課題一平敷焊

1、第一單元第一單元 平敷焊平敷焊一、緒論一、緒論1、金屬連接方式：（1）機(jī)械連接： 可拆卸連接。（2）永久性連接： 不可拆卸連接。2、焊接定義 ： 是永久性連接金屬材料的方法，是通過(guò)加熱、加壓，或加熱同時(shí)加壓的方法，使分離的金屬借助原子間的結(jié)合與擴(kuò)散作用連接起來(lái)的工藝方法。 3、焊接特點(diǎn) （1）節(jié)省材料，減輕重量。（2）可化大為小、以小拼大。 簡(jiǎn)化復(fù)雜和大型零件的制造過(guò)程。（3）適應(yīng)性強(qiáng)。可焊范圍廣，連接性能好。 （4）能滿足特殊性能要求，可實(shí)現(xiàn)異種金屬和密封件的連接。（5）生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 （6）焊接應(yīng)力、變形，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。 4、焊接分類 二、焊接電弧

2、的概念二、焊接電弧的概念1、電弧本質(zhì)：是在電極與工件之間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。電極可以是金屬絲、鎢絲、碳棒或焊條。 2、電弧特點(diǎn)：低電壓、大電流、能量密度大、溫度高、移動(dòng)性好。 要使兩電極之間的氣體導(dǎo)電必須具備兩個(gè)條件： (1) 氣體電離 (2) 陰極電子發(fā)射 氣體電離：使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過(guò)程。電離方式：熱電離，電場(chǎng)作用的電離，光電離。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)射方式：熱發(fā)射 ，電場(chǎng)發(fā)射 ，撞擊發(fā)射 三、三、焊接電弧的結(jié)構(gòu)以及靜特性焊接電弧的結(jié)構(gòu)以及靜特性1、焊接電弧的結(jié)構(gòu)以及壓降分布三個(gè)區(qū)域：陽(yáng)極區(qū)

3、陰極區(qū) 弧柱區(qū)（1）陰極區(qū) 任務(wù)是向弧柱區(qū)提供電子流和接 受弧柱區(qū)送來(lái)的正離子流。陰極斑點(diǎn)：電子發(fā)射源 2130-3230，放出的熱量占焊接總熱量的36。（2）陽(yáng)極區(qū) 任務(wù)接收弧柱區(qū)過(guò)來(lái)的電子流和向弧柱區(qū)提供正離子流。陽(yáng)極斑點(diǎn)：電子對(duì)陽(yáng)極表面撞擊而形成的，2330-3980，放出的熱量占焊接總熱量的43。（3）弧柱區(qū) 起電子流和正離子流的導(dǎo)電通路作用，5730-7730，放出的熱量占焊接總熱量的21。（4）電弧電壓 U弧= U陽(yáng)+ U陰+ U柱2、焊接電弧的靜特性1)定義：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)，焊接電流和電弧電壓變化的關(guān)系，又稱伏安特性。2)電弧的靜特性曲線：

4、ab：電弧電壓隨電流的增加而下降， 是下降特性段bc段：呈等壓特性，即電弧電壓不隨電流的變化而變化，是平特性段cd段：電弧電壓隨電流的增加而上升，是上升特性段3、焊接電弧靜特性的應(yīng)用 對(duì)于不同的焊接方法，電弧靜特性曲線有所不同。靜特性下降段電弧燃燒不穩(wěn)定而很少采用。 焊條電弧焊、埋弧焊多半工作在靜特性水平段。 熔化極氣體保護(hù)焊、微束等離子弧焊、等離子弧焊也多半工作在水平段，當(dāng)焊接電流很大時(shí)才工作在上升段。 熔化極氣體保護(hù)焊和水下焊接基本上工作在上升段。U Ua aI Ia a焊條電弧焊焊條電弧焊埋弧焊、埋弧焊、不熔化不熔化極氣體極氣體保護(hù)焊、保護(hù)焊、微束等微束等離子弧離子弧焊焊細(xì)絲細(xì)絲熔化熔化

