焊接方法和設(shè)備課件

主講：葉克力焊接方法與設(shè)備對(duì)應(yīng)教材：全國(guó)高職高專規(guī)劃教材《焊接方法與設(shè)備》化學(xué)工業(yè)出版社出版，邱葭菲主編。

1主講：葉克力焊接方法與設(shè)備對(duì)應(yīng)教材：全國(guó)高職高專規(guī)劃教材《焊第一章焊接方法概述

金屬連接方式

鍵連接、銷(xiāo)連接、螺紋連接、焊接、鉚接等

2第一章焊接方法概述

金屬連接方式鍵連接、銷(xiāo)連接、螺紋連接焊接本質(zhì)

焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工工藝方法。要使兩部分金屬材料達(dá)到永久連接的目的，就必須使分離的金屬相互非常接近，使之產(chǎn)生足夠大的結(jié)合力，才能形成牢固的接頭。這對(duì)液體來(lái)說(shuō)是很容易的，而對(duì)固體來(lái)說(shuō)則比較困難，需要外部給予很大的能量如電能、化學(xué)能、機(jī)械能、光能等，這就是金屬焊接時(shí)必須采用加熱、加壓或兩者并用的原因。3焊接本質(zhì)焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填一、焊接及其在現(xiàn)代工業(yè)中的地位實(shí)質(zhì)：達(dá)到原子之間的結(jié)合（金屬晶格距離：3～5nm）由于表面狀態(tài)的影響，不通過(guò)加熱或加壓，工件之間是難以自然達(dá)到原子之間的結(jié)合的。2、焊接在現(xiàn)代工業(yè)中的地位1、焊接(Welding)及其本質(zhì)

是現(xiàn)代工業(yè)一種重要的連接加工方法，同時(shí)是一種精確、可靠、低成本，并且是采用高科技連接材料的方法。目前還沒(méi)有其它方法能夠比焊接更為廣泛地應(yīng)用于金屬的連接，并對(duì)所焊的產(chǎn)品增加更大的附加值。通過(guò)加壓、加熱或兩者并用；用或不用填充材料；使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工方法。4一、焊接及其在現(xiàn)代工業(yè)中的地位實(shí)質(zhì)：達(dá)到原子之間的結(jié)合（金屬

全世界約45%的鋼鐵和有色金屬需要通過(guò)焊接才能變?yōu)榭梢允褂玫淖罱K產(chǎn)品。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的各行業(yè)直接或間接地都離不開(kāi)焊接。沒(méi)有焊接，就沒(méi)有現(xiàn)代工業(yè)文明，也沒(méi)有現(xiàn)代的生活方式。現(xiàn)代工業(yè)中的連接方法有：螺栓、鍵、銷(xiāo)釘（可拆卸）鉚接、焊接、粘接（不可拆卸）5全世界約45%的鋼鐵和有色金屬需要通過(guò)焊接才

工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)焊接技術(shù)提出了更多、更高的要求

對(duì)焊接產(chǎn)品的使用性提出：動(dòng)載、強(qiáng)韌、高壓、高溫、低溫和耐蝕等要求6工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)焊接技術(shù)提出了更多、更高的要求對(duì)焊

從焊接產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式上提出：厚大件、精細(xì)件的焊接；

從焊接材料上提出：各種金屬及非金屬的焊接等。7從焊接產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式上提出：厚大件、精細(xì)件的焊接；從加熱壓焊釬料加壓熔焊釬焊二、焊接方法分類(lèi)及發(fā)展概況1、焊接方法的分類(lèi)及特點(diǎn)8加熱壓焊釬料加壓熔焊釬焊二、焊接方法分類(lèi)及發(fā)展概況1、焊接方二、焊接方法分類(lèi)及發(fā)展概況

9二、焊接方法分類(lèi)及發(fā)展概況

9

（1）熔焊:加熱不加壓力

電弧焊：熔化極——焊條電弧焊

埋弧焊

熔化極氣體保護(hù)焊螺柱焊非熔化極——鎢極氬弧焊等離子弧焊碳弧焊氫原子焊其他：氣焊鋁熱焊電渣焊電子束焊激光焊電渣焊二、焊接方法分類(lèi)及發(fā)展概況10二、焊接方法分類(lèi)及發(fā)展概況10火焰、感應(yīng)、爐中、浸漬、電子束等

電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊、高頻焊）超聲波焊爆炸焊鍛焊擴(kuò)散焊摩擦焊氣壓焊（2）壓焊:必須加壓（3）釬焊:釬料熔化,母材不熔化

11火焰、感應(yīng)、爐中、浸漬、電子束等電阻焊（點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、2、焊接方法的發(fā)展概況

歷史公元前鍛焊、釬焊（中國(guó)）1885年：俄國(guó)人發(fā)明碳弧焊1886年：美國(guó)人發(fā)明電阻焊1895年：德國(guó)人發(fā)明鋁熱劑焊1901年：法國(guó)人發(fā)明氧乙炔氣焊1926年：美國(guó)的A.O.Smith公司率先介紹了手工電弧焊焊條的制作方法

122、焊接方法的發(fā)展概況歷史公元前鍛焊、釬焊（中國(guó)）12

1930s：鎢極氬弧焊（美國(guó)），

埋弧焊（美國(guó)）

1950s：電渣焊（俄羅斯），摩擦焊(俄羅斯)

CO2氣體保護(hù)焊（美國(guó)），電子束焊（法國(guó)）

1960s：激光焊（美國(guó)）爆炸焊（美國(guó)）

1991年：攪拌摩擦焊(英國(guó))131930s：鎢極氬弧焊（美國(guó)），埋弧焊（美國(guó)）13

國(guó)內(nèi)：

焊接大國(guó)——鋼產(chǎn)量多年保持在>4億噸/年，消耗焊材>

300萬(wàn)噸但非強(qiáng)國(guó)——工業(yè)化的前期階段焊接以手工操作為主，效率低、能耗高／焊接手段單調(diào)、工藝落后／焊材品種單調(diào)，重要關(guān)鍵焊材依賴進(jìn)口焊接的數(shù)字化、智能化、信息化水平低

現(xiàn)狀國(guó)外：

已完成焊接手段的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變（由手工到自動(dòng)、由低效向高效轉(zhuǎn)變）焊接手段以高效、自動(dòng)焊為主／焊材品種配套齊全／多專用設(shè)備和專用材料數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)在焊接上的應(yīng)用正逐漸推廣普及14國(guó)內(nèi)：現(xiàn)狀國(guó)外：14

焊接的發(fā)展從材料上

擴(kuò)大可焊材料的范圍，如超細(xì)晶粒鋼、非金屬、金屬／非金屬組合從結(jié)構(gòu)上

超大－如大型船舶、高層建筑／超微－如芯片、細(xì)微（μｍ級(jí)）零件從設(shè)備上

高效率、低能耗／數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化、柔性化從技術(shù)工藝上高效率／低能耗／環(huán)保15焊接的發(fā)展從材料上擴(kuò)大可焊材料的范圍，如超細(xì)晶粒鋼、非金三、本教材的內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法1、教材的內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求

各類(lèi)基本焊接方法的過(guò)程本質(zhì)、特點(diǎn)、接頭形成條件以及合理的使用范圍；各類(lèi)基本焊接方法中影響焊接質(zhì)量的焊接工藝參數(shù)及其合理選擇和控制；常用典型焊接設(shè)備的構(gòu)成、工作原理及操作使用方法。要求：掌握主要焊接方法的原理、焊接質(zhì)量的控制以及常用焊接設(shè)備的使用維護(hù)。強(qiáng)調(diào)并突出工藝應(yīng)用能力的培養(yǎng)，即能根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的具體要求，優(yōu)選焊接方法并制訂合理的焊接工藝。重點(diǎn)：電弧焊，尤其①氣體保護(hù)焊（MAG/CO2/MIG、TIG）②埋弧焊③焊條電弧焊16三、本教材的內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法1、教材的內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求各1717181819192020船舶焊接21船舶焊接21焊接機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用

22焊接機(jī)器人在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用222008奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”

232008奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”23直徑10.7m、高5.4m、重量440t、耗用焊絲12t的世界最大的三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。24直徑10.7m、高5.4m、重量440t、耗用焊絲12t的蕪湖長(zhǎng)江公鐵兩用焊接大橋25蕪湖長(zhǎng)江公鐵兩用焊接大橋25神舟系列太空飛船26神舟系列太空飛船26第二節(jié)焊接方法的熱源27第二節(jié)焊接方法的熱源27一、焊接電弧的產(chǎn)生

由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象，稱為焊接電弧。

28一、焊接電弧的產(chǎn)生

由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電一、焊接電弧的產(chǎn)生

1.焊接電弧產(chǎn)生的條件氣體電離：熱電離、場(chǎng)致電離、光電離

陰極電子發(fā)射：熱發(fā)射、電場(chǎng)發(fā)射、撞擊發(fā)射2.焊接電弧的引燃方法接觸引弧:焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等

