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6焊接與熱切割教學(xué)基本要求:1(基本知識(shí)?了解手工電弧焊焊縫的形成過程。?了解手工電弧焊對(duì)電源設(shè)備的要求,以及交、直流焊機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)與應(yīng)用。?掌握焊條組成及各部分的作用;了解焊條的分類方法和應(yīng)用。?了解常見焊接接頭型式和坡口型式,了解焊縫空間位置的特點(diǎn)。?熟悉手工電弧焊焊接規(guī)范的選擇和操作要領(lǐng)及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響。?了解氣焊火焰的特點(diǎn)與應(yīng)用,熟悉氣焊的基本操作方法。?了解氧氣切割原理及切割過程、氧氣切割對(duì)材料的要求。?了解埋弧自動(dòng)焊、氬弧焊、CO氣體保護(hù)焊、電阻焊、電渣焊、釬焊、真空電子束焊、激光焊接與2切割以及等離子弧焊接與切割的基本原理與應(yīng)用。2(基本技能?能正確操作交流弧焊機(jī)或直流弧焊機(jī),能進(jìn)行焊接電流的調(diào)節(jié),能正確操作引弧。?掌握電弧焊對(duì)接平焊的操作要領(lǐng),焊出較整齊的焊縫。?能分辨焊縫表面的可見缺欠。?掌握氣焊的點(diǎn)火、滅火過程及火焰種類的調(diào)節(jié)。?掌握氣焊平焊操作要領(lǐng)并能焊出較整齊的焊縫;基本掌握氣割的操作要領(lǐng)。3(操作實(shí)踐配合實(shí)習(xí)教學(xué)進(jìn)度,進(jìn)行練習(xí)板、對(duì)接板的手工電弧焊和氧乙炔焊的操作。概述焊接是通過加熱或加壓,或者兩者并用,并且用或不用填充材料,使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最重要的加工工藝之一,廣泛用于制造和修理各種結(jié)構(gòu)和設(shè)備。焊接作為一種降低成本、提高生產(chǎn)效率的有效手段,不僅可以得到優(yōu)質(zhì)、可靠的工件,而且可以創(chuàng)造出原則上完全新穎的產(chǎn)品。焊接的加工對(duì)象,不僅有各種各樣的金屬,而且還可以是塑料、碳纖維、工程陶瓷、半導(dǎo)體等非金屬。與鉚接(圖6-1)相比,焊接(圖6-2)具有節(jié)省金屬材料、接頭密封性好、生產(chǎn)效率高、應(yīng)用廣泛等一系列優(yōu)點(diǎn)。在許多工業(yè)部門中應(yīng)用的金屬結(jié)構(gòu),如建筑鋼結(jié)構(gòu)、船體、機(jī)動(dòng)車輛、管道、壓力容器等,幾乎全部采用了焊接結(jié)構(gòu)。在機(jī)器制造工業(yè)中,過去不少用整體鑄造或鍛造生產(chǎn)的大型毛坯,也采用了焊接結(jié)構(gòu)。焊接還常用于鑄鍛件缺陷和受損壞零件的修復(fù)。圖6-1鉚接接頭圖6-2焊接接頭焊接的方法種類很多,按焊接過程的工藝特點(diǎn)和母材金屬所處的表面狀態(tài),通常把焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。熔化焊是指焊接過程中將焊件接頭加熱到熔化狀態(tài),不加壓力完成焊接的方法。熔化焊時(shí)利用電能或化學(xué)能使焊接接頭局部熔化成熔融狀態(tài),然后冷卻結(jié)晶,連接成一體,如電弧焊、氣焊等。壓力焊是指焊接過程中對(duì)焊件施加壓力(可同時(shí)加熱或不加熱),以完成焊接的方法。壓力焊時(shí)加壓使焊件接頭產(chǎn)生塑性變形,連接成一體,如電阻焊。釬焊是指采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料,將母材和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度,利用釬料潤濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的方法,如銅釬焊、錫釬焊等。焊接存在的問題是:焊接接頭的組織和性能與母材相比會(huì)發(fā)生變化;焊接后會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力與變形;容易產(chǎn)生焊接裂紋等缺陷。