5、極氣極氣體保體保護(hù)焊護(hù)焊等離等離子弧子弧焊、焊、水下水下焊焊小電流小電流鎢極氬鎢極氬弧焊弧焊四、熔滴過(guò)渡及作用力四、熔滴過(guò)渡及作用力1、熔滴過(guò)渡：在電弧的熱作用下,焊絲與焊條端頭的熔化金屬形成熔滴，并在各種力的作用下向母材過(guò)渡,稱之為熔滴過(guò)渡。2、熔滴上的作用力：（1）重力：平焊：促進(jìn)熔滴過(guò)渡立焊、仰焊：阻礙熔滴過(guò)渡（2）表面張力：平焊：阻礙熔滴過(guò)渡立焊、仰焊：促進(jìn)熔滴過(guò)渡（3）電磁力： 電流通過(guò)熔滴時(shí)，導(dǎo)體的截面是變化的，將產(chǎn)生電磁力的軸向分力，其方向總是從小截面指向大截面。 在焊絲與熔滴連接的縮頸處電磁力是由小斷面指向大斷面，是促進(jìn)過(guò)渡的。（4）斑點(diǎn)壓力： 阻礙熔滴過(guò)渡(斑點(diǎn)面積小于熔滴直

6、徑時(shí))。（5）氣體吹力： 促進(jìn)熔滴過(guò)渡。3、熔滴過(guò)渡形式：（1）滴狀過(guò)渡： 粗滴過(guò)渡：小電流，高弧壓，弧長(zhǎng)較長(zhǎng)，熔滴容易長(zhǎng)大，而且電流較小，弧根小于熔滴直徑，斑點(diǎn)壓力阻礙過(guò)渡，熔滴長(zhǎng)大，電磁力不易形成縮頸， Fg F ，熔滴脫離焊絲，造成大顆粒過(guò)渡。一般不采用。 粗滴過(guò)渡： CO2 電弧焊時(shí)，加大電流，斑點(diǎn)面積增大，電磁力增加，形成細(xì)顆粒過(guò)渡，頻率也增大，飛濺小，成型較好，生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。（2）短路過(guò)渡： 電流小，弧長(zhǎng)短，弧壓低，焊絲較細(xì)，過(guò)渡頻率較高，成型較好，主要用于薄板及全位置焊接過(guò)程。 這種過(guò)渡過(guò)程,可分為熔滴長(zhǎng)大短路、細(xì)頸形成、金屬液橋破斷、電弧復(fù)燃四個(gè)階段。（3）噴射過(guò)渡： 電流較

7、小時(shí)，熔滴在重力作用下呈大滴狀過(guò)渡。隨著電流的增加，電磁力等離子流力增,軸向電磁力由原來(lái)的阻礙過(guò)渡變?yōu)榇龠M(jìn)過(guò)渡，這時(shí)熔滴長(zhǎng)大將受到限制，熔滴流速加快。 與電流密度和電弧長(zhǎng)度有關(guān)。五、電弧焊條五、電弧焊條1、電弧焊機(jī) 弧焊變壓器、直流弧焊發(fā)電機(jī)和弧焊整流器。（1）BX1-330型弧焊變壓器 動(dòng)鐵心式，電流調(diào)節(jié)分粗調(diào)和細(xì)調(diào)，動(dòng)鐵心向外移動(dòng)，焊接電流增大。（2）BX3-300型弧焊變壓器 動(dòng)圈式，電流調(diào)節(jié)分粗調(diào)和細(xì)調(diào)。活動(dòng)線圈與固定線圈距離增大時(shí)，焊接電流增大。（3）ZXG-300型弧焊變壓器 直流電焊機(jī)整流弧焊機(jī)整流弧焊機(jī) 交流弧焊機(jī)交流弧焊機(jī) 普通直流弧焊機(jī)普通直流弧焊機(jī) 弧焊逆變器弧焊逆變器

