焊接方法與設(shè)備教案

1、課時(shí)授 課計(jì)劃 副 頁1年 月日教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注緒論第一節(jié)焊接方法及及發(fā)展概況一、焊接及其本質(zhì)連接分為：可拆卸連接；永久性連接。焊接：通過加熱或加壓，或兩者并用，使用或不用填充材料，使焊件達(dá) 到結(jié)合的一種加工工藝方法。（焊接是通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)方法，使兩個(gè)分離的固體通過原子間的結(jié) 合力結(jié)合起來的一種連接方法。）二、焊接的分類焊接分為：（1）熔化焊：利用一定的熱源，使構(gòu)件的被連接部位局部熔化成液體， 然后再冷卻結(jié)晶成一體的方法稱為熔焊。（2）釬焊：利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用，克服兩個(gè)連接表面的 不平度，除去氧化膜及其它污染物，使兩個(gè)連接表面上的原子相互接近 到品格距離，從而在固態(tài)條件下

2、實(shí)現(xiàn)連接的方法。（3）壓力焊：采用熔點(diǎn)比母材低的材料作釬料，將焊件和釬料加熱至 高于釬料熔點(diǎn)、但低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用毛細(xì)作用使液態(tài)釬料充滿 接頭間隙，熔化釬料潤濕母材表面，冷卻后結(jié)晶形成冶金結(jié)合。根據(jù)熱源分類，熔化焊包括：電弧焊、氣焊、鋁熱焊、電渣焊、電阻焊、 電子束焊、激光焊等。電弧焊又分為：熔化極電弧焊 、非熔化極電弧焊。熔化極電弧焊包括：焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊（MIG'MAG） CO焊、螺柱焊等。非熔化極電弧焊包括：鴇極氮弧焊（TIG焊）、等離子弧焊三、焊接的特點(diǎn)：1）焊接可將各個(gè)零部件直接連接起來，無需其他附加件，接頭強(qiáng)度一 般也能達(dá)到與母材相同，因此，焊接產(chǎn)

3、品的重量輕、成本低。2）焊接接頭是通過原子間的結(jié)合力實(shí)現(xiàn)的連接，均勻性及整體性好、 剛度大，在外力作用下不像機(jī)械連接那樣產(chǎn)生較大的變形。3)焊接結(jié)構(gòu)具有良好的氣密性、水密性，這是其他連接方法無法比擬的。4)可連接不同類型的金屬材料、不同形狀及尺寸的材料，可使金屬結(jié) 構(gòu)中材料的分布更合理。5)可將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型構(gòu)件分解為許多小型零部件分別加工，然后再 將這些零部件焊接起來，這樣就簡化了金屬結(jié)構(gòu)的加工工藝、 縮短了加工周期。6)焊接是一種“柔性”加工工藝，既適用于大批量生產(chǎn)，又適用于小 批量生產(chǎn)。7)缺點(diǎn)(1)產(chǎn)生焊接變形和焊接殘余應(yīng)力；(2)焊接接頭的性能不均勻性；(3)止裂性差四、焊接方法發(fā)展

4、歷程：結(jié)合課件進(jìn)行講解。五、焊接的應(yīng)用：各種焊接方法廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、化工、冶金、車輛船舶、石油、 建筑、國防工業(yè)、航空航天的各個(gè)領(lǐng)域。第一單元：電弧焊基礎(chǔ)知識(shí)要實(shí)現(xiàn)金屬的焊接，必須提供能量，對(duì)于熔焊，主要是熱源的熱能。 常用焊接方法的熱源有：電弧熱、電阻熱、化學(xué)熱、摩擦熱、激光束、 電子束。模塊一、焊接電弧一、焊接電弧的物理基礎(chǔ)研究意義：弧焊電源是電弧能量的供應(yīng)者，其電特性影響到電弧燃燒的 穩(wěn)定性，從而直接影響到焊縫的質(zhì)量。電弧定義：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 問，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。電弧是一種特殊的氣體放電現(xiàn)象，它是帶電粒子通過兩電極之問氣 體

5、空間的一種導(dǎo)電過程。氣體放電：兩極間的氣體被擊穿而導(dǎo)電的過程。非自持放電：氣體導(dǎo)電所需要的帶電粒子不能通過放電過程本身產(chǎn)生， 而需要外加措施來產(chǎn)生帶電粒子(加熱、施加一定能量的光子等等)。自持放電：當(dāng)電流大于一定值時(shí)，一旦放電開始，放電過程本身就可以 產(chǎn)生維持導(dǎo)電所需要的帶電粒子。 有暗放電、輝光放電、電弧放電等 三種。要使兩電極之間的氣體導(dǎo)電必須具備兩個(gè)條件：(1)兩電極之間有帶電粒子；(2)兩電極之間有電場。1、焊接電弧產(chǎn)生的條件要使電弧產(chǎn)生和穩(wěn)定燃燒，就必須使兩極(或電極與母材)之間的 氣體中有帶電粒子，而獲得帶電粒子的方法就是中性氣體的電離和金屬 電極(陰極)電子發(fā)射。因此，氣體電離和

6、陰極電子發(fā)射 是焊接電弧產(chǎn) 生和維持的兩個(gè)必要條件。(1)氣體電離定義：在外加能量作用下，使中性的氣體分子或原子分離成電子和正離 子的過程。實(shí)質(zhì)：中性氣體粒子吸收足夠的外部能量， 使分子或原子中的電子脫離原子核束縛而成為自由電子和正離子的過程。電離能：中性氣體粒子失去第一個(gè)電子所需要的最小能量成為第一電離能失去第二個(gè)電子所需的能量稱為第二電離能。單位：電子伏（eV） 為：1.6X10-19J電離電壓：氣體的電離電壓的大小反映了帶電粒子產(chǎn)生的難易程度。電離電壓低-帶電粒子容易產(chǎn)生有利于電弧導(dǎo)電電離電壓高-粒電粒子難以產(chǎn)生電弧導(dǎo)電困難電離度：電弧內(nèi)單位體積內(nèi)電離的粒子數(shù)與氣體電離前粒子總數(shù)的比值X

7、=電離的粒子密度/電離前中性粒子密度。焊接電弧中，氣體介質(zhì)電離的形式主要有：熱電離、場致電離、光電離熱電離定義：氣體粒子受熱作用而產(chǎn)生電離的過程。實(shí)質(zhì)：氣體粒子的熱運(yùn)動(dòng)形成頻繁而激烈的碰撞。主要位置：弧柱區(qū)（溫度在 5000-50000K）場致電離定義：在兩電極間的電場的作用下，氣體中的帶電粒子被加速，電能轉(zhuǎn) 化為帶電粒子的動(dòng)能，當(dāng)帶電粒子的動(dòng)能達(dá)到一定數(shù)值時(shí)， 則可能與中 性粒子發(fā)生非彈性碰撞而使之電離，這種電離被稱為場致電離。場致電離發(fā)生的位置：主要是兩極區(qū)，由于在這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度可達(dá)105-107V/cm,而弧柱區(qū)電場強(qiáng)度為：10V/cm左右，電場作用不明顯。由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于其他粒

