)構(gòu)鋼焊條㈢焊條的選用原則根據(jù)母材的化學(xué)成分和力學(xué)性能選用焊接低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼時(shí)，一般根據(jù)母材的抗拉強(qiáng)度按“等強(qiáng)度原則”選擇與母材有相同強(qiáng)度等級(jí)，且成分相近的焊條；異種鋼焊接時(shí)，應(yīng)按其中強(qiáng)度較低的鋼材選用焊條。2.根據(jù)焊件的工作條件與工藝特點(diǎn)選用對(duì)于承受交變載荷、沖擊載荷的焊接結(jié)構(gòu)，或者形狀復(fù)雜、厚度大、剛性大的焊件，應(yīng)選用堿性焊條。3.按焊接設(shè)備、施工條件和焊接工藝性選用如果焊接現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有直流弧焊機(jī)時(shí)，應(yīng)選用交直流兩用焊條；當(dāng)焊件接頭附近污物、銹皮過(guò)多時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條，在保證焊縫質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量選用成本低、勞動(dòng)條件好的焊條；無(wú)特殊要求時(shí)，應(yīng)盡量選用焊接工藝性好的酸性焊條。四、焊接工藝參數(shù)㈠焊接直徑手弧焊焊接工藝參數(shù)的選擇，一般先根據(jù)焊件的厚度選擇焊條直徑。焊條直徑的選擇還與焊接層數(shù)、接頭形式、焊接位置等有關(guān)，立焊、橫焊、開(kāi)坡口多層焊的第一層施焊時(shí)應(yīng)選用直徑小一點(diǎn)的焊條。㈡焊接電流焊接電流與焊條直徑有關(guān)。

I=(30~60)d㈢焊接速度焊接速度指焊條沿焊縫方向向前移動(dòng)的速度。一般當(dāng)焊道的熔寬為焊條直徑的2倍時(shí)，焊速較適當(dāng)。㈣電弧長(zhǎng)度電弧長(zhǎng)度指焊條末端與起弧處工作表面間的距離。保持電弧長(zhǎng)度約等于焊條直徑。㈤焊接層數(shù)當(dāng)工件厚度較大時(shí)，需要采用多層焊接，以保證焊縫的力學(xué)性能。一般每層厚度為焊條直徑的0.8~1.2倍時(shí)，比較合適，生產(chǎn)率高且易控制。五、手弧焊基本操作要領(lǐng)㈠引弧引弧就是使焊條與焊件間引燃并保持穩(wěn)定的電弧。引弧方法有兩種，即敲擊法和摩擦法。這兩種方法都是使焊條末端與工件表面接觸形成短路，然后迅速將焊條向上提起一段距離（2~4mm），即可引燃并保持穩(wěn)定的電弧。注意：焊條不能提的太高，否則電弧易熄滅。焊條末端與工件接觸時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免焊條粘連在焊件上。當(dāng)發(fā)生粘連時(shí)，應(yīng)迅速左右擺動(dòng)焊條，以使焊條脫離工作。㈡運(yùn)條手弧焊時(shí)，焊條除了沿其軸向向熔池送進(jìn)和沿焊縫方向前移外，為了獲得一定寬度的焊縫，焊條還應(yīng)沿垂直于焊縫的方向橫向擺動(dòng)。㈢熄弧熄弧是指焊縫結(jié)束，或一根焊條用完準(zhǔn)備連接后一根焊條時(shí)的收尾動(dòng)作。焊縫結(jié)束時(shí)的焊弧，應(yīng)在熄弧前讓焊條在熔池處作短暫停頓或作幾次環(huán)形運(yùn)條，使熔池填滿，然后將焊條逐漸向焊縫前方斜拉，同時(shí)抬高焊條，使電弧自動(dòng)熄滅；連續(xù)熄弧，應(yīng)在熄弧前減少焊條與焊件間的夾角，將熔池中的金屬和上面的熔渣向后趕，形成弧坑后再熄弧。連接時(shí)的引弧應(yīng)在弧坑前面，然后拉回弧坑，再進(jìn)行正常焊接。六、常見(jiàn)焊接缺陷常件焊接缺陷產(chǎn)生的原因見(jiàn)表1.3-5返回第二節(jié)焊接件結(jié)構(gòu)工藝性一、焊縫布置㈠焊接接頭的選擇對(duì)接接頭搭接接頭角接和T形接頭㈡坡口形式的選擇為了保證焊透，手弧焊板厚在6mm以上的焊件時(shí)，應(yīng)在焊漸邊緣處加工出坡口。二、焊接接頭及坡口形式的選擇三、焊接位置及工藝特點(diǎn)焊縫在焊接構(gòu)件上的空間位置不同，會(huì)直接影響焊接的難易程度，對(duì)焊接質(zhì)量和焊接率也都有影響。