這些問題的存在會(huì)影響焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。切割是使固態(tài)金屬分離的方法,熱切割是指切割過程中伴隨有熱現(xiàn)象,常見的熱切割有氣割、等離子弧切割和激光切割等。手工電弧焊利用電弧作為焊接熱源的熔化焊方法,稱為電弧焊。用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法,稱為手工電弧焊,如圖6-3所示。手工電弧焊所需設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便、靈活,適應(yīng)性強(qiáng),適用于厚度2mm以上的各種金屬材料和形狀結(jié)構(gòu)的焊接,特別適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊縫短小、彎曲或各種空間位置焊縫的焊接。手工電弧焊的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率較低,焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定,對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求較高。目前是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種焊接方法。圖6-3手工電弧焊1-母材2-焊縫3-焊渣4-電弧5-焊條6-焊鉗7-焊機(jī)8-熔池焊接電弧與焊接過程焊接電弧焊接電弧是在兩電極間或電極與焊件間氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。電弧放電時(shí),能產(chǎn)生6000?以上的高溫和耀眼的弧光。電弧焊就是利用電弧產(chǎn)生的高溫作為焊接熱源,使焊條和焊件發(fā)生局部熔化而實(shí)現(xiàn)焊接。用直流弧焊機(jī)焊接時(shí),焊接電弧由陰極區(qū)、弧柱區(qū)和陽極區(qū)所組成,如圖6-4所示。當(dāng)兩極的材料均為低碳鋼時(shí),弧柱區(qū)的溫度可達(dá)5000K以上,陰極區(qū)的溫度約為2400K,陽極區(qū)的溫度約為2600K,陽極區(qū)的溫度高于陰極區(qū)。焊接厚工件時(shí),為保證工件燒透,將工件接焊機(jī)正極,焊條接焊機(jī)負(fù)極,稱為正接法;焊接薄工件時(shí),為防止燒穿工件,將工件接焊機(jī)負(fù)極,焊條接焊機(jī)正極,稱為反接法。圖6-4直流電弧構(gòu)造直流焊機(jī)的接線法見圖6-5。1-直流電源2-焊條3-陰極區(qū)用交流弧焊機(jī)焊接時(shí),由于電流的極性是4-弧柱區(qū)5-陽極區(qū)6-焊件交變的,兩極的溫度基本相同,故不存在正接和反接的問題。a)b)圖6-5直流弧焊機(jī)的接線方法a)正接b)反接1-直流弧焊機(jī)2-焊鉗3-焊條焊接過程焊接時(shí),由于焊條與工件間具有電壓,當(dāng)兩者相互接觸時(shí),相當(dāng)于電弧焊電源短接,由于焊條端部和焊件表面不平整,在某些接觸點(diǎn)處通過的電流密度很大,使接觸部分的金屬迅速熔化,甚至部分蒸發(fā)、汽化,引起強(qiáng)烈的電子發(fā)射和氣體電離;當(dāng)焊條離開焊件并且保持較小距離時(shí),電弧便在兩極間連續(xù)燃燒起來;電弧熱量使工件和焊條發(fā)生熔化形成熔池;電弧與焊接區(qū)受到焊條藥皮分解產(chǎn)生的氣體及熔渣的保護(hù),使其與大氣相隔離;當(dāng)電弧連續(xù)向前移動(dòng)時(shí),焊件和焊條不斷熔化匯成新的熔池,原來的熔池則不斷冷卻凝固,形成連續(xù)的焊縫。焊接設(shè)備與工具焊接設(shè)備為了滿足焊接過程的需要,各種焊接設(shè)備應(yīng)具備以下基本性能要求:焊接開始時(shí),設(shè)備能提供較高的空載電壓(約60,80V),以便于引燃電弧;焊接過程中,能提供穩(wěn)定的低電壓、大電流;當(dāng)焊條與焊件短路時(shí),能把短路電流限制在某一安全數(shù)值內(nèi)(一般為額定電流的1.5,2倍);焊接電流可根據(jù)焊接需要方便、靈活地進(jìn)行調(diào)節(jié)。(1) 交流弧焊機(jī)是一種特殊的降壓變壓器,又稱為弧焊變壓器。