非接觸引弧:鎢極氬弧焊和等離子弧焊

29一、焊接電弧的產(chǎn)生

1.焊接電弧產(chǎn)生的條件29一、焊接電弧的產(chǎn)生

劃擦法引弧直擊法引弧30一、焊接電弧的產(chǎn)生

30二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性1．焊接電弧的構(gòu)造1－焊條2－陰極區(qū)3－弧柱4－陽(yáng)極區(qū)5－焊件31二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性1．焊接電弧的構(gòu)造1－焊條2－陰極二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性陰極區(qū):電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域。很窄,焊條電弧焊時(shí)，陰極區(qū)的溫度一般達(dá)到2130～3230℃，放出的熱量占36%左右。陽(yáng)極區(qū):電弧緊靠正電極的區(qū)域.較陰極區(qū)寬,焊條電弧焊時(shí)，陽(yáng)極區(qū)的溫度一般達(dá)2330～3930℃，放出熱量占43%左右?；≈?電弧陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)之間的部分.弧柱的長(zhǎng)度基本上等于電弧長(zhǎng)度。焊條電弧焊時(shí)，弧柱中心溫度可達(dá)5370～7730℃，放出的熱量占21%左右。32二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性陰極區(qū):電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域。很窄二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性注意的二個(gè)問(wèn)題：不同的焊接方法，其陽(yáng)極區(qū)、陰極區(qū)溫度的高低并不一致.焊條電弧焊、鎢極氬弧焊:陽(yáng)極溫度＞陰極溫度CO2氣體保護(hù)焊和埋弧焊：陰極溫度＞陽(yáng)極溫度以上分析的是直流電弧的熱量和溫度分布情況，而交流電弧由于電源的極性是周期性地改變的，所以兩個(gè)電極區(qū)的溫度趨于一致，近似于它們的平均值。電弧兩端（兩電極）之間的電壓稱為電弧電壓。電弧電壓由陰極壓降、陽(yáng)極壓降和弧柱壓降組成。33二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性注意的二個(gè)問(wèn)題：33二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性2．焊接電弧的靜特性在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長(zhǎng)一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，焊接電流與電弧電壓變化的關(guān)系稱為電弧靜特性，一般也稱伏—安特性。表示它們關(guān)系的曲線叫做電弧的靜特性曲線。電弧靜特性曲線分為三個(gè)不同的區(qū)域，下降特性區(qū)，平特性區(qū)和上升特性區(qū)。焊條電弧焊、埋弧焊一般工作在靜特性的平特性區(qū)。鎢極氬弧焊、等離子弧焊一般也工作在平特性區(qū)，當(dāng)焊接電流較大時(shí)才工作在上升特性。熔化極氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊和熔化極活性氣體保護(hù)焊（MAG焊），基本上工作在上升特性區(qū)。電弧靜特性曲線與電弧長(zhǎng)度密切相關(guān)，當(dāng)電弧長(zhǎng)度增加時(shí)，電弧電壓升高，其靜特性曲線的位置也隨之上升。34二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性34二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性

普通電阻靜特性與電弧的靜特性

1－普通電阻靜特性2－電弧的靜特性35二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性35三、焊接電弧的穩(wěn)定性焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧保持穩(wěn)定燃燒（不產(chǎn)生斷弧、飄移和偏吹等）的程度。正常焊接時(shí)的電弧36三、焊接電弧的穩(wěn)定性焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧保持穩(wěn)定燃燒（不三、焊接電弧的穩(wěn)定性影響因素

1．弧焊電源的影響直流電源焊接時(shí)，電弧燃燒比交流電源穩(wěn)定。2．焊接電流的影響焊接電流越大，電弧燃燒越穩(wěn)定。3．焊條藥皮或焊劑的影響焊條藥皮或焊劑中加入電離能比較低的物質(zhì)（如K、Na、Ca的氧化物），可提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。含有電離能比較高的氟化物（CaF2）及氯化物（KCl、NaCl）時(shí)，由于較難電離，電弧燃燒不穩(wěn)定。37三、焊接電弧的穩(wěn)定性影響因素37三、焊接電弧的穩(wěn)定性4．焊接電弧偏吹的影響在實(shí)際焊接中，由于氣流的干擾、磁場(chǎng)的作用或焊條偏心的影響，會(huì)使電弧中心偏離電極軸線的方向，這種現(xiàn)象稱為電弧偏吹

⑴焊條偏心產(chǎn)生的偏吹焊條偏心產(chǎn)生的電弧偏吹偏向藥皮較薄的一邊焊條的偏心度＝2（T1－T2）／（T1＋T2）38三、焊接電弧的穩(wěn)定性4．焊接電弧偏吹的影響38三、焊接電弧的穩(wěn)定性⑵電弧周?chē)鷼饬鳟a(chǎn)生的偏吹：電弧周?chē)鷼怏w的流動(dòng)會(huì)把電弧吹向一側(cè)而造成偏吹。主要是大氣中的氣流和熱對(duì)流的影響。⑶焊接電弧的磁偏吹直流電弧焊時(shí)，因受到焊接回路所產(chǎn)生的電磁力的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹稱為磁偏吹。是由于直流電所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在電弧周?chē)植疾痪鶆蚨鸬摹?9三、焊接電弧的穩(wěn)定性39三、焊接電弧的穩(wěn)定性

磁偏吹

40三、焊接電弧的穩(wěn)定性磁偏吹40三、焊接電弧的穩(wěn)定性產(chǎn)生磁偏吹的因素：①導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹

41三、焊接電弧的穩(wěn)定性產(chǎn)生磁偏吹的因素：41三、焊接電弧的穩(wěn)定性②鐵磁物質(zhì)引起的磁偏吹

42三、焊接電弧的穩(wěn)定性②鐵磁物質(zhì)引起的磁偏吹42三、焊接電弧的穩(wěn)定性③電弧運(yùn)動(dòng)至鋼板的端部時(shí)引起的磁偏吹43三、焊接電弧的穩(wěn)定性③電弧運(yùn)動(dòng)至鋼板的端部時(shí)引起的磁偏吹43三、焊接電弧的穩(wěn)定性防止或減少焊接電弧偏吹的措施盡量使用交流電源焊接。調(diào)整焊條角度。采用短弧焊接。改變焊件上導(dǎo)線接線部位或在焊件兩側(cè)同時(shí)接地線在焊縫兩端各加附加鋼板使電弧兩側(cè)的磁力線分布均勻并減少熱對(duì)流。露天操作大風(fēng)必須用擋板遮擋，管子焊接將管口堵住，間隙較大的對(duì)接焊縫在接縫下面加墊板。采用小電流焊接。44三、焊接電弧的穩(wěn)定性防止或減少焊接電弧偏吹的措施44四、焊接電弧的分類(lèi)及熱效率1．焊接電弧的分類(lèi)按電流種類(lèi)不同可分為交流電弧、直流電弧和脈沖電?。òǜ哳l脈沖電弧）；按電弧狀態(tài)不同可分為自由電弧和壓縮電弧；按電極材料不同可分為熔化極電弧和非熔化極電弧。未受到外界壓縮的電弧為自由電弧。自由電弧中的氣體電離是不充分的，能量不能高度集中，并且弧柱直徑隨著功率的增加而增加。把自由電弧進(jìn)行強(qiáng)迫壓縮，就能獲得溫度更高、能量更加集中的壓縮電弧。等離子弧就是一種典型的壓縮電弧，它是靠熱收縮、磁收縮和機(jī)械壓縮效應(yīng)，使弧柱截面縮小、能量集中、氣體幾乎達(dá)到全部電離狀態(tài)的電弧。

45四、焊接電弧的分類(lèi)及熱效率1．焊接電弧的分類(lèi)45四、焊接電弧的分類(lèi)及熱效率2．焊接電弧的熱效率電弧焊時(shí)，焊接熱源是電弧，是通過(guò)電弧將電能轉(zhuǎn)換為熱能來(lái)進(jìn)行焊接的。電弧功率

q0=IhUh電弧有效功率q=ηIhUhη—電弧有效功率系數(shù)，簡(jiǎn)稱焊接熱效率,主要決定于焊接方法，焊接工藝參數(shù)和焊接材料和保護(hù)方式等.在其它條件不變的情況下，隨電弧電壓的升高而降低，

46四、焊接電弧的分類(lèi)及熱效率2．焊接電弧的熱效率46四、焊接電弧的分類(lèi)及熱效率

焊條電弧焊和埋弧焊熱量分配

47四、焊接電弧的分類(lèi)及熱效率47第三節(jié)焊接方法的安全技術(shù)焊接時(shí)可能要與電、可燃及易爆的氣體、易燃液體、壓力容器等接觸。焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些有害氣體、焊接煙塵、弧光輻射、焊接熱源（電弧、氣體火焰）的高溫、高頻磁場(chǎng)、噪聲和射線等?？赡芤鹩|電、灼傷、火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息等事故。焊接時(shí)必須重視安全技術(shù)。

48第三節(jié)焊接方法的安全技術(shù)焊接時(shí)可能要與電、可燃及易爆的一、預(yù)防觸電的安全技術(shù)