8、子的質(zhì)量，因而在電場的作用下，速度快，動(dòng)能大，其余其他粒子發(fā)生非彈性碰撞，幾乎將本身的動(dòng)能全部傳 遞給相應(yīng)的粒子，使中性粒子發(fā)生電離或激勵(lì)。因而場致電離中電子起 到主要的作用。光電離定義：中性氣體粒子受到光輻射的作用而產(chǎn)生的電離過程范圍：電弧的輻射只可能對(duì)K、Na Ca Al等金屬蒸汽直接引起電離，而對(duì)焊接電弧氣氛中的其他氣體則不能直接引起電離熱電離和場致電離屬于碰撞電離是產(chǎn)生帶電粒子的主要途徑，光電離是產(chǎn)生帶電粒子的次要途徑(2)陰極電子發(fā)射陰極表面的分子或原子接受外界的能量而釋放出自由電子的現(xiàn)象稱為電子發(fā)射，電子發(fā)射所需要的能量成為逸出功 。熱發(fā)射：固態(tài)或者液態(tài)物質(zhì)表面受熱后其中的某些電子

9、具有大于逸出功的動(dòng)能而逸出到表面以外的空間中去。光電發(fā)射：固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)表面接受光射線的能量而釋放出自由電子 的現(xiàn)象。重粒子撞擊發(fā)射：能量大的重粒子(正離子)撞擊到陰極上，引起電 子的逸出。自發(fā)射：固態(tài)或者液態(tài)物質(zhì)表面存在強(qiáng)電場，使陰極有較多的電子發(fā) 射出來，又稱為場強(qiáng)發(fā)射。2、焊接電弧的引燃方法造成兩電極間氣體發(fā)生電離和陰極電子發(fā)射而引起電弧燃燒的過程稱為焊接電弧的引燃。通常有接觸引弧和非接觸引弧兩種方式。(1)接觸引弧接觸引弧主要應(yīng)用于：焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊。對(duì)于焊條電弧焊接觸引弧又可分為：劃擦法、直擊法(2)非接觸引弧引弧時(shí)，電極與工件之間保持一定間隙，在電極與工件之間施

10、加高 電壓擊穿間隙使電弧引燃，這種引弧方式稱為非接觸引弧。非接觸引弧需要利用引弧器，引弧器有兩種，高壓脈沖引弧和高頻 高壓引弧。高壓脈沖引弧：使用高壓脈沖發(fā)生器，其頻率為 50100Hz,電壓峰值 為 300010000V.高頻高壓引?。菏褂酶哳l振蕩器，其頻率為150-260kHz,電壓峰值為20003000V。二、焊接電弧的構(gòu)造及靜特性1、焊接電弧的構(gòu)造'陰極區(qū)焊接電弧組成陽極區(qū)弧柱區(qū) 陰極區(qū)：電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域，很窄，約 10-510-62 陰極斑點(diǎn)：電弧卜電時(shí)，負(fù)電極表面集中發(fā)射電子的微小區(qū)域一一陰極 斑點(diǎn)。T陰=21303230°C,放出的熱量占36%(2)陽極區(qū)：

11、電弧緊靠正電極的區(qū)域，比陰極區(qū)寬，約 10-310-4cmi 陽極斑點(diǎn)：電弧放電時(shí)，正電極表面集中接收電子的微小區(qū)域一陽極斑 點(diǎn)。T陽=23303930oC占總熱量的43位右。(3)弧柱區(qū)：介于陽極區(qū)與陰極區(qū)之間的區(qū)域。T弧柱=57307730oC.占總熱量的21%(4)電弧電壓：即電弧兩端(或電極)之間的電壓降。2、焊接版=U|+他出含義：在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，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，也稱為伏一一安特 性。表示它們之間關(guān)系的曲線稱為電弧的靜特性曲線。(1)電弧靜特性曲線：呈“U'形；ab段一下降特性區(qū)bc段一平特性區(qū)cd段一上升

12、特性區(qū)（2）電弧靜特性曲線應(yīng)用：不同的焊接方法在一定的條件下其電弧靜特性只是曲線中的某一 區(qū)域；下降特性區(qū)電弧燃燒不穩(wěn)定，一般不采用。焊條電弧焊、埋弧焊一般工作在平特性區(qū)，電弧電壓只隨弧長變化， 與焊接電流關(guān)系很小。鴇極氮弧焊、等離子弧焊一般也工作在平特性區(qū)。當(dāng)電流較大時(shí)才工 作在上升特性區(qū)。熔化極氮弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和熔化極活性氣體保護(hù)焊基本 上工作在上升特性區(qū)。三.焊接電弧的穩(wěn)定性定義：電弧保持穩(wěn)定燃燒（不產(chǎn)生斷弧、飄移和偏吹等）的程度。1 .弧焊電源的影響采用直流電源焊接時(shí)，電弧的燃燒比交流電源穩(wěn)定。具有較高空載電壓的焊接電源電弧燃燒穩(wěn)定，而且引弧容易。2 .焊接電流的影響焊接電流

13、越大，電弧溫度越高，電弧氣氛中的電離程度和熱發(fā)射作 用就越強(qiáng)，電弧燃燒就越穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明：隨電流增大，電弧引燃電壓降低；自然斷弧的最大弧長也增大；因此，電弧就穩(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較低的物質(zhì)（K、Na Ca的氧化物） 較多，能增加電弧氣氛中的帶電粒子，可以提高氣體的導(dǎo)電性，從而， 使電弧燃燒穩(wěn)定。如果焊條藥皮或焊劑中加入電離能較高的氟化物（Ca F2、）及氯化物（KCl、NaCl、）時(shí)，降低了電弧氣氛中的電離程度，使電弧燃燒不 穩(wěn)定。4 .焊接電弧偏吹的影響電弧偏吹：正常情況下，電弧的中心軸線總是保持沿焊條（焊絲）的軸 線方向，即使焊條與焊件有一定傾角時(shí)