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、使用方便、噪音較小、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),但電弧穩(wěn)定性較差。生產(chǎn)上用的交流弧焊機(jī)較多,圖6-6為BX1-330交流弧焊機(jī),是目前工廠常用的交流弧焊機(jī)之一。其型號(hào)中“B”表示弧焊變壓器,“X”表示下降外特性(電源輸出端電壓與輸出電流的關(guān)系稱為電源的外特性),“1”為系列序號(hào),“330”表示弧焊機(jī)的額定電流為330A。圖6-6交流弧焊機(jī)1-外電源2-電閘3-保險(xiǎn)絲4-輸入電纜5-調(diào)節(jié)手柄(細(xì)調(diào)電流)6-接地螺釘7-焊鉗8-焊條9-焊接件10-焊接電纜線11-線圈抽頭(粗調(diào)電流)12-電流指示盤(2) 旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)由一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)直流弧焊發(fā)電機(jī)組成,又稱為弧焊發(fā)電機(jī)。旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)的電弧穩(wěn)定性好,焊縫質(zhì)量較好,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高,維修較困難,使用時(shí)噪音大。圖6-7為AX1-500旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)。其型號(hào)中“A”表示弧焊發(fā)電機(jī),“X”表示下降外特性,“1”為系列序號(hào),“500”表示弧焊機(jī)的額定電流為500A。圖6-7旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)1-外電源2-電閘3-保險(xiǎn)絲4-輸入電纜5-調(diào)節(jié)手柄6-電流指示盤7-直流發(fā)電機(jī)8-粗調(diào)電流接頭9-接地螺釘10-焊鉗11-焊條12-焊接件13-焊接電纜線14-交流電動(dòng)機(jī)整流弧焊機(jī)整流弧焊機(jī)是電弧焊專用的整流器,故又稱弧焊整流器。它是利用交流電經(jīng)過變壓、整流后獲得直流電,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、工作可靠、噪音較小、維修方便和效率高等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被大量應(yīng)用。與交流弧焊機(jī)相比,整流弧焊機(jī)的電弧穩(wěn)定性好;與旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)比較,整流弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,使用時(shí)噪音小。整流弧焊機(jī)是我國手工電弧焊機(jī)的發(fā)展方向。圖6-8為ZXG-300整流弧焊機(jī),是一種常用的整流弧焊機(jī)。其型號(hào)中“Z”表示弧焊整流器,“X”表示下降外特性,“G”表示整流弧焊機(jī)采用的是硅整流元件,“300”表示整流弧焊機(jī)的額定電流是300A。圖6-8整流弧焊機(jī)1-外電源2-電閘3-保險(xiǎn)絲4-電流指示盤5-電流調(diào)節(jié)器6-電源開關(guān)7-焊鉗8-焊條9-焊接件10-焊接電纜線11-輸入電纜焊接工具焊鉗焊鉗是用來夾持焊條進(jìn)行操作的工具,如圖6-9所示。焊鉗與焊機(jī)間用一根電纜連接;在焊機(jī)與焊件間用另一根電纜連接;焊鉗外部用絕緣材料制成,有絕緣和隔熱的功效。圖6-9焊鉗圖6-10手持式面罩面罩面罩用于防止弧光及飛濺的金屬灼傷操作者面部,分為手持式和頭盔式兩種。面罩觀察窗上裝有有色化學(xué)玻璃,可過濾紫外線和紅外線,在電弧燃燒時(shí)通過觀察窗觀察電弧燃燒情況和熔池,以便于操作。手持式面罩如圖6-10所示。輔助工具輔助工具包括焊條箱(筒)、尖頭錘和鋼絲刷等。焊條箱(筒)用于盛放焊條,尖頭錘用于清除焊渣,鋼絲刷主要用于除銹。焊條焊條結(jié)構(gòu)焊條是手工電弧焊時(shí)的焊接材料,由焊芯和藥皮組成,如圖6-11所示。