觸電是大部分焊接、切割方法操作時(shí)的主要危險(xiǎn)因素焊條電弧焊機(jī)的空載電壓限制在90V以下，工作電壓為25～40V；埋弧焊機(jī)的空載電壓為70～90V；電渣焊機(jī)的空載電壓一般是40～65V；氬弧焊、CO2焊機(jī)的空載電壓是65V左右；等離子弧切割機(jī)的空載電壓高達(dá)300～450V；網(wǎng)路電壓為380V∕220V，50Hz的交流電。超過(guò)安全電壓（一般干燥情況為36V、高空作業(yè)或特別潮濕場(chǎng)所，為12V）。49一、預(yù)防觸電的安全技術(shù)觸電是大部分焊接、切割方法操作時(shí)的一、預(yù)防觸電的安全技術(shù)預(yù)防措施：嚴(yán)格遵守有關(guān)部門(mén)規(guī)定的安全措施。遇到焊工觸電時(shí)應(yīng)迅速將電源切斷。在光線暗的場(chǎng)地、容器內(nèi)操作或夜間工作時(shí)，使用的工作照明燈的安全電壓應(yīng)不大于36V，高空作業(yè)或特別潮濕場(chǎng)所，安全電壓不超過(guò)12V。焊工的工作服、手套、絕緣鞋應(yīng)保持干燥。在潮濕的場(chǎng)地工作時(shí)，應(yīng)用干燥的木板或橡膠板等絕緣物作墊板。焊工在拉、合電源閘刀或接觸帶電物體時(shí)，必須單手進(jìn)行。在容器或船艙內(nèi)或其它狹小工作場(chǎng)所焊接時(shí)，須兩人輪換操作，其中一人留守在外面監(jiān)護(hù)。焊機(jī)外殼接地或接零。50一、預(yù)防觸電的安全技術(shù)預(yù)防措施：50二、預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全技術(shù)電弧及氣體火焰的溫度很高，產(chǎn)生大量的金屬火花飛濺物。焊接過(guò)程中還可能會(huì)與可燃及易爆的氣體、易燃液體、可燃的粉塵或壓力容器等接觸，都有可能引起火災(zāi)甚至爆炸。因此焊接時(shí)，必須防止火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。51二、預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全技術(shù)51二、預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全技術(shù)預(yù)防措施：易燃、易爆物物品距離焊接工作地10m以外。焊接時(shí)應(yīng)防止金屬火花飛濺而引起火災(zāi)。嚴(yán)禁設(shè)備在帶壓時(shí)焊接或切割，未卸壓的設(shè)備嚴(yán)禁操作，常壓而密閉的設(shè)備也不許進(jìn)行焊接與切割。凡被化學(xué)物質(zhì)或油脂污染的設(shè)備都應(yīng)清洗后再焊接或切割。在進(jìn)入容器內(nèi)工作時(shí)，焊、割炬應(yīng)隨焊工同時(shí)進(jìn)出，嚴(yán)禁將焊、割炬放在容器內(nèi)而焊工擅自離去。焊條頭及焊后的焊件不能隨便亂扔，要妥善管理。離開(kāi)施焊現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉氣源、電源、應(yīng)將火種熄滅。52二、預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全技術(shù)預(yù)防措施：52三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)焊接過(guò)程中的有害因素:有害氣體焊接煙塵電弧輻射高頻磁場(chǎng)噪聲射線53三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)焊接過(guò)程中的有害因素:53三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)1．焊接煙塵焊接黑色金屬材料時(shí)，煙塵的主要成份是鐵、硅、錳。焊接其他金屬材料時(shí)，煙塵中尚有鋁、氧化鋅、鉬等。主要有毒物是錳，使用堿性低氫型焊條時(shí)，煙塵中含有極毒的可溶性氟。焊工長(zhǎng)期呼吸這些煙塵，會(huì)引起頭痛、惡心，甚至引起焊工塵肺及錳中毒等。2．有害氣體臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化氫等。有害氣體被吸入體內(nèi)，會(huì)引起中毒，影響焊工健康。排出焊接煙塵和有害氣體的有效措施是加強(qiáng)通風(fēng)和加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，如帶防塵口罩、防毒面罩等。54三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)1．焊接煙塵54三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)3．弧光輻射弧光輻射發(fā)生在電弧焊，包括可見(jiàn)光、紅外線和紫外線。過(guò)強(qiáng)的可見(jiàn)光耀眼眩目；紅外線會(huì)引起眼部強(qiáng)烈的灼傷和灼痛，發(fā)生閃光幻覺(jué)；紫外線對(duì)眼睛和皮膚有較大的刺激性，引起電光性眼炎。在各種明弧焊、保護(hù)不好的埋弧焊等都會(huì)形成弧光輻射?；」廨椛涞膹?qiáng)度與焊接方法、工藝參數(shù)及保護(hù)方法等有關(guān)，CO2焊弧光輻射的強(qiáng)度是焊條電弧焊的2～3倍，氬弧焊是焊條電弧焊的5～10倍，而等離子弧焊割比氬弧焊更強(qiáng)烈。防護(hù)弧光輻射的措施主要是根據(jù)焊接電流來(lái)選擇面罩中的電焊防護(hù)玻璃。其次盡可能地使用防護(hù)屏，避免周?chē)耸芑」鈧Α?5三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)3．弧光輻射555656三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)4．高頻電磁場(chǎng)當(dāng)交流電的頻率達(dá)到每秒振蕩10～30000萬(wàn)次時(shí)，它的周?chē)纬筛哳l率的電場(chǎng)和磁場(chǎng)稱為高頻電磁場(chǎng)。等離子弧焊割、鎢極氬弧焊采用高頻振蕩器引弧時(shí)，會(huì)形成高頻電磁場(chǎng)。焊工長(zhǎng)期接觸高頻電磁場(chǎng)，會(huì)引起神經(jīng)功能紊亂和神經(jīng)衰弱。防止高頻電磁場(chǎng)的常用方法是將焊槍電纜和地線用金屬編織線屏蔽。57三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)4．高頻電磁場(chǎng)57三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)5．射線射線主要是指等離子弧焊割、鎢極氬弧焊的釷產(chǎn)生放射線和電子束焊產(chǎn)生的X射線。焊接過(guò)程中放射線影響不嚴(yán)重，釷鎢極一般被鈰鎢極取代，電子束焊的X射線防護(hù)主要用屏蔽以減少泄漏。6．噪聲噪聲危害突出的焊接方法是等離子弧割、等離子噴涂以及碳弧氣刨，其噪聲聲強(qiáng)達(dá)120～130dB以上。強(qiáng)烈的噪聲可以引起聽(tīng)覺(jué)障礙、耳聾等癥狀。防噪聲的常用方法是帶耳塞和耳罩。58三、預(yù)防焊接有害因素的安全技術(shù)5．射線58四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)特殊環(huán)境是指在一般工業(yè)企業(yè)正規(guī)廠房以外的地方，例如高空、野外、容器內(nèi)部進(jìn)行的焊接等。1．高處焊接作業(yè)焊工在距基準(zhǔn)面2m以上（包括2m）有可能墜落的高處進(jìn)行焊接作業(yè)稱為高處（登高）焊接作業(yè)。（1）患有高血壓、心臟病等疾病與酒后人員，不得高處焊接作業(yè)。（2）高處作業(yè)時(shí)，焊工應(yīng)系安全帶，地面應(yīng)有人監(jiān)護(hù)（或兩人輪換作業(yè)）。（3）在高處作業(yè)時(shí)，登高工具（如腳手架等）要安全牢固可靠，焊接電纜線等應(yīng)扎緊在固定地方，不纏繞在身上或搭在背上工作。不采取可燃物（如麻繩等）作固定腳手板、焊接電纜線和氣割用氣皮管的材料。（4）乙炔瓶、氧氣瓶、弧焊機(jī)等焊接設(shè)備器具應(yīng)盡量留在地面上。（5）雨天、雪天、霧天或刮大風(fēng)（六級(jí)以上）時(shí)，禁止高處作業(yè)。59四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)59四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)2．容器內(nèi)焊接（1）進(jìn)入容器內(nèi)部前，先要弄清容器內(nèi)部的情況。（2）隔離和切斷容器和外界聯(lián)系的部位，如電源和附帶在設(shè)備上的水管、料管、蒸汽管、壓力管等。如容器內(nèi)有污染物，應(yīng)進(jìn)行清洗并經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)。（3）容器內(nèi)部焊割要實(shí)行監(jiān)護(hù)制，派專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。（4）在容器內(nèi)焊接時(shí)，內(nèi)部尺寸不應(yīng)過(guò)小，應(yīng)注意通風(fēng)排氣工作。通風(fēng)用壓縮空氣，嚴(yán)禁使用氧氣作為通風(fēng)。（5）在容器內(nèi)部作業(yè)時(shí)，要做好絕緣防護(hù)工作，最好墊上絕緣墊。60四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)2．容器內(nèi)焊接60四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)3．露天或野外作業(yè)（1）夏季在露天工作時(shí)，必須有防風(fēng)雨棚或臨時(shí)涼棚。（2）露天作業(yè)時(shí)應(yīng)注意風(fēng)向，不要讓吹散的鐵水及焊渣傷人。（3）雨天、雪天或霧天時(shí)，不準(zhǔn)露天作業(yè)。（4）夏天露天氣焊、氣割時(shí)，應(yīng)防止氧氣瓶、乙炔瓶直接受烈日曝曬，以免氣體膨脹發(fā)生爆炸。冬天瓶閥或減壓器凍結(jié)時(shí)，應(yīng)用熱水解凍，嚴(yán)禁火烤。61四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)3．露天或野外作業(yè)61圖2-1焊條電弧焊焊接回路簡(jiǎn)圖1-弧焊電源2-電纜3-焊鉗4-焊條5-焊件6-電弧第二章

焊條電弧焊焊條電弧焊的焊接回路如圖2-1所示，它是由弧焊電源、電弧、焊鉗、焊條、電纜和焊件組成。焊接電弧是負(fù)載，弧焊電源是為其提供電能的裝置，焊接電纜則連接電源與焊鉗和焊件。第一節(jié)焊條電弧焊的原理及特點(diǎn)62圖2-1焊條電弧焊焊接回路簡(jiǎn)圖第二章焊條電弧焊焊條電弧一、焊條電弧焊的原理焊接時(shí)，將焊條與焊件接觸短路后立即提起焊條，引燃電弧。電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化，融化了的焊芯以熔滴的形式過(guò)渡到局部熔化的焊件表面，并與其融合在一起形成熔池。焊條藥皮在熔化過(guò)程中產(chǎn)生一定量的氣體和液態(tài)熔渣，產(chǎn)生的氣體充滿在電弧和熔池周?chē)?，起隔絕大氣保護(hù)液體金屬的作用。液態(tài)熔渣密度小，在熔池中不斷上浮，覆蓋在液體金屬上面，也起著保護(hù)液體金屬的作用。同時(shí)，藥皮熔化產(chǎn)生的氣體、熔渣與融化了的焊芯、焊件發(fā)生一系列冶金反應(yīng)，保證了所形成焊縫的性能。隨著電弧沿焊接方向不斷移動(dòng)，熔池中的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶，形成焊縫。63一、焊條電弧焊的原理63圖2-2焊條電弧焊操作及原理1-焊縫2-熔渣3-熔池4-保護(hù)氣體5-焊芯6-藥皮7-熔滴8-焊件焊條電弧焊的操作及原理如圖2-2所示。64圖2-2焊條電弧焊操作及原理焊條電弧焊的操作及原理如圖2-二、焊條電弧焊特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)(1)工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于不同的焊接位置、接頭形式，焊件厚度及焊縫，只要焊條所能達(dá)到的位置，均能進(jìn)行方便的焊接。

(2)應(yīng)用范圍廣。焊條電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，因而，接頭的性能可以達(dá)到被焊金屬的性能。

(3)易于分散焊接應(yīng)力和控制焊接變形由于焊接是局部的不均勻加熱，所以焊件在焊接過(guò)程中都存在著焊接應(yīng)力和變形。

(4)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本較低。焊條電弧焊使用的交流焊機(jī)和直流焊機(jī)，其結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)也較方便，設(shè)備輕便而且易于移動(dòng)，焊接中不需要輔助氣體保護(hù)，并具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，故投資少，成本相對(duì)較低。65二、焊條電弧焊特點(diǎn)652、缺點(diǎn)(1)焊接生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。由于焊條的長(zhǎng)度是一定的，因此每焊完一根焊條后必須停止焊接，更換新的焊條，而且每焊完一道后要求清渣，焊接過(guò)程不能連續(xù)地進(jìn)行，所以生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