14、，電弧也隨著電極軸線的方向而改變。(如圖所示)但實(shí)際焊接中，由于氣流的干擾、磁場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。電弧偏吹的影響：電弧軸線不能對(duì)準(zhǔn)焊縫中心，影響焊縫成形和焊接質(zhì) 量。(1)焊接電弧偏吹的原因焊條偏心產(chǎn)生的偏吹藥皮薄的一側(cè)熔化的快，使電弧外露，造成電弧偏吹。國標(biāo)規(guī)定：直徑2.5mm的焊條，偏心度7%;直徑為2.5mmf 口 3.2mm 的焊條，偏心度5%;直徑5mm勺焊條，偏心度4%偏心度計(jì)算：偏心度=2 (T1-T2) / ( T1+T2 )電弧周圍氣流產(chǎn)生的影響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

15、的電弧偏吹稱為磁偏吹。電弧因周圍磁力線不對(duì)稱而偏向磁力線疏的一側(cè)。a.導(dǎo)線接線位置引起的磁偏吹b.鐵磁物質(zhì)引起的偏吹c.電弧運(yùn)動(dòng)至鋼板端部時(shí)引起的偏吹(2)防止或減少焊接電弧偏吹的措施條件許可時(shí)，使用交流電源代替直流電源焊接；調(diào)整焊條角度，將焊條向偏吹方向傾斜一定角度；采用短弧焊；改變接線部位或在焊件兩端同時(shí)接線；焊縫兩端各加一小塊鋼板(引弧板和引出板)；露天作業(yè)時(shí)，如有大風(fēng)則必須使用擋風(fēng)板；管子焊接時(shí)，必須將管口 堵住。焊接間隙較大的對(duì)接焊縫時(shí)，應(yīng)在接縫下面放墊板；采用小電流焊接(因?yàn)殡娏髟酱?，磁偏吹越?yán)重)；5 .其他影響因素課時(shí)授 課計(jì)劃 副 頁1年 月曰教學(xué)過程及授課內(nèi)容電弧太長，易抖

16、動(dòng)，破壞電弧穩(wěn)定性，飛濺大；焊接處有油漆、油脂、水分、銹層時(shí)也使電弧穩(wěn)定性變差;藥皮受潮和藥皮脫落也使電弧燃燒不穩(wěn)定。四.焊接電弧的分類及熱效率1.焊接電弧的分類按電流種類分：交流電弧、直流電弧、脈沖電弧按電弧狀態(tài)不同分：自由電弧、壓縮電弧按電極材料不同分：熔化電極電弧、非熔化電極電?。?）直流電弧直流電弧由直流電源提供熱源，燃燒穩(wěn)定，有極性可供選擇；（正接法和反接法）但有電弧磁偏吹；低氫堿性焊條焊接時(shí)，直流反接，電弧穩(wěn)定，飛濺少，產(chǎn)生氣孔傾向??； 酸性焊條焊接時(shí)，直流正接；焊接薄板時(shí)，直流反接，以防燒穿；鴇極氮弧焊時(shí)，直流正接，以防鴇極燒損；熔化極量弧焊及CO洲時(shí)，直流反接，電弧穩(wěn)定，飛濺少

17、。（2）、交流電弧電流為50Hz正弦波的電弧被稱為交流電弧。由交流電源提供熱源。特點(diǎn)：1）每秒100次周期性地過0點(diǎn)2）過0點(diǎn)時(shí)電弧熄滅，再反向引燃，穩(wěn)定性差3）無電磁偏吹4）電極材料與被焊材料物理性能差異很大時(shí)，（鴇極氮弧焊焊接鋁、鎂 及其合金時(shí)）在電弧電流、電弧電壓的正負(fù)兩個(gè)半周中會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱而 形成直流分量，必須設(shè)法消除。提高穩(wěn)定性的措施：1）用接一個(gè)適當(dāng)?shù)碾姼校? ）提高空載電壓；3 ）采用方波電源；（3）脈沖電弧基值電流用于脈沖休止時(shí)維持電弧連續(xù)燃燒。 脈沖電流用于加熱熔化焊 件和焊絲。應(yīng)用：鴇極、熔化極氮弧焊等。（4）壓縮電弧未受外界壓縮的電弧稱為自由電??；經(jīng)過壓縮的電弧稱為壓縮電

18、弧（如等離子?。?.焊接電弧的熱效率電弧的熱效率:q o=I hU式中q。一電弧功率（WIh焊接電流（A）Uh電弧電壓（V）電弧有功功率：q=T I hUh式中“一電弧有效功率系數(shù)。教學(xué)過程及授課內(nèi)容附 注模塊二:焊絲的熔化與熔滴過渡一、預(yù)防觸電的安全技術(shù)我國生產(chǎn)的焊接電源的空載電壓和工作電壓焊機(jī)空載電壓工作電壓焊條電弧焊機(jī)A 90V2540V埋弧焊7090V電渣焊機(jī)4065V氮弧焊、CO2焊65V等離子切割300450V網(wǎng)絡(luò)電壓：380/220V。安全電壓：干燥時(shí)36V;潮濕時(shí)12V。(1)熟悉和掌握焊接方法的安全特點(diǎn)、有關(guān)的電學(xué)知識(shí)、防觸電及觸電 后的急救知識(shí)；嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程。遇焊工

19、觸電時(shí)，不得赤手拉觸電者，應(yīng)迅速切斷電源，若觸電者昏 迷時(shí)，立即實(shí)施人工呼吸，直至送到醫(yī)院。 光線暗的場地、容器內(nèi)操作或夜間工作時(shí)，工作照明燈的電壓不應(yīng)大于36V,高空作業(yè)或特別潮濕場所，安全電壓不超過12V。 焊工的工作服、手套、絕緣鞋應(yīng)保持干燥。(5)在潮濕場地工作時(shí)，應(yīng)用干燥的木板或橡膠板等坐墊板。(6)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。(7)在容器內(nèi)或船艙內(nèi)或其他狹小工作場所操作時(shí)，須兩人輪換操作， 其中一人留守在外面監(jiān)護(hù)，不得離開。(8)焊機(jī)外殼必須接地或接零。二、預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全技術(shù)(1)焊接前認(rèn)真檢查工作場地周圍是否有易燃、易爆物品(如棉紗、油漆、汽油、煤油

20、、柴油、木屑等)如有上述物品時(shí)，應(yīng)移至 10米以外。(2)注意防止金屬火花飛濺引起火災(zāi)。設(shè)備在帶壓時(shí)，嚴(yán)禁對(duì)其進(jìn)行焊接或切割；必須先卸壓，焊接前必須打開所有孔蓋。常壓而密閉的設(shè)備也不許進(jìn)行焊接與切割。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；若是易燃、 易爆或有毒的污染物，應(yīng)徹底清洗，經(jīng)有關(guān)部門檢查，并填寫動(dòng)火證后, 才能進(jìn)行焊接或切割。(5)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)擅自離開。(6)焊條頭和焊后的焊件不得隨便亂扔。(7)離開工作場所時(shí)，應(yīng)關(guān)閉氣瓶、電源，并將火種熄滅。三、預(yù)防焊接方法有害因素的安全技術(shù)1 .焊接煙塵2 .有害氣體3 .弧光