焊芯是組成焊縫金屬的主要材料,為一金屬棒,既作為焊接電極傳導(dǎo)電流,產(chǎn)生電弧,又作為填充焊縫的金屬,熔化后填充焊縫。焊芯的直徑稱為焊條直徑,最小為1.6mm,最大為8mm;焊芯的長度即為焊條的長度。常用焊條的直徑和長度規(guī)格如表6-1所示。藥皮是涂壓在焊芯表面的涂料層,由礦物質(zhì)、有機(jī)物、合金粉末和粘接劑等原料按一定比例配制而成,其作用是保證焊接電弧的穩(wěn)定燃燒,保護(hù)熔池內(nèi)的金屬不被氧化,彌補(bǔ)燒損的合金元素以提高焊縫的力學(xué)性能。圖6-11焊條的結(jié)構(gòu)1-藥皮2-焊芯3-焊條夾持端表6-1焊條的直徑及長度規(guī)格焊條直徑(d)/mm2.0,2.53.2,4.05.0,5.8焊條長度(L)/mm250,300350,400400,4506.2.3.2焊條種類及型號(hào)按藥皮熔渣的性質(zhì)不同,焊條可分為兩類:酸性焊條和堿性焊條。藥皮中含有多量酸性氧化物(如SiO、TiO、FeO等)的焊條,稱為酸性焊條,常用的酸性焊條有鈦鈣型焊2223條。藥皮中含有多量堿性氧化物(如CaO、MnO、FeO、NaO、MgO等)的焊條,稱為堿2性焊條,常用的堿性焊條其藥皮是以碳酸鹽和氟石為主的低氫型焊條。酸性焊條適用于交、直流焊機(jī),焊接工藝性能較好,但焊縫力學(xué)性能,尤其是沖擊韌性較差,適用于一般的低碳鋼和強(qiáng)度不高的低合金鋼結(jié)構(gòu)的焊接。堿性焊條主要適用于直流焊機(jī),且引弧困難,電弧不夠穩(wěn)定,但焊縫力學(xué)性能和抗裂性能良好,適用于低合金鋼、合金鋼以及承受動(dòng)載荷的低碳鋼重要結(jié)構(gòu)的焊接。按被焊金屬的不同,焊條還可分為碳鋼焊條、鑄鐵焊條、不銹鋼焊條、鋁及其合金焊條、銅及其合金焊條等。根據(jù)GB/T5117—1995的規(guī)定,碳鋼焊條的型號(hào)的編制是以英文字母“E”加四位數(shù)字來表示?!癊”表示焊條;前兩位數(shù)字表示焊縫金屬的最低抗拉強(qiáng)度值;第三位數(shù)字表示焊接位置,若為“0”或“1”表示焊條適合全位置焊接,若為“2”表示焊條適用于平焊;第三位和第四位數(shù)字組合后,表示焊接電流種類和藥皮類型,若為“03”表示可以交、直流兩用,鈦鈣型藥皮,若為“05”表示只能用直流電源,低氫型藥皮。例如E4303,其符號(hào)和數(shù)字的含義如下所示:E4303表示藥皮類型和電流種類:藥皮為酸性鈦鈣型,可交、直流兩用表示適用的焊接位置:全位置(平焊、立焊、橫焊和仰焊)表示焊縫金屬抗拉強(qiáng)度的最小值:?430MPa表示焊條常用的碳鋼焊條型號(hào)和主要用途見表6-2。表6-2常用的碳鋼焊條型號(hào)和主要用途型號(hào)藥皮類型焊接電流主要用途鈦鈣型直流、交流焊接較重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)和同強(qiáng)度等級(jí)的低合金鋼E4303鈦鐵礦型直流、交流焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)E4301高纖維鉀型直流、交流用于立向下焊的低碳鋼薄板結(jié)構(gòu)E4311高鈦鉀型直流、交流焊接一般低碳鋼薄板結(jié)構(gòu)E4313低氫鈉型直流反接焊接重要的低碳鋼和某些低合金干結(jié)構(gòu)E4315低氫鉀型直流、交流焊接重要的低碳鋼和某些低合金干結(jié)構(gòu)E4316氧化鐵型直流、交流焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)E4320鐵粉鈦鈣型直流、交流焊接較重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)的高效焊條E4323鐵粉氧化鐵型直流、交流焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)的高效高速重力焊條E4327鈦鐵礦型直流、交流焊接16Mn及相同強(qiáng)度等級(jí)的低合金鋼的一般結(jié)構(gòu)E5001鈦鈣型直流、交流焊接16Mn及相同強(qiáng)度等級(jí)的低合金鋼的一般結(jié)構(gòu)E5003低氫鈉型直流焊接重要的低碳鋼、中碳鋼或低合金鋼結(jié)構(gòu)E5015低氫鉀型直流、交流焊接中碳鋼及某些重要的低合金鋼結(jié)構(gòu)E5016鐵粉低氫鉀型直流、交流焊接重要的碳鋼及低合金鋼結(jié)構(gòu)E5018鐵粉鈦型直流、交流焊接低碳鋼及某些低合金鋼結(jié)構(gòu)的高效焊條E5024鐵粉氧化鐵型直流、交流焊接低碳鋼及某些低合金鋼結(jié)構(gòu)的高效焊條E5027鐵粉低氫型直流、交流用于碳鋼及低合金鋼結(jié)構(gòu)的高效率焊條E5028焊條的使用(1)焊條型號(hào)選用原則焊條型號(hào)的選用應(yīng)遵循以下原則:a(結(jié)構(gòu)鋼(包括低碳、中碳、普通低合金鋼)焊接時(shí),一般是按結(jié)構(gòu)鋼的抗卡強(qiáng)度來選擇相應(yīng)等級(jí)的焊條。