(2)焊縫質(zhì)量依賴性強(qiáng)。由于采用手工操作，焊縫質(zhì)量主要靠焊工的操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)保證，所以，焊縫質(zhì)量在很大程度上依賴于焊工的操作技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮，甚至焊工的精神狀態(tài)也會(huì)影響焊縫質(zhì)量，且不適合活潑金屬、難熔金屬及薄板的焊接。662、缺點(diǎn)66

第二節(jié)焊條電弧焊設(shè)備及工具

焊條電弧焊的設(shè)備和工具有：弧焊電源、焊鉗、面罩、焊條保溫筒，此外還有敲渣錘、鋼絲刷等手工及焊縫檢驗(yàn)尺等輔助器具。

最重要的設(shè)備是弧焊電源，即通常所說(shuō)的電焊機(jī)，為了區(qū)別其他電源，故稱弧焊電源。

焊條電弧焊的弧焊電源的作用是為焊接電弧穩(wěn)定燃燒提供所需要的、合適的電流和電壓。

6767圖2-3弧焊電源外特性與電弧靜特性的關(guān)系1-下降外特性2-平外特性3-上升外特性4-電弧靜特性1.對(duì)弧焊電源外特性的要求在其它參數(shù)不變的情況下，弧焊電源輸出電壓與之間的關(guān)系，稱為弧焊電源的外特性?；『鸽娫吹耐馓匦钥捎们€來(lái)表示，稱為弧焊電源的外特性曲線，如圖2-3所示?；『鸽娫吹耐馓匦曰旧嫌邢陆低馓匦?、平外特、上升外特性三種類(lèi)型。由于焊條電弧焊電弧靜特性曲線的工作段在平特性區(qū)，所以只有下降外特性曲線才與其有交點(diǎn)，如圖2-3中的A點(diǎn)。因此，下降外特性曲線電源能滿足焊條電弧焊的要求。一、對(duì)弧焊電源的要求68圖2-3弧焊電源外特性與1.對(duì)弧焊電源外特性的要求一、圖2-4不同下降度外特性曲線對(duì)焊接電流的影響1-陡降外特性曲線2-緩將外特性曲線圖2-4為兩種下降度不同的下降外特性曲線對(duì)焊接電流的影響情況，從圖2-4中可以看出，當(dāng)弧長(zhǎng)變化相同時(shí)，陡降外特性曲線1引起的電流偏差ΔⅠ1明顯小于緩降外特性曲線2引起的電流偏差ΔΙ2，有利于焊接參數(shù)穩(wěn)定。因此，焊條電弧焊應(yīng)采用陡降外特性電源。69圖2-4不同下降度外特性曲線圖2-4為兩種下降度不同的下降

2.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接回路為開(kāi)路時(shí)，弧焊電源輸出端電壓稱為空載電壓。為便于引弧，需要較高的空載電壓，但空載電壓過(guò)高，對(duì)焊工人身安全不利，制造成本也較高。一般交流弧焊電源空載電壓為55～70V，直流弧焊電源空載電壓為45～85V。3.對(duì)弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流的要求

弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流是弧焊電源所能穩(wěn)定提供的最大電流，即輸出端短路時(shí)的電流。穩(wěn)態(tài)短路電流太大，焊條過(guò)熱，易引起藥皮脫落，并增加熔滴過(guò)渡時(shí)的飛濺；穩(wěn)態(tài)短路電流太小，則會(huì)使引弧和焊條熔滴過(guò)渡困難。因此，對(duì)于下降外特性的弧焊電源，一般要求穩(wěn)態(tài)短路電流為焊接電流的1.25～2.0倍。70

2.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求弧焊電源接通電網(wǎng)而焊接

4.對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求

在焊接中，根據(jù)焊接材料的性質(zhì)、厚度、焊接接頭的形式、位置及焊條直徑等不同，需要選擇不同的焊接電流，這就要求弧焊電源能在一定范圍內(nèi)，對(duì)焊接電流作均勻、靈活的調(diào)節(jié)，以便于保證焊接接頭的質(zhì)量。焊條電弧焊焊接電流的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)電源外特性。5.對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求

弧焊電源的動(dòng)特性，是指弧焊電源對(duì)焊接電弧的動(dòng)態(tài)負(fù)載所輸出的電流、電壓對(duì)時(shí)間的關(guān)系，它表示弧焊電源對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載瞬間變化的反應(yīng)能力。動(dòng)特性合適時(shí)，引弧容易、電弧穩(wěn)定、飛濺小，焊縫成形良好。弧焊電源動(dòng)特性是衡量弧焊電源質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。71

4.對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求

在焊接中，二、弧焊電源的分類(lèi)及型號(hào)1.弧焊電源的分類(lèi)及特點(diǎn)(1)交流弧焊電源交流弧焊電源一般也稱為弧焊變壓器，是一種最簡(jiǎn)單和常用的弧焊電源，作用是把網(wǎng)路電壓的交流電變成適宜于焊條電弧焊的低壓交流電。

(2)直流弧焊電源直流弧焊電源有直流弧焊發(fā)電機(jī)和弧焊整流器兩種。

(3)弧焊逆變器弧焊逆變器是把單相或三相交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f(wàn)赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。72二、弧焊電源的分類(lèi)及型號(hào)722.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)(1)弧焊電源的型號(hào)根據(jù)GB10249—1988《電焊機(jī)型號(hào)編制辦法》，弧焊電源型號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示，弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序如圖2-5所示，型號(hào)中的1、2、3、6各項(xiàng)用漢語(yǔ)拼音字母表示；4、5、7各項(xiàng)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；3、4、6、7項(xiàng)如不用時(shí)，其他各項(xiàng)緊排。

圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排次序732.弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)圖2-5弧焊電源型號(hào)的各項(xiàng)編排1)第一項(xiàng)，大類(lèi)名稱：B表示弧焊變壓器；Z表示弧焊整流器；A表示弧焊發(fā)電機(jī)。

2)第二項(xiàng)，小類(lèi)名稱：X表示下降特性；P表示平特性；D表示多特性。

3)第三項(xiàng)，附注特征：如G表示硅整流器。

4)第四項(xiàng)，系列序號(hào)：區(qū)別同小類(lèi)的各系列和品種。

5)第五項(xiàng)，基本規(guī)格：表示額定焊接電流。例如：

BX3—300：動(dòng)圈系列的弧焊變壓器，具有下降外特性，額定焊接電流為300A。

ZX5—400：晶閘管系列弧焊整流器，具有下降外特性，額定焊接電流為400A。741)第一項(xiàng)，大類(lèi)名稱：B表示弧焊變壓器；Z表示弧焊整流器；A

(2)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)焊機(jī)除了有規(guī)定的型號(hào)外，在其外殼均標(biāo)有銘牌，銘牌標(biāo)明了主要技術(shù)參數(shù)，如負(fù)載持續(xù)率等，可供安裝、使用、維護(hù)等工作參考。以BX1—315—2型動(dòng)鐵式弧焊變壓器(圖2-6所示)為例，來(lái)認(rèn)識(shí)這臺(tái)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)。

弧焊電源接入單相電網(wǎng)，銘牌上的一次電壓是工廠動(dòng)力電(一般為220V或380V)電壓，頻率50Hz，弧焊電源將其降壓至既保證電弧容易引燃，又便于焊工安全操作的低電壓，即二次輸出電壓(也稱空載電壓)，我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：弧焊整流器空載電壓一般在90V以下；弧焊變壓器空載電壓一般在80V以下。

75(2)弧焊電源的技術(shù)參數(shù)焊機(jī)除了有規(guī)定的型號(hào)外，圖2-6BX1—315—2型弧焊變壓器

a)動(dòng)鐵式弧焊變壓器外形b)弧焊變壓器銘牌76圖2-6BX1—315—2型弧焊變壓器

負(fù)載持續(xù)率就是指弧焊電源負(fù)載時(shí)間在這個(gè)工作周期的時(shí)間內(nèi)所占的百分率。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于焊接電流在500A以下的弧焊電源，選定5min為一個(gè)工作周期時(shí)間計(jì)算負(fù)載持續(xù)率。用公式表示：銘牌上的表格內(nèi)規(guī)定了在一定的負(fù)載持續(xù)率下允許使用的焊接電流，以保證不會(huì)因焊接電流過(guò)大，使弧焊電源升溫過(guò)高將弧焊電源燒毀。其含義是當(dāng)負(fù)載持續(xù)率是60％時(shí)，許用的最大焊接電流為315A；若負(fù)載持續(xù)率為100％時(shí)，許用焊接電流僅220A；而負(fù)載持續(xù)率為35％時(shí)，許用焊接電流可達(dá)360A。也就是說(shuō)，雖然BX1—315型弧焊電源的額定焊接電流只有315A，但最大焊接電流可超過(guò)315A。77負(fù)載持續(xù)率就是指弧焊電源負(fù)載時(shí)間在這個(gè)工作周期的時(shí)間內(nèi)所三、常用焊條電弧焊電源1.弧焊變壓器(1)BX3—300型弧焊變壓器BX3—300型弧焊變壓器屬于動(dòng)圈式，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種交流焊機(jī)，其外形如圖2-7所示。它是依靠一、二次側(cè)繞組間漏磁獲得陡降外特性的。

圖2-7BX3—300型弧焊變壓器外形78三、常用焊條電弧焊電源圖2-7BX3—300型弧焊變壓器圖2-8BX3—300型弧焊變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1—手柄2—調(diào)節(jié)絲桿3—鐵心4—二次側(cè)繞組5—一次側(cè)繞組其結(jié)構(gòu)如圖2-8所示，它有一個(gè)高而窄的口字形鐵心。變壓器的一次側(cè)繞組分成兩部分，固定在口形鐵芯兩芯柱的底部。二次側(cè)繞組也分成兩部分，裝在兩鐵心柱的上部并固定于可動(dòng)的支架上，通過(guò)絲桿連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可使二次側(cè)繞組上下移動(dòng)，以改變一、二次側(cè)繞組間的距離，從而調(diào)節(jié)焊接電流的大小。79圖2-8BX3—300型弧焊變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖其結(jié)構(gòu)如圖2-8焊接電流的調(diào)節(jié)有兩種方法，即粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)。粗調(diào)節(jié)是通過(guò)改變一、二次側(cè)繞組的接線方法(接法Ⅰ或接法Ⅱ)，即通過(guò)改變一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)接成接法Ⅰ時(shí)，空載電壓為75V，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為40～125A；當(dāng)接成接法Ⅱ時(shí)，空載電壓為60V，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為115～400A。細(xì)調(diào)節(jié)是通過(guò)手柄來(lái)改變一、二次側(cè)繞組的距離進(jìn)行，一、二次側(cè)繞組距離越大，漏磁增加，焊接電流就減?。环粗?，焊接電流增大。80焊接電流的調(diào)節(jié)有兩種方法，即粗調(diào)節(jié)和細(xì)調(diào)節(jié)。粗