21、輻射4 .高頻電磁輻射5 .射線6 .噪聲四、特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)1 .高處焊接作業(yè)2 .容器內(nèi)焊接作業(yè)3 .露天或野外作業(yè)焊接實(shí)例實(shí)例一 Q235鋼板(板厚W 6mm I形坡口平對(duì)接焊1.焊前準(zhǔn)備(1)清理待焊部位兩側(cè)各20mme圍內(nèi)的鐵銹、油污、水分等，露出金 屬光澤(2)焊機(jī)：BX3- 300(3)焊條：E4303，3.2、4,焊前150c烘干12h(4)裝配定位：接口處平齊，無錯(cuò)邊，根部間隙12mm定位焊所用焊條與正式焊相同，定位焊長度為 1015mm間距100150mm課時(shí)授課計(jì)劃副頁1年 月 日教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注2.焊接工藝參數(shù)板厚焊條型號(hào)焊條直徑焊接電流/A36E43033

22、.29013041401803.焊接采用雙面焊，先焊正面，熔深要達(dá)到板厚的2/3,再翻轉(zhuǎn)焊件焊背面。實(shí)例二Q235鋼板(板厚 6mm V形坡口平對(duì)接焊1 .焊前準(zhǔn)備(1)清理待焊部位兩側(cè)各20mme圍內(nèi)的鐵銹、油污、水分等，露出金屬光澤(2)焊機(jī)：BX3- 300(3)焊條：E4303，3.2、4,焊前150c烘干12h(4)裝配定位：接口處平齊，錯(cuò)邊小于板厚的0.1倍，根部間隙23mm定位焊所用焊條與正式焊相同，定位焊長度為1020mm間距100200mm2 .焊接工2參數(shù)焊接層次焊條型號(hào)焊條直徑焊接電流/A第一層E43033.290130填充層E430341401805210260蓋面層E

23、4303414018052102603.焊接采用多層焊。第一層用較小直徑焊條(3.2),采用直線形運(yùn)條法；填充層用較大直徑焊條(4、5)和較大電流，用鋸齒形運(yùn)條法， 擺動(dòng)幅度逐層加大，但不要超過坡口棱邊，填充層應(yīng)比坡口邊緣低 1 1.5mm，以便蓋面焊時(shí)能看清坡口和不使焊縫余高超高；蓋面焊時(shí)焊條教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注直徑、運(yùn)條方法與填充層相同，但擺動(dòng)幅度應(yīng)比填充層大，擺動(dòng)到坡口邊緣時(shí)稍作停留，使坡口邊緣熔化 12mm課時(shí)授 課計(jì)劃 副 頁1年 月日教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注第二章：焊條電弧焊定義：焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。 它利用焊 條與焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧， 加

24、熱并熔化焊條和局部焊件 形成焊縫，從而獲得牢固的焊接接頭。焊條電弧焊是熔化焊中最基本的焊接方法， 也是目前應(yīng)用最廣泛的 一種焊接方法。2.1焊條電弧焊的原理及特點(diǎn)一、焊條電弧焊的原理利用焊條與工件間燃燒的電弧熱熔化焊條端部和工件的局部，在焊條端部迅速熔化的金屬以熔滴形式經(jīng)弧柱過渡到工件已經(jīng)局部熔化的 金屬中，與之熔合一起形成熔池。焊條藥皮在熔化過程中產(chǎn)生一定量的氣體和液態(tài)熔渣產(chǎn)生的氣體 充滿在電弧和熔池的周圍，起隔絕大氣保護(hù)液態(tài)金屬的作用。液態(tài)熔渣 密度小，在熔池中不斷上浮，覆蓋在液態(tài)金屬上面，起保護(hù)液態(tài)金屬的 作用。藥皮熔化產(chǎn)生的氣體、熔渣與熔化了的焊芯、焊件發(fā)生一系列冶金 反應(yīng)，保證了所形

25、成焊縫的性能。隨著電弧向前移動(dòng)，熔池的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶而形成焊縫。電弧中心的溫度在5000c以上，電弧電壓在16 40 V范圍，焊接 電流在20 500A之間。二、焊條電弧焊的特點(diǎn)1 .焊條電弧焊的優(yōu)點(diǎn)(1)工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)：對(duì)不同的焊接位置、接頭形式、焊件厚度 及焊縫，只要焊條能達(dá)到的任何位置，均能進(jìn)行方便的焊接(可達(dá)性好)。對(duì)于單件、小件、短件、不規(guī)則的空間任意位置及不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化 焊接的焊縫，機(jī)動(dòng)靈活，操作方便。(2)應(yīng)用泛圍廣：焊條能與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，接頭的性能 可以達(dá)到被焊金屬的性能。能焊金屬：碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、銅、鋁及其合金；能焊但可能需預(yù)熱、后熱或兩

26、者兼用的：鑄鐵、高強(qiáng)度鋼、淬火鋼等； 不能焊材料：低熔點(diǎn)金屬如鋅、鉛、錫及其合金；難熔金屬如鴇、鑰、 包等，活性金屬如鈦、花、皓等。(3)易于分散焊接應(yīng)力和控制焊接變形：由于焊接時(shí)的不均勻加熱，存在焊接應(yīng)力與變形?？赏ㄟ^改變焊接 工藝(跳焊、分段退焊、對(duì)稱焊)減少焊接變形和改善焊接應(yīng)力的分布。(4)設(shè)備簡單、成本較低。2 .焊條電弧焊的缺點(diǎn)(1)焊接效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大：熔敷速度慢，焊條尺寸一般已固定，其直徑在1.6-8mm范圍，長度在200-600mm之間，焊接電流一般在500A以下。每焊完一根焊條，必須停止焊接更換焊條，使焊接不連續(xù)，并殘留下一截焊條頭，而未被充分利用，焊后還須清渣。(2)焊

27、縫質(zhì)量依賴性強(qiáng)：焊縫質(zhì)量主要靠焊工的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)保證。不 適合焊接活潑金屬、難熔金屬及薄板的焊接。2.2焊條電弧焊設(shè)備及工具焊條電弧焊設(shè)備和工具包括：弧焊電源、焊鉗、面罩、焊條保溫桶； 敲渣錘、鋼絲刷、焊縫檢驗(yàn)尺等。弧焊電源是核心，焊接電源的電氣特性和結(jié)構(gòu)方面， 具有不同于一 般電力電源的特點(diǎn)。主要原因是弧焊電源的負(fù)載是電弧， 電源的電氣性 能要求適應(yīng)電弧負(fù)載的特性。一、對(duì)弧焊電源的要求焊條電弧焊的負(fù)載：電??；它是動(dòng)態(tài)負(fù)載。焊條電弧焊電源除了應(yīng)具有一般電力電源的特性外，還必須滿足下列要求：1 .對(duì)弧焊電源外特性的要求電源外特性：電源其他參數(shù)不變的情況下，改變負(fù)載時(shí)，電源輸出的電 壓的穩(wěn)定值U與輸