一般按焊縫空間位置的不同，將其分為平焊、立焊、橫焊、仰焊四種。平焊時(shí)操作方便、勞動(dòng)條件好、生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量容易保證。立焊時(shí)，因熔池金屬有低落趨勢(shì)，操作難度較大，焊縫成形較困難，生產(chǎn)率較低。橫焊時(shí)，因熔化的金屬液體在重力作用下向下流，導(dǎo)致焊縫上部出現(xiàn)咬邊，下部出現(xiàn)焊瘤。仰焊時(shí)，操作極不方便，熔滴極易流失，焊縫成形非常困難，不但生產(chǎn)率低，焊接質(zhì)量也很難保證。因此，應(yīng)盡量采用平焊位置施焊。四、對(duì)接平焊的操作步驟對(duì)接平焊在生產(chǎn)中最為常用。厚度為4~6mm的鋼板對(duì)接平焊的操作步驟見(jiàn)下表。序號(hào)操作步驟操作要點(diǎn)1備料劃線、用剪切或氣割方法下料，并調(diào)直鋼板2坡口準(zhǔn)備板厚為4~6mm時(shí)，可采用I形坡口雙面焊，接口必須平整3焊前清理清除鐵銹、油污等4裝備將兩板水平放置，對(duì)齊，兩板間留1~2mm間隙5點(diǎn)固用焊條點(diǎn)固，固定兩焊件的相對(duì)位置，點(diǎn)固后應(yīng)除渣。若焊件較長(zhǎng)，可每隔300mm左右點(diǎn)固一次，點(diǎn)固長(zhǎng)度為10~15mm6焊接①選擇合適的焊接工藝參數(shù)②先焊點(diǎn)固面的反面，使熔深大于板厚的一半，焊后除渣③翻轉(zhuǎn)焊件焊另一面，注意事項(xiàng)同上7焊后清理用鋼絲刷等工具把焊件表面的飛濺清理干凈8檢驗(yàn)用外觀方法檢查焊縫質(zhì)量，若有缺陷，應(yīng)盡可能修補(bǔ)返回第三節(jié)氣焊和氣割一、氣焊氣焊是利用可燃?xì)怏w乙炔（C2H2）和氧氣（O2）混合燃燒時(shí)所產(chǎn)生的高溫火焰使焊件和焊絲局部熔化和填充金屬的一種焊接方法。㈠氣焊設(shè)備氣焊設(shè)備包括乙炔氣瓶、氧氣瓶、減壓器、焊炬等。㈡焊絲和焊劑焊絲氣焊絲一般是光金屬絲，用作填充金屬并與熔化的焊件金屬一起形成焊縫。焊劑焊劑的作用是去除熔池中形成的氧化物等雜質(zhì)，保護(hù)熔池金屬，并增加液態(tài)金屬的流動(dòng)性。㈢氣焊火焰中性焰中性焰又稱正常焰，其氧氣和乙炔的混合比為1.0~1.2。中心焰由焰心、內(nèi)焰和外焰三部分組成。內(nèi)焰區(qū)是焰心外邊顏色較暗的一層，其溫度最高，可達(dá)3000~3200°C。中心焰適用于焊接低碳鋼、中碳鋼、合金鋼、純銅和鋁合金等材料。通過(guò)調(diào)整混合氣體中乙炔與氧氣的比例，可獲得三種不同性質(zhì)的火焰：碳化焰碳化焰的氧氣和乙炔混合的體積比小于1.0。由于氧氣較少，燃燒不完全，整個(gè)火焰比中性焰長(zhǎng)，溫度較低，最高溫度約為2700~3000°C。由于有乙炔過(guò)剩，故適用于焊接高碳鋼、硬質(zhì)合金，焊補(bǔ)鑄鐵等。焊接其他材料時(shí)，會(huì)使焊縫材料增碳，變得硬而脆。氧化焰氧化焰的氧氣與乙炔混合的體積比大于1.2。由于燃燒時(shí)有過(guò)剩氧氣，故燃燒比中性焰劇烈。由于對(duì)金屬熔池有氧化作用，降低了焊縫質(zhì)量，故只適用于焊接黃銅，一般不宜采用。㈣氣焊（平焊）操作要領(lǐng)

1.點(diǎn)火、調(diào)節(jié)火焰與滅火⑴點(diǎn)火點(diǎn)火時(shí)，先微開(kāi)氧氣閥門，再開(kāi)乙炔閥門，隨后用明火點(diǎn)燃。⑵調(diào)節(jié)火焰先根據(jù)焊件材料確定應(yīng)采用哪種氧乙炔焰，并調(diào)整到所需的那種火焰，再根據(jù)焊件厚度，調(diào)整火焰大小。⑶滅火應(yīng)先關(guān)乙炔，再關(guān)氧氣。2.堆平焊波氣焊時(shí)，通常用左手拿焊絲，右手持焊炬，兩手動(dòng)作應(yīng)協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或向右焊接。二、氧氣切割氧氣切割簡(jiǎn)稱氣割，是利用某些金屬（如鐵）在純氧氣流中能夠劇烈氧化的原理進(jìn)行金屬切割的方法。