(2)BX1—300型弧焊變壓器BX1—300是動(dòng)鐵式弧焊變壓器，它由一個(gè)口字形固定鐵心和一個(gè)梯形活動(dòng)鐵心組成，活動(dòng)鐵心構(gòu)成了一個(gè)磁分路，以增強(qiáng)漏磁使焊機(jī)獲得陡降外特性。她的一次側(cè)和二次側(cè)繞組各自分成兩半，分別繞在變壓器固定鐵心上，一次側(cè)繞組兩部分串聯(lián)接電源，二次側(cè)繞組兩部分并聯(lián)接焊接回路。BX1-300焊機(jī)的焊接電流調(diào)節(jié)方便，僅需移動(dòng)鐵心就可滿足電流調(diào)節(jié)要求，其調(diào)節(jié)范圍為75-400A，調(diào)節(jié)范圍廣。當(dāng)活動(dòng)鐵心由里向外移動(dòng)而離開(kāi)固定鐵心時(shí)，漏磁減少，則焊接電流增大，反之，焊接電流減少。其梯形動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流大小，如圖2-9所示。81

(2)BX1—300型弧焊變壓器81圖2-9動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流Ⅰ—靜鐵心Ⅱ—?jiǎng)予F心δ—?dú)庀堕L(zhǎng)度82圖2-9動(dòng)鐵心相對(duì)固定鐵心移動(dòng)調(diào)節(jié)電流822.弧焊整流器(1)硅弧焊整流器硅弧焊整流器是以硅二極管作為整流元件，利用降壓變壓器將50Hz的單相或三相交流電網(wǎng)電壓降為焊接時(shí)所需的低電壓，經(jīng)硅整流器整流和電抗器濾波后獲得直流電的直流弧焊電源。硅弧焊整流器曾一度是直流弧焊發(fā)電機(jī)的替代產(chǎn)品之一，現(xiàn)有被晶閘管式弧焊整流器、弧焊逆變器替代的趨勢(shì)，其型號(hào)有ZXG—160、ZXG—400等。硅弧焊整流器的組成如圖2-10所示。

圖2-10硅弧焊整流器的組成832.弧焊整流器圖2-10硅弧焊整流器的組成83圖2-11ZX5—400晶閘管弧焊整流器外形(2)晶閘管弧焊整流器晶閘管弧焊整流器是一種電子控制的弧焊電源，它是用晶閘管作為整流元件，以獲得所需的外特性及焊接參數(shù)(電流、電壓)的調(diào)節(jié)。它的性能優(yōu)于硅弧焊整流器，目前已成為一種主要的直流弧焊電源。常用的國(guó)產(chǎn)型號(hào)有ZX5—250、ZX5—400、ZX5—630等。84圖2-11ZX5—400晶閘管(2)晶閘管弧焊整流器843.弧焊逆變器

將直流電變換成交流電稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換的裝置叫逆變器。為焊接電弧提供電能，并具有弧焊方法所要求性能的逆變器，即為弧焊逆變器或稱為逆變式弧焊電源。目前各類(lèi)逆變式弧焊電源已逐步應(yīng)用于多種焊接方法，逐步成為更新?lián)Q代的重要產(chǎn)品。

弧焊逆變器是一種新型的弧焊電源?；『改孀兤鞯幕驹砣鐖D2-12所示，單相或三相50Hz交流網(wǎng)路電壓經(jīng)輸入整流器(UZ1)和輸入濾波器(LC1)后變成直流電，借助大功率電子開(kāi)關(guān)元件VT(晶閘管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管或絕緣柵雙極晶體管IGBT)的交替開(kāi)關(guān)作用，逆變成幾千至幾萬(wàn)赫茲的中頻交流電，再經(jīng)中頻變壓器(T)降至適合焊接的幾十伏交流電，如再經(jīng)輸出整流器(UZ2)整流和輸出濾波器(LC)濾波，則可輸出適合焊接的直流電。853.弧焊逆變器

將直流電變換成交流電稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變圖2-12弧焊逆變器基本原理框圖86圖2-12弧焊逆變器基本原理框圖86弧焊逆變器的逆變系統(tǒng)主要有兩種：1)交流→直流→交流2)交流→直流→交流→直流

通?；『改孀兤鞫嗖捎煤笠环N系統(tǒng)，故還可把弧焊逆變器稱為逆變弧焊整流器。常用的國(guó)產(chǎn)型號(hào)有ZX7—250、ZX7—400、ZX7—630等。

弧焊逆變器的優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能，效率可達(dá)80%～90%；重量輕、體積小，整機(jī)重量?jī)H為傳統(tǒng)的弧焊電源的1/5～1/10；具有良好的動(dòng)特性和弧焊工藝性能；所有焊接參數(shù)均可無(wú)級(jí)調(diào)整；具有多種外特性，能適應(yīng)各種弧焊方法，如焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊及埋弧焊，并適合于做機(jī)器人的弧焊電源。弧焊逆變器的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，維修需要較高技術(shù)等。87弧焊逆變器的逆變系統(tǒng)主要有兩種：87圖2-13ZX7—400B弧焊逆變器外形ZX7—400B弧焊逆變器外形圖如圖2-13所示。88圖2-13ZX7—400B弧焊逆變器外形ZX7—400B弧圖2-14焊鉗

四、焊條電弧焊其他設(shè)備和工具

1.焊鉗和面罩

(1)焊鉗焊鉗是夾持焊條并傳導(dǎo)電流以進(jìn)行焊接的工具，它既能控制焊條的夾持角度，又可把焊接電流傳輸給焊條。市場(chǎng)銷(xiāo)售的焊鉗,如圖2-14所示，有300A和500A兩種規(guī)格。

89圖2-14焊鉗四、焊條電弧焊其他設(shè)備和工具

1.焊鉗(2)面罩面罩是防止焊接時(shí)的飛濺、弧光及其他輻射對(duì)焊工面部和頸部損傷的一種遮蓋工具。有手持式和頭盔式兩種，頭盔式多用于需要雙手作業(yè)的場(chǎng)合。如圖2-15所示。面罩正面開(kāi)有長(zhǎng)方形孔，內(nèi)嵌白玻璃和黑玻璃。黑玻璃起減弱弧光和過(guò)濾紅外線、紫外線作用，黑玻璃按亮度的深淺不同分為6個(gè)型號(hào)﹙7～12號(hào)﹚，號(hào)數(shù)越大，色澤越深，應(yīng)根據(jù)年齡和視力情況選用，一般常用9～10號(hào)。白玻璃僅起保護(hù)黑玻璃作用。

90(2)面罩909191圖2-16光控面罩目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的光控面罩(圖2-16)，在弧光產(chǎn)生的瞬間自動(dòng)變暗,在弧光熄滅的瞬間自動(dòng)變亮，非常便于焊工的操作。

92圖2-16光控面罩目前，應(yīng)用現(xiàn)代微電子和光控技術(shù)研制而成的圖2-17焊條保溫筒2.焊條保溫筒和焊縫檢驗(yàn)尺(1)焊條保溫筒焊條保溫筒如圖2-17所示。焊接鍋爐壓力容器時(shí)尤為重要。經(jīng)過(guò)烘干后的焊條在使用過(guò)程中易再次受潮，從而使焊條的工藝性能變差，焊縫質(zhì)量降低。焊條從烘烤箱取出后，應(yīng)儲(chǔ)存在保溫筒內(nèi)，在焊接時(shí)隨取隨用。93圖2-17焊條保溫筒2.焊條保溫筒和焊縫檢驗(yàn)尺93圖2-18焊縫檢驗(yàn)尺用法舉例a)測(cè)量錯(cuò)度b)測(cè)量焊縫寬度c)測(cè)量角焊縫厚度d)測(cè)量雙Y形坡口角度e)測(cè)量焊縫余高

f)測(cè)量角焊縫焊腳g)測(cè)量坡口間隙h)測(cè)量坡口角度i)測(cè)量管道坡口角度(2)焊縫檢驗(yàn)尺焊縫檢驗(yàn)尺是一種精密量規(guī)，用來(lái)測(cè)量焊件、焊縫的坡口角度、裝配間隙、錯(cuò)邊及焊縫的余高、焊縫寬度和角焊縫焊腳等。焊縫檢驗(yàn)尺外形及測(cè)量示意見(jiàn)圖2-18。

94圖2-18焊縫檢驗(yàn)尺用法舉例(2)焊縫檢驗(yàn)尺焊縫檢驗(yàn)尺是圖2-19焊接手工工具3.常用焊接手工工具

常用的手工工具有清渣用的敲渣錘、鏨子、鋼絲刷、錘子、鋼絲鉗、夾持鉗等，以及用于修整焊接接頭和坡口鈍邊用的銼刀,如圖2-19所示。95圖2-19焊接手工工具3.常用焊接手工工具

常用的手工工具

第三節(jié)焊條電弧焊焊接材料

焊條電弧焊的焊接材料就是焊條。焊條由焊芯和藥皮組成。焊條電弧焊時(shí)，焊條既作電極，又作填充金屬，熔化后與母材熔合形成焊縫。焊條規(guī)格是以焊芯直徑來(lái)表示的，常用的有?2mm、?2.5mm、?3.2mm、?4mm、?5mm、?6mm等幾種。焊條按藥皮熔化后的熔渣特性可分為酸性焊條和堿性焊條兩大類(lèi)。酸性焊條工藝性能優(yōu)于堿性焊條，堿性焊條的力學(xué)性能，抗裂性能強(qiáng)于酸性焊條。96第三節(jié)焊條電弧焊焊接材料