28、出的電流的穩(wěn)定值I之間的關(guān)系曲線一一U=f(I),稱 為電源的外特性；弧焊電源的外特性有下降外特性、平降外特性、上升降外特性三種。焊接回路中弧焊電源與電弧構(gòu)成供電和用電系統(tǒng)， 為保證電弧穩(wěn)定 燃燒和焊接參數(shù)穩(wěn)定，電源外特性曲線與電弧靜特性曲線必須相交。 交 點(diǎn)處，電源供給的電壓和電流與電弧燃燒所需的電壓和電流相等。焊條電弧焊的電弧靜特性的工作段在平特性區(qū)， 只有下降的電源外 特性曲線才能與其相交，因此，焊條電弧焊的弧焊電源應(yīng)有下降的電源 外特性。當(dāng)弧長變化時(shí)，陡降外特性引起的電流變化量明顯小于緩降外特性 引起的電流變化量。因此，為穩(wěn)定焊接參數(shù)，焊條電弧焊的弧焊電源應(yīng) 采用陡降外特性的電源。2

29、.對(duì)弧焊電源空載電壓的要求空載電壓：弧焊電源接通供電網(wǎng)絡(luò)，而焊接回路開時(shí)，弧焊電源輸出端 的電壓。(1)保證引弧容易 引弧時(shí)，需要焊條或焊絲與工件接觸，因 兩者之間往往存在銹污等雜質(zhì)，需要高的空載電壓擊穿接觸面，實(shí)現(xiàn)導(dǎo) 通；電離在初始階段也需要強(qiáng)的電場。(2)保證電弧穩(wěn)定燃燒(3)保證人身安全原則：保證引弧容易和電弧穩(wěn)定，采用盡可能低的空載電壓。交流弧焊電源：U0=56 70V? 直流弧焊電源：U0=46 85V一般規(guī)定空載電壓不得超過 100V,特殊情況要超過，必須具有自動(dòng)防 觸電裝置。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：弧焊電源所能穩(wěn)定提供的最大電流， 即輸 出端短路時(shí)

30、的電流。穩(wěn)態(tài)短路電流太大：焊條過熱，易引起藥皮脫落，增加飛濺；穩(wěn)態(tài)短路電流太?。阂『腿鄣芜^度困難；要求：穩(wěn)態(tài)短路電流為焊接電流的1.252.0倍。4 .對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)特性的要求根據(jù)焊金屬材料的性質(zhì)、坡口及厚度、接頭形式、位置及焊條直徑 不同，要求有不同的焊接電流。因此，要求對(duì)弧焊電源的焊接電流，能 在一定范圍內(nèi)作均勻、靈活的調(diào)節(jié)。實(shí)質(zhì)：調(diào)節(jié)電源外特性5 .對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求動(dòng)特性：電弧負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，焊接電源輸出電壓和電流的響應(yīng)過程?？梢杂没『鸽娫磁c時(shí)間的關(guān)系表征，它表明焊接電源對(duì)負(fù)載的瞬態(tài)改變 的反應(yīng)能力。焊接過程從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過渡到另外一個(gè)穩(wěn)態(tài)，這就是動(dòng)特性的實(shí)質(zhì)。 動(dòng)特性好：引弧、重新

31、引燃電弧容易、穩(wěn)定、飛濺少。二、弧焊電源的分類及型號(hào)1 .弧焊電源的分類及特點(diǎn)按結(jié)構(gòu)原理可以分為：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源、弧焊逆變器。按電流性質(zhì)可以分為：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源。2 .弧焊電源的型號(hào)及技術(shù)參數(shù)根據(jù)GB/T10249- 1988電焊機(jī)型號(hào)編制方法中規(guī)定，焊機(jī)的型 號(hào)由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定的編排順序組成,其編排順序及含意如下：例如：額定值：對(duì)焊接電源規(guī)定的使用限額。如額定電壓、 額定電流、額 定功率。超過額定值工作一一過載，嚴(yán)重過載將會(huì)使設(shè)備損壞。在額定負(fù)載持續(xù)率工作時(shí)，允許使用的最大焊接電流，稱為額定焊 接電流。額定焊接電流不是最大焊

32、接電流負(fù)載持續(xù)率：指弧焊電源負(fù)載的時(shí)間與整個(gè)工作時(shí)間周期的百分率。我國對(duì)500A以下的焊條電弧焊電源，工作時(shí)間周期定為 5min。例題：某焊工使用BX3-300焊機(jī)，在規(guī)定周期時(shí)間內(nèi)工作三分鐘，試問該課時(shí)授課計(jì)劃副頁1年 月 日教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注焊機(jī)負(fù)裁持續(xù)率為多少？答：負(fù)裁持續(xù)率為60%課時(shí)授 課計(jì)劃 副 頁1年 月日教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注三、常用焊條電弧焊電源1 .弧焊變壓器(1) BX3- 300型弧焊變壓器調(diào)節(jié)方法：粗調(diào)節(jié)：改變一、二次側(cè)接線方法(接法I或接法H)接法I:空載電壓75V,焊接電流調(diào)節(jié)范圍為40125A接法H :空載電壓60V,焊接電流調(diào)節(jié)范圍為115400A 細(xì)調(diào)節(jié)

33、：轉(zhuǎn)動(dòng)手柄改變一、二次側(cè)繞組的間距；間距增大，漏磁增加， 焊接電流減小。(2) BX1- 315型弧焊變壓器調(diào)節(jié)方法：轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，移動(dòng)鐵芯，改變漏磁。(鐵芯外移，漏磁減小，電流增大；鐵芯內(nèi)移，漏磁減大，電流減?。?調(diào)節(jié)范圍：焊接電流調(diào)節(jié)范圍為 60380A接線方法：一次側(cè)繞組兩部分串聯(lián)與電源連接； 二次側(cè)繞組兩部分并聯(lián) 與焊接回路連接。2 .弧焊整流器弧焊整流器有硅弧焊整流器、晶閘管弧焊整流器、晶體管弧焊整流 器等。品閘管弧焊整流器以其優(yōu)異的性能已逐步代替了弧焊發(fā)電機(jī)和硅 弧焊整流器，成為目前一種主要的直流弧焊電源。(1)硅弧焊整流器：以硅二極管為整流元件常用型號(hào)：ZXG-160、ZXG-400