8、（4）弧焊逆變器： 省料、質(zhì)量輕、體積?。簜鹘y(tǒng)弧焊電源用工頻傳送電能，而逆變電機(jī)使用幾千到幾萬(wàn)Hz的頻率傳送電能。制作變壓器的用料與頻率成反比，因而逆變電機(jī)的重量為普通電機(jī)的1/5到1/10，體積為原來(lái)的1/3左右。 高效節(jié)能：變壓器處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器采用鐵損小的材料。從而效率高，可達(dá)80-90%；主電路有電容，從而功率因數(shù)高， 改善工藝性能工作頻率高，需要的濾波電感小，電磁慣性小，動(dòng)特性好，可以進(jìn)一步逆變1、焊條的組成 （1）由焊芯及藥皮兩部分構(gòu)成。焊條是在金屬焊芯外將涂料(藥皮)均勻、向心地壓涂在焊芯上。（2）在焊條前端藥皮有45左右的倒角，這是為了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯，約占焊條

9、總長(zhǎng)1/16，便于焊鉗夾持并有利于導(dǎo)電。 （3）通常所說(shuō)的焊條規(guī)格，實(shí)際上是指焊芯直徑。六、焊條：2、酸性焊條和堿性焊條：（1）酸性焊條 藥皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物。 酸性焊條焊接工藝性好，電弧穩(wěn)定，可交、直流兩用，飛濺小、熔渣流動(dòng)性和脫渣性好，熔渣多呈玻璃狀，較疏松、脫渣性能好，焊縫外表美觀。 酸性焊條的藥皮中含有較多的二氧化硅、氧化鐵及氧化鈦，氧化性較強(qiáng)，焊縫金屬中的氧含量較高，合金元素?zé)龘p較多，合金過(guò)渡系數(shù)較小，熔敷金屬中含氫量也較高，因而焊縫金屬塑性和韌性較低。（2）堿性(低氫型)焊條 藥皮中含有大量的堿性造渣物(大理石、螢石等)，并含有一定數(shù)量的脫氧劑和滲合金劑。

10、堿性焊條主要靠碳酸鹽(如CaCO3等)分解出CO2作保護(hù)氣體，弧柱氣氛中的氫分壓較低，而且螢石中的氟化鈣在高溫時(shí)與氫結(jié)合成氟化氫(HF)，降低了焊縫中的含氫量，故堿性焊條又稱為低氫型焊條。 堿性渣中CaO數(shù)量多，熔渣脫硫的能力強(qiáng)，熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強(qiáng)。而且，堿性焊條由于焊縫金屬中氧和氫含量低，非金屬夾雜物較少，具有較高的塑性和沖擊韌性。 堿性焊條由于藥皮中含有較多的螢石，電弧穩(wěn)定性差，一般多采用直流反接，只有當(dāng)藥皮中含有較多量的穩(wěn)孤劑時(shí)，才可以交、直流兩用。 堿性焊條一般用于較重要的焊接結(jié)構(gòu)，如承受動(dòng)載荷或剛件較大的結(jié)構(gòu)。 (1)電焊鉗： 300A和500A兩種，要求絕緣隔熱 (2)面

11、罩和護(hù)目鏡：七、防護(hù)、輔助用品（3）焊條保溫筒： 低氫型焊條使用（4）坡口尺寸檢測(cè)器:（5）敲渣錘（6）鋼絲刷（7）氣動(dòng)打渣工具及 高速角向砂輪機(jī)1、劃擦法 要領(lǐng)：動(dòng)作似劃火柴，先將焊條末端對(duì)準(zhǔn)引弧處然后將手腕扭轉(zhuǎn)一下，使焊條在引弧處輕微劃擦一下，劃動(dòng)長(zhǎng)度為20mm左右，電弧引燃后應(yīng)立即使弧長(zhǎng)保持在所用焊條直徑相應(yīng)的范圍內(nèi)（約34mm）劃擦法一般適用于堿性焊條 2、直擊法 （碰擊法） 要領(lǐng)：先將焊條，末端對(duì)準(zhǔn)引弧處，輕輕敲擊工作，隨后將焊條提起34mm穩(wěn)弧，直擊法一般適用于酸性焊條或在狹窄的地方焊接。 注意：引弧時(shí)，如果發(fā)生焊條粘住焊件，只要將焊條左右擺動(dòng)幾下，就可以脫離焊件，如果 焊條還不能