焊

一、焊條的型號(hào)及牌號(hào)

焊條型號(hào)和牌號(hào)都是焊條的代號(hào)，焊條型號(hào)是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各類(lèi)焊條的代號(hào)。牌號(hào)則是焊條制造廠對(duì)作為產(chǎn)品出廠的焊條規(guī)定的代號(hào)，我國(guó)焊條制造廠在原機(jī)械電子工業(yè)部組織下，編寫(xiě)了《焊接材料產(chǎn)品樣本》，實(shí)行了統(tǒng)一牌號(hào)制度。近年來(lái)，焊條的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)作了較大修改，造成了《焊接材料產(chǎn)品樣本》中的焊條牌號(hào)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的焊條型號(hào)不能完全一一對(duì)應(yīng)。雖然焊條牌號(hào)不是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但考慮到多年使用已成習(xí)慣，現(xiàn)在生產(chǎn)中仍得到廣泛應(yīng)用。97一、焊條的型號(hào)及牌號(hào)

焊條型號(hào)和牌1.碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)是焊條的代號(hào)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5117—1995《碳鋼焊條》和GB/T5118—1995《低合金鋼焊條》規(guī)定，碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類(lèi)型、焊接位置和電流種類(lèi)來(lái)劃分的。

1)字母“E”表示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為×10MPa；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置焊接，“2”表示焊條只適用于平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位數(shù)字和第四位數(shù)字組合時(shí)，表示焊接電流種類(lèi)及藥皮類(lèi)型，見(jiàn)表2-2。

981.碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)是焊條的代號(hào)，按國(guó)家表2-2碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)的第三、四位數(shù)字組合的含義99表2-2碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)的第三、四位數(shù)字組合的含義91001002)低合金鋼焊條還附有后綴字母，為熔敷金屬的化學(xué)成分分類(lèi)代號(hào)，見(jiàn)表2-3，并以短劃“-”與前面數(shù)字分開(kāi)；若還有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開(kāi)。表2-3低合金鋼焊條熔敷金屬化學(xué)成分分類(lèi)1012)低合金鋼焊條還附有后綴字母，為熔敷金屬的化學(xué)成分分類(lèi)代號(hào)焊條型號(hào)舉例如下：102焊條型號(hào)舉例如下：102表2-4焊接電流、藥皮類(lèi)型及焊接位置2.不銹鋼焊條型號(hào)

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T983—1995《不銹鋼焊條》規(guī)定，不銹鋼焊條型號(hào)是根據(jù)熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類(lèi)型、焊接位置和電流種類(lèi)來(lái)劃分的。

字母“E”表示焊條；“E”后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類(lèi)代號(hào)，如有特殊要求的化學(xué)成分，該化學(xué)成分用元素符號(hào)表示，放在數(shù)字后面；數(shù)字后的字母“L”表示碳含量較低，“H”表示碳含量較高，“R”表示硫、磷、硅含量較低；短劃“-”后面的兩位數(shù)字表示焊條藥皮類(lèi)型、焊接位置及焊接電流種類(lèi)，見(jiàn)表2-4。103表2-4焊接電流、藥皮類(lèi)型及焊接位置2.不銹鋼焊條型號(hào)

焊條型號(hào)舉例如下：104焊條型號(hào)舉例如下：1043.焊條牌號(hào)

按照《焊接材料產(chǎn)品樣本》規(guī)定，焊條牌號(hào)由漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)和三位數(shù)字組成。漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)表示按用途分的焊條各大類(lèi)，前二位數(shù)字表示各大類(lèi)中的若干小類(lèi)，第三位數(shù)字表示藥皮類(lèi)型和電流種類(lèi)。焊條牌號(hào)中表示各大類(lèi)的漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)含義見(jiàn)表2-5。表2-5焊條牌號(hào)中各大類(lèi)漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)1053.焊條牌號(hào)

按照《焊接材料產(chǎn)品樣本》表2-6焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義見(jiàn)表2-6。106表2-6焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含義焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含(1)結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)漢字“結(jié)(J)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條；第一、二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度等級(jí)；第三位數(shù)字表示藥皮類(lèi)型和電流種類(lèi)。

例如：結(jié)422(J422)：表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為420MPa,藥皮類(lèi)型為鈦鈣型，交直流兩用的結(jié)構(gòu)鋼焊條。(2)鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條牌號(hào)漢字“熱(R)”表示鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條；第一位數(shù)字表示熔敷金屬主要化學(xué)成份等級(jí)，見(jiàn)表2-7；第二數(shù)字表示同一熔敷金屬主要化學(xué)成份組成等級(jí)中的不同編號(hào)，按0，1，…，9順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類(lèi)型和電流種類(lèi)。例如：熱307(R307)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％、鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％，編號(hào)為0，藥皮類(lèi)型為低氫鈉型，直流反接的鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。107(1)結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)漢字“結(jié)(J)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條表2-7鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義108表2-7鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義108(3)不銹鋼焊條牌號(hào)不銹鋼焊條包括鉻不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條，漢字“鉻(G)”表示鉻不銹鋼焊條，“奧(A)”表示鉻鎳不銹鋼焊條；第一位數(shù)字表示熔敷金屬主要化學(xué)成分等級(jí)，見(jiàn)表2-8；第二數(shù)字表示同一熔敷金屬主要化學(xué)成分組成等級(jí)中的不同編號(hào)，按0，1，…，9，順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類(lèi)型和電流種類(lèi)。表2-8不銹鋼焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義109(3)不銹鋼焊條牌號(hào)不銹鋼焊條包括鉻不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼例如：鉻202(G202)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13％，編號(hào)為0，藥皮類(lèi)型為鈦鈣型，交直流兩用的鉻不銹鋼焊條。

奧137(A137)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18％、鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，編號(hào)為3，藥皮類(lèi)型為低氫鈉型，直流反接的鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條。110例如：鉻202(G202)：表示熔敷金屬鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表2-9低溫鋼焊條牌號(hào)第一、二位數(shù)字含義(4)低溫鋼焊條牌號(hào)

漢字“溫(W)”表示低溫鋼焊條；第一、二位數(shù)字表示低溫鋼焊條工作溫度等級(jí)，見(jiàn)表2-9；第三位數(shù)字表示藥皮類(lèi)型和電流種類(lèi)。

例如：溫707(W707)：表示工作溫度等級(jí)為-70℃，藥皮類(lèi)型為低氫鈉型，直流反接的低溫鋼焊條。111表2-9低溫鋼焊條牌號(hào)第一、二位數(shù)字含義(4)低溫鋼焊(5)堆焊焊條牌號(hào)漢字“堆(D)”表示堆焊焊條；第一位數(shù)字表示焊條的用途、組織或熔敷金屬的主要成分，見(jiàn)表2-10；第二位數(shù)字表示同一用途、組織或熔敷金屬的主要成分中的不同牌號(hào)順序，按0，1…9順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類(lèi)型和電流種類(lèi)。表2-10堆焊焊條牌號(hào)第一位數(shù)字含義112(5)堆焊焊條牌號(hào)漢字“堆(D)”表示堆焊焊條；第一位數(shù)字例如：堆127(D127)：表示普通常溫用，編號(hào)為2，藥皮類(lèi)型為低氫鈉型，直流反接的堆焊焊條。

需要注意的是，對(duì)于不同特殊性能的焊條，可在焊條牌號(hào)后綴主要用途的漢字(或漢語(yǔ)拼音字母)，如壓力容器用焊條為J506R；底層焊條為J506D；低塵、低毒焊條為J506DF；立向下焊條為J506X等。

113例如：堆127(D127)：表示普通常溫用，編號(hào)為表2-11常用碳鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表4.焊條型號(hào)與牌號(hào)的對(duì)照

1)常用碳鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)的對(duì)照見(jiàn)表2-11。114表2-11常用碳鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表4.焊條型號(hào)與牌號(hào)的表2-12常用低合金鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表2)常用低合金鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照見(jiàn)表2-12。115表2-12常用低合金鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表2)常用低合金鋼表2-13常用不銹鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表3)常用不銹鋼焊條的型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表見(jiàn)表2-13。116表2-13常用不銹鋼焊條型號(hào)與牌號(hào)對(duì)照表3)常用不銹鋼焊條焊條的選用及管理

1.焊條的選用原則

1)低碳鋼、中碳鋼及低合金鋼按焊件的抗拉強(qiáng)度來(lái)選用相應(yīng)強(qiáng)度的焊條，使熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度與焊件的抗拉強(qiáng)度相等或相近，該原則稱為“等強(qiáng)原則”。如焊接Q235—A時(shí),由于其抗拉強(qiáng)度在420MPa左右，故選用熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為430MPa的E4303(結(jié)422)、E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)。

2)對(duì)于不銹鋼，耐熱鋼、堆焊等焊件選用焊條時(shí)，應(yīng)從保證焊接接頭的特殊性能出發(fā)，要求焊縫金屬化學(xué)成分與母材相同或相近。如焊接0Cr18Ni9不銹鋼時(shí)，由于其含鉻、鎳量分別約為18％、9％，為了使焊縫與焊件具有相同的耐腐蝕性能，必須要求焊縫金屬化學(xué)成分與母材相同或相近，所以應(yīng)選用鉻、鎳量相近的E308—16(A102)或E308—15(A107)焊條焊接。117焊條的選用及管理

1.焊條的選用原則

1)低碳鋼、中碳鋼及低3)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及它們之間的異種鋼焊接，一般根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材，按焊縫與母材抗拉強(qiáng)度相等或相近的原則選用相應(yīng)的焊條。如焊接Q235—A與Q345異種鋼時(shí),應(yīng)選用抗拉強(qiáng)度為420MPa左右的E4303(結(jié)422)、E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)焊條焊接。

4)重要焊縫要選用堿性焊條。所謂重要焊縫就是受壓元件(如鍋爐、壓力容器)的焊縫，承受振動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊縫，對(duì)強(qiáng)度、塑性、韌性要求較高的焊縫，焊件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)剛度大的焊縫等，對(duì)于這些焊縫要選用力學(xué)性能好、抗裂性能強(qiáng)的堿性焊條。如焊接壓力容器用鋼20R、鍋爐用鋼20g時(shí)，則須選用同強(qiáng)度的堿性焊條E4316(結(jié)426)、E4315(結(jié)427)。