34、 等(2)晶閘管弧焊整流器：品閘管弧焊整流器是一種電子控制的弧焊電源，以晶閘管為整流元件，以獲得所需的外特性及焊接參數(shù)(電流、電壓)的調(diào)節(jié)。性能優(yōu)于 硅整流弧焊電源，已成為一種主要的直流弧焊電源。主要由三相降壓變壓器、三相晶閘管整流器、輸出電抗器、電子控 制線路等部分組成，其基本原理方框圖如圖所示常用型號(hào)：ZX5-250、ZX5-400、ZX56303.弧焊逆變器將直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞯淖儞Q稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換的裝置稱為逆變 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。各類逆變式逆變式弧焊電源已應(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

35、逆變器的變流過程是：工頻交流 一直流一k 高、中頻交流1 降壓交流并再次變成直流，必要時(shí)再把直流變成矩形波交流。因而在弧焊逆變器中可采用三種逆變體制。(1)AC-DC-AC(2) AC-DC-AC-DC(3) AC-DC-AC-DC-AC(矩形波)多采用第二種系統(tǒng)，因此，可以把弧焊逆變器稱為逆變式弧焊整流器。常用型號(hào)：ZXJ250、ZX7400、ZXJ630弧焊逆變器的特點(diǎn)：1 .質(zhì)量輕、體積??；僅為傳統(tǒng)弧焊電源的 1/51/102 .高效節(jié)能，效率可達(dá)80%90%,功率因數(shù)達(dá)0.993 .具有良好的動(dòng)特性和弧焊工藝性能(1)因工作頻率高，所需的主回路中濾波電感值小，電磁慣性減小，易于獲得良好

36、的動(dòng)特性；(2)所有焊接工藝參數(shù)均可無級(jí)調(diào)整可控性好；(3)外特性、動(dòng)特性等可按不同工藝要求來設(shè)計(jì)， 可適應(yīng)各種弧焊方法； (如焊條電弧焊、氣保焊、等離子弧焊、埋弧焊及焊接機(jī)器人)用作交流電源時(shí)可獲得較高頻率的矩形波，從而提高交流電弧的穩(wěn) 定性。缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜、維修難度大。四、焊條電弧焊電源常見故障及處理1 .弧焊變壓器常見故障及處理(表22)2 .晶閘管弧焊整流器常見故障及處理(表 23)3 .弧焊逆變器常見故障及處理(表24)五、焊條電弧焊其他設(shè)備和工具1 .焊鉗、地線夾和面罩(1)焊鉗：常用的有300A和500A兩種。(2)面罩和護(hù)目鏡：面罩和護(hù)目鏡是防止焊接飛濺、弧光及高溫對(duì)焊工面部及

37、頸部灼傷 的一種工具。面罩一般分為手持式和頭盔式兩種。要求選用耐燃或不燃的絕緣材料制成，罩體應(yīng)遮住焊工的整個(gè)面部，結(jié)構(gòu)牢固，不漏光。護(hù)目鏡按亮度的深淺不同分為 6個(gè)型號(hào)(712 號(hào))，號(hào)數(shù)越大，顏色越深。一般選用 910號(hào)(見表1-8)2 .焊條保溫筒和焊縫檢驗(yàn)尺(1)焊條保溫筒：使用低氫型焊條焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，焊條必須先進(jìn)烘箱烘焙，烘干溫度和 保溫時(shí)間因材料和季節(jié)而異。焊條從烘箱內(nèi)取出后，應(yīng)儲(chǔ)存在焊條保溫 筒內(nèi)，在施工現(xiàn)場逐根取出使用。(2)焊縫檢驗(yàn)尺：用以測(cè)量坡口角度、間隙、錯(cuò)邊以及余高、焊縫寬度、角焊縫厚度等尺寸。由直尺、探尺和角度規(guī)組成。3 .常用焊接手工工具主要有：敲渣錘、塞子、鋼絲刷

38、、手錘、鋼絲鉗、夾持鉗、角磨機(jī)等。2- 5)2與數(shù)？隔開(見表22時(shí)的冷洞B順華希叫分時(shí)4網(wǎng)咽峭喃下重焊分直接用元例如：素符號(hào)表示，并,與后綴亍母隔開.表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位:10Ma第三節(jié)焊條電弧焊焊接材料焊條電弧焊焊接材料一一焊條作用：作為電極、作為填充金屬與熔化了的母材熔合形成焊縫規(guī)格：以焊芯直徑表示，常用的有：2、2.5、3.2、4、 5、6等規(guī)格。按藥皮熔化后的熔渣特性分為：酸性焊條和堿性焊條酸性焊條：工藝性能優(yōu)于堿性焊條堿性焊條：力學(xué)性能、抗裂性能優(yōu)于酸性焊條一、焊條的型號(hào)及牌號(hào)說明：焊條型號(hào)和牌號(hào)都是焊條的代號(hào)；焊條型號(hào)：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各類焊條的代號(hào)；焊條牌號(hào)：焊條生

39、產(chǎn)廠對(duì)焊條產(chǎn)品規(guī)定的代號(hào)；焊條牌號(hào)是根據(jù)焊接材料產(chǎn)品樣本編制的，焊接材料產(chǎn)品樣本是我國原機(jī)械電子工業(yè)部組織焊條生產(chǎn)廠家編寫的；后來，我國又參照國際標(biāo)準(zhǔn)制定了新的國家標(biāo)準(zhǔn)；焊接材料產(chǎn)品樣本中的牌號(hào)與新國 家標(biāo)準(zhǔn)中的型號(hào)不能一一對(duì)應(yīng)。牌號(hào)不是國家標(biāo)準(zhǔn)，但已使用多年。已成習(xí)慣，因此，目前在生產(chǎn) 中仍廣泛應(yīng)用。1 .碳鋼焊條和低合金鋼焊條型號(hào)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T51U1995碳鋼焊條和 GB/T51181995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、藥皮類型、焊接位置和電流種類劃分的。(1)低碳鋼焊條I合聿鋼焊，r 一與第三位數(shù)字組合表示焊接電流種類和藥皮類型(或 在焊

40、條型號(hào)市面附加后綴，表示熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號(hào)和用T.表示焊接焊接位置,0和1表示適用于全位曾焊接,表示焊條說明：表26中A1表示碳鋁鋼焊條、B1 B5表示銘鋁鋼焊條、C1C3 表示鍥鋼焊條、D1-D5表示鉆鋁鋼焊條、NM表示鍥鋁鋼焊條、G M M1、W度示所有其他低合金鋼焊條2 .不銹鋼焊條型號(hào)按國家標(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、藥皮類型、焊接位置和電流種類劃分的。“E表示焊條，后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)， 如有 特殊要求的化學(xué)成分，則該化學(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，&qu