12、脫離焊件，就應(yīng)該立即使焊鉗脫離焊條，待焊條冷卻后用手將焊條扳掉。八、引弧1、運(yùn)條： 電弧引燃后，就開(kāi)始正常的焊接過(guò)程。為獲得良好的焊縫成形，焊條得不斷地運(yùn)動(dòng)。焊條的運(yùn)動(dòng)稱為運(yùn)條。運(yùn)條是電焊工操作技術(shù)水平的具體表現(xiàn)。焊縫質(zhì)量的優(yōu)劣、焊縫成形的好壞，主要由運(yùn)條來(lái)決定。 包括：起頭、焊道的連接和收尾九、運(yùn)條方法2、運(yùn)條的三個(gè)基本動(dòng)作 （1）焊條的送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 主要是用來(lái)維持所要求的電弧長(zhǎng)度。（2）焊條的橫向擺動(dòng)。 可獲得一定寬度、高度和一定熔深的焊縫（3）沿焊縫移動(dòng)。 為了控制熔池溫度，使焊縫具有一定的寬度和高度 3、運(yùn)條方法：（1）直線形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條不做橫向擺動(dòng)，僅沿焊接方向做直

13、線移動(dòng)。常用于不開(kāi)坡口的對(duì)接平焊、多層多道焊(圖示)（2）直線往復(fù)運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條沿焊縫的縱向做來(lái)回?cái)[動(dòng)，特點(diǎn)是焊接速度快，焊縫窄而低，散熱快。適用于薄板和接頭間隙較大的多層焊的第一層焊。（3）鋸齒形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條做鋸齒形連續(xù)擺動(dòng)及向前移動(dòng)，并在兩邊稍停片刻，擺動(dòng)的目的是為了得到必要的焊縫寬度，以獲得較好的焊縫成形(圖)。這種方法在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣，多用于厚板對(duì)接焊。（4）月牙形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條沿焊接方向做月牙形的左右擺動(dòng)，同時(shí)需要在兩邊稍停片刻，以防咬邊(圖)。這種方法應(yīng)用范圍和鋸齒形運(yùn)條法基本相似。（5）正三角形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊

14、條做連續(xù)的三角形運(yùn)動(dòng)，不斷向前移動(dòng)(圖)。其特點(diǎn)是能一次焊出較厚的焊縫斷面，且不易產(chǎn)生夾渣缺陷。適于開(kāi)坡口立對(duì)接焊、T型接頭立角焊。（6）斜三角形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，動(dòng)作與正三角形運(yùn)條方法相同(圖)。適于焊接平、仰位置的角焊縫和有坡口的橫焊縫。（7）正圓圈形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條連續(xù)做正圓圈形運(yùn)動(dòng)并向前移動(dòng)(圖)。適用于焊接厚焊件的平焊縫。（8）斜圓圈形運(yùn)條法：這種運(yùn)條方法焊接時(shí)，焊條動(dòng)作與正圓圈運(yùn)條法相同(圖249、圖250)。其特點(diǎn)是利于控制熔化金屬不受重力作用而產(chǎn)生下淌現(xiàn)象，利于焊縫成形，適用于平、仰T形接頭焊縫和對(duì)接橫焊縫。 注意：注意： 運(yùn)條方法應(yīng)根據(jù)接頭形式、坡口

15、形式、運(yùn)條方法應(yīng)根據(jù)接頭形式、坡口形式、焊接位置、焊條直徑和性能、焊接工藝要求焊接位置、焊條直徑和性能、焊接工藝要求及焊工的技術(shù)水平等來(lái)確定。及焊工的技術(shù)水平等來(lái)確定。十、操作要點(diǎn)1、焊道的起頭： 起頭是指剛開(kāi)始焊接的階段，在一般情況下這部分焊道略高些，質(zhì)量也難以保證。因?yàn)楹讣春钢皽囟容^低，而引弧后又不能迅速使焊件溫度升高，所以起點(diǎn)部分的熔深較淺； 對(duì)焊條來(lái)說(shuō)在引弧后的2s內(nèi)，由于焊條藥皮未形成大量保護(hù)氣體，最先熔化的熔滴幾乎是在無(wú)保護(hù)氣氛的情況下過(guò)渡到熔池中去的，這種保護(hù)不好的熔滴中有不少氣體。如果這些熔滴在施焊中得不到二次熔化，其內(nèi)部氣體就會(huì)殘留在焊道中形成氣孔。 不開(kāi)坡口的對(duì)接平焊，