5)在滿足性能前提下盡量選用酸性焊條。酸性焊條的工藝性能要優(yōu)于堿性焊條?？傊谒嵝院笚l和堿性焊條均能滿足性能要求的前提下，應(yīng)盡量選用工藝性能較好的酸性焊條。1183)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間及圖2-20焊條管理程序控制簡(jiǎn)圖2.焊條的管理

焊條(包括其他焊接材料)的管理包括驗(yàn)收、烘干、保管、領(lǐng)用等方面，其控制程序圖如圖2-20所示。119圖2-20焊條管理程序控制簡(jiǎn)圖2.焊條的管理

焊條(包括其(1)焊條的驗(yàn)收對(duì)于制造鍋爐、壓力容器等重要焊件的焊條，焊前必須進(jìn)行焊條的驗(yàn)收，也稱復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)前要對(duì)焊條的質(zhì)量證明書(shū)進(jìn)行審查，正確、齊全、符合要求者方可復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)每批焊條編個(gè)“復(fù)驗(yàn)編號(hào)”按照其標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件進(jìn)行外觀、理化試驗(yàn)等檢驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格后，焊條方可入一級(jí)庫(kù)，否則應(yīng)退貨或降級(jí)使用。

為防止焊條在使用過(guò)程中混用、錯(cuò)用，也便于為萬(wàn)一出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問(wèn)題分析找出原因，焊條的“復(fù)驗(yàn)編號(hào)”不但要登記在一級(jí)庫(kù)、二級(jí)庫(kù)臺(tái)帳上，而且在烘烤記錄單、發(fā)放領(lǐng)料單上，甚至焊接施工卡上也要登記，從而保證焊條使用時(shí)的追蹤性。

120(1)焊條的驗(yàn)收120(2)焊條保管、領(lǐng)用、發(fā)放焊條實(shí)行三級(jí)管理：一級(jí)庫(kù)管理、二級(jí)庫(kù)管理、焊工焊接時(shí)管理。一、二級(jí)庫(kù)內(nèi)的焊條要按其型號(hào)牌號(hào)、規(guī)格分門(mén)別類(lèi)堆放，放在離地面、離墻面300mm以上的木架上。一級(jí)庫(kù)內(nèi)應(yīng)配有空調(diào)設(shè)備和去濕機(jī)，保證室溫在5～25℃之間，相對(duì)濕度低于60%。

二級(jí)庫(kù)應(yīng)有焊條烘烤設(shè)備，焊工施焊焊條要放入保溫筒內(nèi)，隨取隨用。

焊條領(lǐng)用發(fā)放要建立嚴(yán)格的限額領(lǐng)料制度，“焊接材料領(lǐng)料單”應(yīng)由焊工填寫(xiě)，二級(jí)庫(kù)保管人員憑焊接工藝要求和焊材領(lǐng)料單發(fā)放，并審核其型號(hào)牌號(hào)、規(guī)格是否相符，同時(shí)還要按發(fā)放焊條根數(shù)收回焊條頭。

121(2)焊條保管、領(lǐng)用、發(fā)放121

(3)焊條烘干一般酸性焊條烘干溫度為75～150℃，時(shí)間1～2h；堿性焊條在空氣中極易吸潮且藥皮中沒(méi)有有機(jī)物，因此烘干溫度較酸性焊條高些，一般為350～400℃，保溫1～2h。焊條累計(jì)烘干次數(shù)一般不宜超過(guò)三次。注意溫度、時(shí)間配合問(wèn)題，烘干溫度和時(shí)間相比，溫度較為重要，如果烘干溫度過(guò)低，即使延長(zhǎng)烘干時(shí)間其烘烤效果也不佳。122(3)焊條烘干122

第四節(jié)焊條電弧焊工藝

一、焊條電弧焊工藝參數(shù)

焊接工藝參數(shù)，是指焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量(例如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度等)的總稱。

焊條電弧焊的工藝參數(shù)主要包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)等。123第四節(jié)焊條電弧焊工藝

12表2-14焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系(單位：mm)1.焊條直徑(1)焊件的厚度厚度較大的焊件應(yīng)選用直徑較大的焊條；反之，薄焊件的焊接，則應(yīng)選用小直徑的焊條。焊條直徑與焊件厚度之間關(guān)系，見(jiàn)表2-14。

124表2-14焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系(單位：mm)1.焊條直(2)焊縫位置板厚相同的條件下焊接平焊縫用的焊條直徑應(yīng)比其他位置大一些，立焊最大不超過(guò)5mm，而仰焊、橫焊最大直徑不超過(guò)4mm。。

(3)焊接層次多層焊的第一層焊道，應(yīng)采用直徑較小的焊條進(jìn)行焊接，以后各層可以根據(jù)焊件厚度，選用較大直徑的焊條。(4)接頭形式搭接接頭、T形接頭因不存在全焊透問(wèn)題，所以應(yīng)選用較大的焊條直徑以提高生產(chǎn)率。125(2)焊縫位置(4)接頭形式1252.電源種類(lèi)和極性

(1)電源種類(lèi)交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定，飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。低氫鈉型焊條必須采用直流電源。小電流焊接薄板時(shí)，也常用直流電源。

(2)極性極性是指在直流電弧焊或電弧切割時(shí)，焊件的極性。有正接和反接兩種。正接就是焊件接電源正極、電極接電源負(fù)極的接線法，正接也稱正極性；反接就是焊件接電源負(fù)極，電極接電源正極的接線法，反接也稱反極性，如圖2-21所示。1262.電源種類(lèi)和極性

(1)電源種類(lèi)126圖2-21直流電弧焊正接與反接法a)直流電弧焊的正接b)直流電弧焊的反接

1—焊接電源2—焊縫金屬3—焊條4—焊鉗5—焊件6—地線夾頭127圖2-21直流電弧焊正接與反接法127

極性的選用，主要應(yīng)根據(jù)焊條的性質(zhì)和焊件所需的熱量來(lái)決定。焊條電弧焊，使用酸性焊條(如E4303等)焊接厚鋼板時(shí)，采用直流正接，可獲得較大的熔深；焊接薄鋼板時(shí)，則采用直流反接，可防止燒穿。

焊接重要結(jié)構(gòu)，使用堿性低氫鈉型焊條(如E5015等)時(shí)，無(wú)論焊接厚板或薄板，均應(yīng)采用直流反接，因?yàn)檫@樣可以減少飛濺和氣孔，并使電弧穩(wěn)定燃燒。128極性的選用，主要應(yīng)根據(jù)焊條的性質(zhì)和焊件所需的熱量

3.焊接電流

焊接時(shí)，流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流，焊接電流的大小直接影響著焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率。

焊接時(shí)決定電流的因素很多，如焊條類(lèi)型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和層數(shù)等。但主要是焊條直徑、焊縫位置、焊條類(lèi)型、焊接層次。

1293.焊接電流

焊接時(shí)，流經(jīng)焊接回路的電流稱為焊接電流(

1)焊條直徑焊條直徑越大，熔化焊條所需要的電弧熱量越多，焊接電流也越大。一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)選擇。式中Ih——焊接電流，單位為A；

d——焊條直徑，單位為mm。(2)焊縫位置焊接平焊縫可以選擇較大的電流進(jìn)行焊接。通常立焊、橫焊的焊接電流比平焊的焊接電流小10%～15%，仰焊的焊接電流比平焊的焊接電流小15%～20%。

130(1)焊條直徑式中Ih——焊接電流，單位為(3)焊條類(lèi)型堿性焊條使用的焊接電流應(yīng)比酸性焊條小10%～15%，否則焊縫中易形成氣孔。不銹鋼焊條使用的焊接電流比碳鋼焊條小15%～20%。

(4)焊接層次焊接打底層時(shí)，特別是單面焊雙面成形時(shí)，為保證背面焊縫質(zhì)量，常使用較小的焊接電流；焊接填充層時(shí)為提高效率，保證熔合良好，常使用較大的焊接電流；焊接蓋面層時(shí)，為防止咬邊和保證焊縫成形，使用的焊接電流應(yīng)比填充層稍小些。131(3)焊條類(lèi)型131在實(shí)際生產(chǎn)中，焊工一般可根據(jù)焊接電流的經(jīng)驗(yàn)公式或表2-15先選出一個(gè)大概的焊接電流，然后在鋼板上進(jìn)行試焊調(diào)整，直至確定合適的焊接電流。在試焊過(guò)程中，可根據(jù)下述幾點(diǎn)來(lái)判斷選擇的電流是否合適：表2-15各種焊條直徑使用的電流參考值132在實(shí)際生產(chǎn)中，焊工一般可根據(jù)焊接電流的經(jīng)驗(yàn)公式或表21)看飛濺電流過(guò)大時(shí)，電弧吹力大，可看到較大顆粒的鐵水向熔池外飛濺，焊接時(shí)爆裂聲大；電流過(guò)小時(shí)，電弧吹力小，熔渣和鐵水不易分清。

2)看焊縫成形電流過(guò)大時(shí)，熔深大、焊縫余高低、兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊；電流過(guò)小時(shí)，焊縫窄而高、熔深淺、且母材兩側(cè)與母材金屬熔合不好；電流適中時(shí)，焊縫兩側(cè)與母材金屬熔合得很好，呈圓滑過(guò)渡。

3)看焊條熔化狀況電流過(guò)大時(shí)，當(dāng)焊條熔化了大半根時(shí)，其余部分均已發(fā)紅；電流過(guò)小時(shí)，電弧燃燒不穩(wěn)定，焊條容易粘在焊件上。1331)看飛濺電流過(guò)大時(shí)，電弧吹力大，可看到較大顆粒的鐵4.電弧電壓

焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定。電弧長(zhǎng)，電弧電壓高。焊接時(shí)電弧電壓由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握。電弧過(guò)長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)下列幾種不良現(xiàn)象：