41、ot; H'表示碳含量較高，" R' 表示硫、磷、硅含量較低；“一”后面的兩位數(shù)字表示藥皮類型、焊接 位置及焊接電流種類。3 .焊條牌號(hào)按焊接材料產(chǎn)品樣本規(guī)定，焊條牌號(hào)由漢字（或漢語拼音字母） 和三位數(shù)字組成。漢字（或漢語拼音字母）表示按用途分的焊條各個(gè)大 類，前兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類， 第三位數(shù)字表示藥皮類型和 電流種類。（1）結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)用“結(jié)（J） ”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條；第一、二位數(shù)字表示熔敷金屬的 抗拉強(qiáng)度等級(jí)；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。（2）鋁和銘鑰耐熱鋼焊條牌號(hào)用“熱（R） ”表示鋁和銘鋁耐熱鋼焊條；第一位數(shù)字表示熔敷金 屬的主要化學(xué)成分等級(jí)

42、，見表210;第二位數(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、"-9順序排列；第三位數(shù)字 表示藥皮類型和電流種類。（3）不銹鋼焊條牌號(hào)不銹鋼焊條包括銘不銹鋼焊條和銘鍥不銹鋼焊條，用“銘（G） ”表示銘不銹鋼焊條；用“奧（A） ”表示銘鍥不銹鋼焊條；第一位數(shù)字 表示熔敷金屬的主要化學(xué)成分等級(jí)，見表 211;第二位數(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、順序排列； 第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。(4)低溫鋼焊條牌號(hào)用“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)；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。(5)堆焊焊條牌號(hào)用

43、“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，見表213;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編號(hào)，按0、順序排列；第三位數(shù)字表示藥皮類型和電流種類。二、焊條的選用與管理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Q235Affl時(shí)其抗拉強(qiáng)度在420Mp數(shù)右，應(yīng)選用熔敷金屬 抗拉強(qiáng)度最小值為 430MPa的E4303償422 J422 )、E4316償426 J426)、E4315 恪者 427 J427 )。(

44、2)不銹鋼、耐熱鋼、堆焊等焊件應(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(同成分原則)。如：焊接0CU8Ni9時(shí)，由于其含銘18%、含鍥9%,為了使焊縫 與焊件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)選用銘、鍥含量相近的E308-16 (A102)或E308-15 (A107) 焊條焊接。(3)對(duì)于低碳鋼之間、中碳鋼之間、低合金鋼之間或他們之間的異種 鋼焊接一般應(yīng)使焊縫與強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材的抗拉強(qiáng)度相等或相近如：Q235A與Q345異種鋼焊接時(shí)，應(yīng)按 Q235A4用抗拉強(qiáng)度為420MPa 的 E4303(結(jié) 422 J422 )、E43

45、16(結(jié) 426 J426 )、E4315(結(jié) 427 J427 )(4)重要焊縫要選用力學(xué)性能好、抗裂性強(qiáng)的堿性焊條重要焊縫：受壓元件(如鍋爐、壓力容器)的焊縫；承受振動(dòng)或沖擊載 荷的焊縫；對(duì)強(qiáng)度、韌性、塑性要求較高的焊縫；焊件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu) 剛度大的焊縫。如：焊接20鋼時(shí)，按等強(qiáng)原則選用 E4303償$ 422)、E4316 (結(jié) 426)、E4315恪者427)都可符合要求。但是，焊接抗拉強(qiáng)度相等的壓力容器用鋼 20R鍋爐用鋼20G時(shí)，則必須選用同強(qiáng)度的堿性焊條 E4316償426)、E4315償427)(5)在滿足性能的前提下，盡量選用酸性焊條酸性焊條的工藝性能由于堿性焊條，對(duì)鐵銹、油

46、污等不敏感；析出有害氣體少；穩(wěn)弧性好；可交直流兩用；脫渣性好；焊縫成形美觀。當(dāng)接頭坡口表面難以清理干凈時(shí)， 應(yīng)采用氧化性強(qiáng)，對(duì)鐵銹、油污 等不敏感的酸性焊條。在容器內(nèi)部或通風(fēng)條件較差的條件下，應(yīng)選用焊接時(shí)析出有害氣體 少的酸性焊條。在酸性焊條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。3、焊條的管理包括驗(yàn)收、烘干、保管、領(lǐng)用等。(1)焊條的驗(yàn)收(2)焊條保管、領(lǐng)用、發(fā)放三級(jí)管理即一級(jí)庫管理、二級(jí)庫管理、三級(jí)庫管理。(3)焊條烘干酸性焊條烘干溫度為75150C,時(shí)間12h;堿性焊條烘干溫度為350400C ,時(shí)間12h;累計(jì)烘干次數(shù)不宜超過三次。第四節(jié)焊條電弧焊工藝一

47、、焊條電弧焊工藝參數(shù)焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)通常包括： 焊條直徑、焊接電流、電弧 電壓、焊接速度、電源種類和極性、焊接層數(shù)等。1 .焊條直徑為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量選用較大直徑的焊條，但直徑過大，會(huì)造成未焊透或成形不良，必須正確選擇焊條直徑。焊條直徑大小的選擇與下列因素有關(guān)(1)焊件厚度厚度大應(yīng)選用較大直徑的焊條；厚度小應(yīng)選用較小直徑的焊條;厚度(mm<1.52345612>12直徑(mm1.523.23.24.04546(2)焊縫位置在板厚相同的條件下，平焊位置的焊接所選用的焊條直徑應(yīng)比其他 位置大一些，立焊最大不超過 5mm仰焊和橫焊最大不超過 4mm這樣 可以形成較小的熔池，

48、減少熔化金屬的下淌。(3)焊接層次多層焊時(shí)，如果第一層焊縫所用焊條直徑過大， 會(huì)造成因電弧過長 而不能焊透，為防止根部焊不透，第一層焊道應(yīng)選用小直徑焊條焊接， 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形接頭不存在焊不透的問題，應(yīng)選用較大直徑的焊條， 以提高生產(chǎn)率。2 .電源種類和極性(1)電源種類用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。采用直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、柔順、飛濺少，但電弧磁偏吹較交流 嚴(yán)重。低氫型焊條穩(wěn)弧性差，通常必須采用直流弧焊電源。用小電流焊接薄板時(shí)，也常用直流弧焊電源，因?yàn)橐”容^容易，電弧 比較穩(wěn)定。(2)極性對(duì)于直流電源有正接法和反接法；交流電源無