氣割時(shí)用割炬代替焊炬，其余設(shè)備與氣焊相同。㈠氧氣切割過(guò)程開(kāi)始時(shí)，先用氧乙炔焰將割口始端附近的金屬預(yù)熱至燃點(diǎn)，然后打開(kāi)切割金屬閥門，高速氧氣射流使高溫金屬立即燃燒，所生成的氧化物同時(shí)被氧氣流吹走，而金屬燃燒時(shí)釋放的大量燃燒熱和氧乙炔焰一起又將鄰近的金屬預(yù)熱到燃點(diǎn)，因此沿切割線以一定的速度移動(dòng)割炬，即可形成一條整齊的割口。2.燃燒生成的金屬氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬本身的熔點(diǎn)，而且流動(dòng)性要好，使之呈熔融狀被吹走時(shí)，割口處金屬仍未熔化。3.金屬燃燒時(shí)能放出大量的熱，而且其本身的導(dǎo)熱性要低。返回金屬材料的燃點(diǎn)必須低于其熔點(diǎn)㈡金屬氧氣切割的條件第四節(jié)其他焊接方法一、其他熔焊㈠埋弧焊埋弧焊是使電弧在較厚的焊接層下燃燒，利用機(jī)械自動(dòng)控制引弧、焊絲送進(jìn)、電弧移動(dòng)和焊縫收尾的一種電弧焊方法。㈡氣體保護(hù)電弧焊氣體保護(hù)電弧焊簡(jiǎn)稱氣體保護(hù)焊，是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧與焊接區(qū)的電弧焊方法。常用的保護(hù)氣體有氬氣和二氧化碳?xì)獾?。氬氣是惰性氣體，既不與熔化金屬發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，又不溶解于金屬，因而能非常有效的保護(hù)熔池，獲得高質(zhì)量的焊縫。此外，氬弧焊是一種明弧焊，便于觀察，操作靈活，適用于全位置焊接。但是氬弧焊也有其明顯的缺點(diǎn)，主要是氬氣價(jià)格昂貴，焊接成本高，焊前清理要求嚴(yán)格，而且設(shè)備復(fù)雜，維修不便。氬弧焊主要用于焊接易氧化的非鐵金屬（如鋁、鎂、銅、鈦及其合金）和稀有金屬，以及高強(qiáng)度合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼等。氬弧焊氬弧焊是以氬氣為保護(hù)氣體的一種電弧焊方法。2.二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是以二氧化碳（CO2）為保護(hù)氣體的電弧焊方法，簡(jiǎn)稱CO2焊。CO2焊的優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)率高，CO2氣體來(lái)源廣、價(jià)格便宜，焊接成本低，焊接質(zhì)量好，可全位置焊接，明弧操作，焊后不需清渣，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。其缺點(diǎn)是：焊縫成形差，飛濺大，焊接電源需采用直流反接。二氧化碳焊主要適用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件的焊接，在一定條件下也可用于焊接不銹鋼，還可用于耐磨零件的堆焊，鑄鋼件的焊補(bǔ)等。電阻焊是利用電流通過(guò)焊件的接觸面時(shí)產(chǎn)生的電阻熱對(duì)焊件局部迅速加熱，使之達(dá)到塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，并加壓而實(shí)現(xiàn)連接的一種壓焊方法。按照接頭形式不同，電阻焊可分為點(diǎn)焊、縫焊和對(duì)焊等。㈠點(diǎn)焊點(diǎn)焊時(shí)，待焊的薄板被壓緊在兩柱狀電極之間，接通后使接觸處溫度迅速升高，將兩焊件接觸處的金屬熔化而形成熔核。點(diǎn)焊主要用于4mm以下的薄板與薄板的焊接，也可用于圓棒與圓棒、圓棒與薄板的焊接。焊接材料可以是低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金等。二、電阻焊㈡縫焊縫焊的焊接過(guò)程與點(diǎn)焊相似，只是用轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤狀電極取代點(diǎn)焊時(shí)所用的柱狀電極?？p焊主要用于有密封