16、直線形運(yùn)條，短弧焊接。起頭焊接,在板端內(nèi)（焊縫上）1015MM處引弧后，立即將電弧移向焊縫起焊處（借助弧光找到）。 拉長(zhǎng)電弧預(yù)熱12S，隨即壓低電弧，采用直線運(yùn)條法向前施焊。 焊接時(shí)，還要仔細(xì)觀察熔池狀態(tài)，正常情況下， 在電弧及氣流吹力作用下，鐵水與熔渣是分離的。 熔渣覆蓋鐵水區(qū)域量的大小，取決于焊接電流的大小，焊條角度、一定電弧長(zhǎng)度的變化。 未被熔渣覆蓋而顯露的明亮清澈的鐵水部分就是我們常說(shuō)的“溶池形狀”。 通過(guò)觀察熔池形狀，我們就能判斷焊接過(guò)程中溫度的高低（焊接電流的大?。?、溫度的分布（電弧在焊縫中位置、停留時(shí)間、焊條角度等），以便控制和調(diào)整運(yùn)條。 焊接時(shí)，若發(fā)現(xiàn)熔渣與鐵水距離很進(jìn)或全部覆

17、蓋了鐵水，說(shuō)明將要產(chǎn)生熔渣超前現(xiàn)象，如不及時(shí)克服，將會(huì)產(chǎn)生夾渣缺陷。 解決的辦法是立即減少焊條的傾角，操作過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)熔渣與鐵水混合，不易分清，即可把電弧稍微拉長(zhǎng)一些，同時(shí)將焊條向焊接方向傾斜，并向溶池后面推送熔渣，將熔渣推到熔池后面（見(jiàn)圖），維持焊接正常進(jìn)行。 必要時(shí)增大焊接電流、或選 用功25的焊條。 為了解決熔深太淺的問(wèn)題，可在引弧后先將電弧稍微拉長(zhǎng)，使電弧對(duì)端頭有預(yù)熱作用，然后適當(dāng)縮短電弧進(jìn)行正式焊接。 另一種間接方法是采用引弧板，即在焊前裝配一塊金屬板，從這塊板上開(kāi)始引弧，焊后割掉(圖2)。采用引弧板，不但保證了起頭處的焊縫質(zhì)量，也能使焊接接頭始端獲得正常尺寸的焊縫，常在焊接重要結(jié)構(gòu)

18、時(shí)應(yīng)用。2、焊道的連接 一條完整的焊縫，由于受焊條長(zhǎng)度限制需用若干根焊條焊接而成，這就出現(xiàn)了焊道連接問(wèn)題(圖)。 為了保證焊道連接質(zhì)量，使焊道連接均勻，要求焊工在焊道連接時(shí)選用恰當(dāng)?shù)姆绞讲⑹炀氄莆铡?焊道連接有四種方式： 1）第一種連接方式應(yīng)用最多，如圖。 接頭方法是在先焊焊道弧坑前面約10 mm處引弧，拉長(zhǎng)電弧移到原弧坑23處，壓低電弧，焊條做微微轉(zhuǎn)動(dòng)，待填滿弧坑后即向前移動(dòng)進(jìn)入正常焊接(圖)。 2）第二種連接方法 如圖。 要求先焊焊道的起頭處要略低一些，連接時(shí)在先焊焊道的起頭稍前處引弧，并稍微拉長(zhǎng)電弧，將電弧移到先焊焊道起頭處，壓低電弧，覆蓋熔合好端頭處即向前移動(dòng)進(jìn)入正常焊接(圖2)。 連接時(shí)在先焊焊道的起頭稍前處引弧，并稍微拉長(zhǎng)電弧，將電弧移到先焊焊道起頭處，壓低電弧，覆蓋熔合好端頭處即向前移