1)電弧燃燒不穩(wěn)定，易擺動(dòng)，電弧熱能分散，飛濺增多，造成金屬和電能的浪費(fèi)。

2)焊縫厚度小，容易產(chǎn)生咬邊、未焊透、焊縫表面高低不平、焊波不均勻等缺陷。

3)對(duì)熔化金屬的保護(hù)差，使焊縫產(chǎn)生氣孔的可能性增加，焊縫金屬的力學(xué)性能降低。

注意：焊接時(shí)應(yīng)力求使用短弧焊接，所謂短弧一般認(rèn)為是焊條直徑的0.5～1.0倍。立、仰焊時(shí)弧長(zhǎng)應(yīng)比平焊時(shí)短些。堿性焊條焊接時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長(zhǎng)短些。1344.電弧電壓

焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定。電弧5.焊接速度

單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長(zhǎng)度稱為焊接速度。焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不燒穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和高度符合圖樣設(shè)計(jì)要求。

6.焊接層數(shù)

在中厚板焊接時(shí)，一般要開(kāi)坡口并采用多層多道焊。低碳鋼和強(qiáng)度等級(jí)低的普低鋼，每道焊縫厚度不宜過(guò)大，否則對(duì)焊縫金屬的塑性不利。同樣每層焊道厚度不宜過(guò)小，過(guò)小時(shí)焊接層數(shù)增多不利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，每層厚度約等于焊條直徑的0.8～1.2倍時(shí)，生產(chǎn)率較高，并且比較容易保證質(zhì)量和便于操作。1355.焊接速度

單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長(zhǎng)度稱為焊接速度。焊接速度二、焊條電弧焊工藝措施

1.預(yù)熱

焊接開(kāi)始前，對(duì)焊件的全部(或局部)進(jìn)行加熱的工藝措施稱預(yù)熱，按照焊接工藝的規(guī)定預(yù)熱需要達(dá)到的溫度叫預(yù)熱溫度。

(1)預(yù)熱的作用預(yù)熱主要作用是降低焊后冷卻速度，減小淬硬程度，防止產(chǎn)生焊接裂紋，減小焊接應(yīng)力與變形。

對(duì)于剛性不大的低碳鋼、強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金鋼的一般結(jié)構(gòu)一般不必預(yù)熱，但焊接有淬硬傾向的焊接性不好的鋼材或剛性大的結(jié)構(gòu)時(shí)，需焊前預(yù)熱。

焊接鉻鎳奧氏體不銹鋼時(shí)，不可進(jìn)行預(yù)熱。136二、焊條電弧焊工藝措施

1.預(yù)熱

焊接開(kāi)始前，對(duì)焊件的全部((2)預(yù)熱溫度的選擇預(yù)熱溫度的選擇，應(yīng)根據(jù)鋼材的成分、厚度、結(jié)構(gòu)的剛性、接頭型式、焊接材料、焊接方法及環(huán)境因素等綜合考慮，并通過(guò)焊接性試驗(yàn)來(lái)確定。一般鋼材的含碳量越多、合金元素越多、母材越厚、結(jié)構(gòu)剛性越大、環(huán)境溫度越低，則預(yù)熱溫度越高。

多層多道焊時(shí)，還要注意道間溫度(也稱層間溫度)。所謂道間溫度就是在施焊后繼續(xù)焊之前，其相鄰焊道應(yīng)保持的溫度。道間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。

(3)預(yù)熱方法預(yù)熱時(shí)的加熱范圍，對(duì)于對(duì)接接頭每側(cè)加熱寬度不得小于板厚的5倍，一般在坡口兩側(cè)各75～100mm范圍內(nèi)應(yīng)保持一個(gè)均熱區(qū)域。預(yù)熱的方法有火焰加熱，工頻感應(yīng)加熱、紅外線加熱等方法。137(2)預(yù)熱溫度的選擇1372.后熱

焊接后立即對(duì)焊件的全部(或局部)進(jìn)行加熱或保溫，使其緩冷的工藝措施叫后熱，它不等于焊后熱處理。

后熱的作用是避免形成淬硬組織，使氫逸出焊縫表面，防止裂紋產(chǎn)生。對(duì)于冷裂紋傾向大的低合金高強(qiáng)度鋼等材料，還有一種專門(mén)的后熱處理，稱為消氫處理，即在焊后立即將焊件加熱到250～350℃溫度范圍，保溫2～6h后空冷。消氫處理的目的，主要是使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫加速逸出，大大降低焊縫和熱影響區(qū)的氫含量，防止產(chǎn)生冷裂紋。

后熱的加熱方法、加熱區(qū)寬度、測(cè)溫部位等要求與預(yù)熱相同。1382.后熱

焊接后立即對(duì)焊件的全部(或局部)進(jìn)行加熱或保溫，使3.焊后熱處理

焊后為改善焊接接頭的組織和性能或消除殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理，叫焊后熱處理。

焊后熱處理的主要作用是消除焊接殘余應(yīng)力，軟化淬硬部位，改善焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能，提高接頭的塑性和韌性，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的尺寸。

焊后熱處理有整體熱處理和局部熱處理兩種，最常用的焊后熱處理是在600～650℃范圍內(nèi)的消除應(yīng)力退火和低于Ac1點(diǎn)溫度的高溫回火。另外還有為改善鉻鎳奧氏體不銹鋼抗腐蝕性能的均勻化處理等。1393.焊后熱處理

焊后為改善焊接接頭的組織和性能或消除殘余應(yīng)力三、焊條電弧堆焊工藝

1.堆焊及其特點(diǎn)

堆焊是用焊接的方法將具有一定性能的材料堆敷在焊件表面上的一種工藝過(guò)程，其目的不是為了連接焊件。目的有二：一是在焊件表面獲得耐磨、耐熱、耐蝕等特殊性能的熔敷金屬層，二是為了恢復(fù)磨損或增加焊件的尺寸。

焊條電弧堆焊的特點(diǎn)是方便靈活、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)率較低，勞動(dòng)條件差，只適于小批量的中小型零件的堆焊。140三、焊條電弧堆焊工藝

1.堆焊及其特點(diǎn)

堆焊是用焊接的方法將2.堆焊工藝特點(diǎn)

堆焊最易出現(xiàn)的問(wèn)題就是焊接裂紋，同時(shí)還易產(chǎn)生焊接變形，所以堆焊有以下工藝特點(diǎn)：

1)堆焊前，必須清除盡堆焊表面的雜物、油脂等。

2)焊前須對(duì)工件預(yù)熱和焊后緩冷。預(yù)熱溫度一般為100～300℃。鉻鎳奧氏體不銹鋼，不可預(yù)熱。

3)堆焊時(shí)必須根據(jù)不同要求選用不同的焊條。修補(bǔ)堆焊所用的焊條成分一般和焊件金屬相同。但堆焊特殊金屬表面時(shí)，應(yīng)選用專用焊條，以適應(yīng)焊件的工作需要。1412.堆焊工藝特點(diǎn)

堆焊最易出現(xiàn)的問(wèn)題就是焊接裂紋，同時(shí)還易產(chǎn)圖2-22堆焊時(shí)焊縫的連接4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊第二條焊道時(shí)，必須熔化第一條焊道寬度的1/3～1/2，如圖2-22所示。

142圖2-22堆焊時(shí)焊縫的連接4)為了使各焊道間緊密連接，堆焊圖2-23各堆焊層的排列方向5)多層堆焊時(shí)，第二層焊道的堆焊方向應(yīng)與第一層互相成90°。堆焊層的排列方向如圖2-23所示，堆焊順序如圖2-24所示。143圖2-23各堆焊層的排列方向5)多層堆焊時(shí)，第二層焊道的堆圖2-24堆焊順序144圖2-24堆焊順序144圖2-25軸的堆焊順序a)縱向?qū)ΨQ堆焊b)橫向螺旋形堆焊6)軸堆焊時(shí)，可采用縱向?qū)ΨQ堆焊和橫向螺旋形堆焊兩種方法，如圖2-25所示。145圖2-25軸的堆焊順序6)軸堆焊時(shí)，可采用縱向?qū)ΨQ堆焊和橫7)堆焊時(shí)，為了增加堆焊層的厚度，減少清渣工作，提高生產(chǎn)效率，通常將焊件的堆焊面放成垂直位置，用橫焊方法進(jìn)行堆焊，或?qū)⒑讣懦蓛A斜位置用上坡焊堆焊。同時(shí)留3～5mm的加工余量，以滿足堆焊后焊件表面機(jī)械加工的要求。垂直位置堆焊如圖2-26所示。1467)堆焊時(shí)，為了增加堆焊層的厚度，減少清渣工作，提高生產(chǎn)效率8)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材稀釋率和電弧對(duì)合金元素的燒損。堆焊焊條的直徑、堆焊層數(shù)和堆焊電流一般都由所需堆焊層厚度確定。1478)堆焊時(shí)，盡量選用低電壓、小電流焊接，以降低熔深、減小母材第三章

埋弧焊第三章埋弧焊

第一節(jié)埋弧焊的原理及特點(diǎn)定義：埋弧焊是相對(duì)于明弧焊而言的，是指電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的一種焊接方法。焊接時(shí)，焊機(jī)的啟動(dòng)、引弧、焊絲的送進(jìn)及熱源的移動(dòng)全由機(jī)械控制，是一種以電弧為熱源的高效的機(jī)械化焊接方法，現(xiàn)已廣泛用于鍋爐、壓力容器、石油化工、船舶、橋梁、冶金及機(jī)械制造工業(yè)中。

一、埋弧焊工作原理

埋弧焊是利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧所產(chǎn)生的熱量來(lái)熔化焊絲、焊劑和焊件而形成焊縫的。第一節(jié)埋弧焊的原理及特點(diǎn)圖3-1埋弧焊原理示意圖1—焊劑漏斗2—軟管3—坡口4—焊件

5—焊劑6—熔敷金屬7—渣殼8—導(dǎo)電嘴9—電源

10—送絲機(jī)構(gòu)11—焊絲工作原理如圖3-1所示，焊接時(shí)電源輸出端分別接在導(dǎo)電嘴和焊件上，先將焊絲由送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)，經(jīng)導(dǎo)電嘴與焊件輕微接觸，焊劑由漏斗口經(jīng)軟管流出后，均勻地堆敷在待焊處。引弧后電