49、極性的區(qū)分。正接：焊件接正極，電極(焊條)接負(fù)極反接：焊件接負(fù)極，電極(焊條)接正極極性的選用，應(yīng)根據(jù)焊條的性質(zhì)和焊件所需的熱量來決定。直流電弧焊時(shí)，當(dāng)陽極和陰極材料相同時(shí)，由于陽極區(qū)溫度高于陰 極區(qū)，因此使用酸性焊條焊接厚板時(shí)，可采用直流正接，以獲得較大的 熔深；焊接薄板時(shí)，則采用直流反接，以防止燒穿。焊接重要結(jié)構(gòu)，使用堿性焊條(如 E5015等)時(shí)，無論是厚板或薄 板，均應(yīng)直流反接，這樣可以減少飛濺和氣孔，并使電弧穩(wěn)定燃燒。3 .焊接電流焊接電流：流經(jīng)焊接回路的電流增大焊接電流能提高生產(chǎn)率，但焊接電流過大易產(chǎn)生咬邊、焊穿等 缺陷，同時(shí)增加焊件變形和金屬飛濺，也會(huì)使焊接接頭的組織由于過熱 而

50、發(fā)生變化；而焊接電流過小會(huì)使電弧不穩(wěn)， 造成未焊透、夾渣以及焊 縫成形不良等缺陷，降低焊接接頭的力學(xué)性能。所以，焊接時(shí)要合理選 擇焊接電流。選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形 式、焊縫位置和層數(shù)等因素綜合考慮。決定焊接電流的主要因素是：焊條直徑、焊縫位置、焊條類型、焊接層 數(shù)。(1)焊條直徑焊條直徑越大，熔化焊條所需的熱量越多，焊接電流越大。碳鋼酸性焊條焊接電流大小與焊條直徑的關(guān)系一般可按下面的經(jīng)驗(yàn)公 式確定：(2)焊縫位置在相同焊條直徑的條件下，平焊時(shí)焊接電流可大些。其他位置焊接 時(shí)，為了防止熔化金屬從熔池中流出， 須減小熔池面積，以便于控制焊 縫成形，須采用小一些的

51、電流，立焊、橫焊時(shí)，一般比平焊位置小10% 15%,仰焊時(shí)比平焊位置小15%20%。(3)焊條類型在相同條件的情況下，堿性焊條使用的焊接電流一般應(yīng)比酸性焊條 小10%15%左右，否則焊縫中易產(chǎn)生氣孔。焊接不銹鋼，使用不銹鋼焊條時(shí)，為了減小品間腐蝕，以及減少焊 條發(fā)紅，焊接電流應(yīng)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。試焊過程中，可根據(jù)下述幾點(diǎn)來判斷電流是否合適：看飛濺：電流過大

52、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；電流過小時(shí)，電弧吹力小，熔渣和鐵水不易分 清?？春缚p成形：電流過大時(shí)，熔深大、焊縫余高低、兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊； 電流過小時(shí)焊縫窄而高、熔深淺、兩側(cè)與母材熔合不好；電流適中時(shí)， 焊縫兩側(cè)與母材熔合得很好，呈圓滑過渡?？春笚l熔化狀況：電流過大，焊條熔化了大半根時(shí)，其余部分均已發(fā) 紅；電流過小，電弧燃燒不穩(wěn)定，焊條易粘在焊件上。4 .電弧電壓電弧電壓由電弧長度決定，電弧長，電弧電壓高；電弧短，電弧電 壓低；焊接時(shí)，由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握。電弧過長時(shí)會(huì)出現(xiàn)下列不良情況：(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

53、能的浪費(fèi)；課時(shí)授 課計(jì)劃 副 頁1年 月日教學(xué)過程及授課內(nèi)容附注教學(xué)過程及授課內(nèi)容(2)焊縫厚度(熔深)小，易產(chǎn)生咬邊、焊不透、焊縫表面高低不平、 焊波不均勻的缺陷；(3)對(duì)熔化金屬的保護(hù)差，空氣中氧、氮等有害氣體易侵入，使焊縫 產(chǎn)生氣孔的可能性增加，使焊縫金屬的力學(xué)性能降低；電弧電壓的確定：應(yīng)力求使用短弧焊，相應(yīng)的電弧電壓為1625V; 立、仰焊時(shí)弧長應(yīng)比平焊更短些，以利于熔滴過度，防止熔化金屬下淌； 使用堿性焊條時(shí)應(yīng)比酸性焊條弧長短些，以利于電弧的穩(wěn)定和防止氣 孔。短弧：弧長為焊條直徑的0.51倍。5 .焊接速度焊接速度：單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長度。要求：均勻適當(dāng)，既保證焊透又不能焊穿，還要

54、使焊縫寬度和高度符合 圖紙要求。6 .焊接層數(shù)在焊件厚度較大時(shí)，往往需要進(jìn)行多層焊。對(duì)于低碳鋼和強(qiáng)度等級(jí) 較低的低合金鋼的多層焊，每層焊縫厚度不宜過大，過大時(shí)對(duì)焊縫金屬 的塑性(主要表現(xiàn)在冷彎上)有不利影響。因此，對(duì)質(zhì)量要求較高的焊縫， 每層厚度最好不大于45mm每層焊道厚度也不宜過小，否則，焊接層數(shù)增多不利于提高生產(chǎn)率。 焊接層數(shù)的確定：經(jīng)驗(yàn)法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每層厚度約等于焊條直徑的0.81.2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。計(jì)算法：焊接層數(shù)主要根據(jù)焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙 等來確定，可作如下近估算：n= 6 / d式中：n 為焊接層數(shù)；6為焊件厚度(mm);為焊條直徑(mm>二、焊條電弧焊工藝措施1 .預(yù)熱焊接前對(duì)焊件全部(或局部)進(jìn)行加熱的工藝措施(1)預(yù)熱的作用：降低焊后冷卻速度，減小淬硬程度，防止焊接裂紋， 減小焊接應(yīng)力與變形。對(duì)于剛性不大的低碳鋼、強(qiáng)度等級(jí)較低的低合金鋼的一般結(jié)構(gòu)不必預(yù)熱；焊接有淬硬傾向的焊接性不好的鋼材或剛度大的結(jié)構(gòu)時(shí)，需預(yù)熱； 焊接銘鍥不銹鋼時(shí)，不可進(jìn)行預(yù)熱，因?yàn)轭A(yù)熱可使熱影響區(qū)在危險(xiǎn)溫度 區(qū)的停留時(shí)間增加，增大品間腐蝕傾向。(2)預(yù)熱溫度的選擇：根據(jù)鋼材的成分、厚度、結(jié)構(gòu)剛性、接頭形式、 焊接材料、焊接方法及環(huán)境因素綜合考慮，并通過焊接試驗(yàn)來確定。鋼材的含碳量越多、合金元素越多、母材越厚、結(jié)構(gòu)