b(合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí),焊條型號(hào)的選用要求焊縫金屬的合金成分與母材成分相同或相近。C(母材中的碳、硫、磷等元素含量較高時(shí),應(yīng)選用抗裂性較好的低氫型焊條。d(在高溫或低溫環(huán)境下工作的焊件,應(yīng)選用適應(yīng)該環(huán)境溫度的耐熱鋼焊條或低溫焊條。e(在腐蝕介質(zhì)中工作的焊件,應(yīng)選用不銹鋼焊條或其它耐腐蝕焊條。f(承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊件,應(yīng)選用塑性和韌性高的低氫型焊條。此外,還應(yīng)考慮焊件的形狀及剛性、焊條的工藝性能、施工條件和經(jīng)濟(jì)性等。在滿足使用性能和工藝性能的前提下,應(yīng)選用成本低、規(guī)格大、效率高的焊條。(2)焊條使用注意事項(xiàng)焊條使用時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng):a(所購焊條應(yīng)有生產(chǎn)廠的質(zhì)量合格證,若無合格證或?qū)笚l質(zhì)量有疑問時(shí),應(yīng)按批次抽查試驗(yàn),合格后方能使用。b(存放一年以上(從生產(chǎn)之日算起)的焊條,使用前應(yīng)進(jìn)行工藝性能試驗(yàn),合格后方能使用。c(對(duì)受潮嚴(yán)重、焊芯有明顯銹跡的焊條,需烘干后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估,各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足要求時(shí),方能使用,但不能焊接重要的產(chǎn)品。d(嚴(yán)重變質(zhì)或藥皮脫落的焊條,必須報(bào)廢,不得使用。e(焊條使用前,應(yīng)按說明書規(guī)定的溫度烘干。堿性(低氫型)焊條使用前的烘干溫度為350,400?,隨爐升溫,到溫后保溫l,2h;隨爐冷卻到100,150?后,放入保溫箱(筒)內(nèi),隨用隨取;當(dāng)天未用完的,應(yīng)放在保溫箱內(nèi)存放,否則使用前應(yīng)重新烘干;反復(fù)烘干的次數(shù)不能超過3次。酸性焊條在存放時(shí)間短、包裝完好的情況下,用于焊接一般結(jié)構(gòu)時(shí),使用前可不進(jìn)行烘干處理;當(dāng)焊條受潮后,可在隨爐升溫到80,150?,保溫1,2h烘干;焊接重要的結(jié)構(gòu)時(shí),必須烘干后使用。焊接接頭型式和坡口型式焊接接頭型式由于焊件厚度和使用條件的不同,需要采用不同的接頭型式。常用焊接接頭型式包括對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭和T接接頭等,各種接頭型式如圖6-12所示。其中對(duì)接接頭是比較理想的接頭型式,接頭焊縫方向與載荷方向垂直,是最常用的型式。a)b)c)d)圖6-12常用焊接接頭型式a) 對(duì)接b)搭接c)T接d)角接焊接坡口型式當(dāng)焊件較薄時(shí)(,6mm),在焊件接頭處留有一定間隙就能保證直接焊透;當(dāng)焊件厚度超過6mm時(shí),為了保證焊透,接頭處應(yīng)根據(jù)焊件厚度預(yù)先制出各種型式的坡口。對(duì)接接頭常見的坡口型式見表6-3。表6-3對(duì)接接頭常見的坡口型式坡口名稱簡(jiǎn)圖備注1(厚度為1,3mm時(shí),采用單面焊,間隙取0,1.5mm;I形坡口2(厚度為3,6mm時(shí),采用雙面焊1(厚度較小時(shí),采用單面焊;Y形坡口2(厚度較大時(shí),采用雙面焊1(厚度較小時(shí),采用單面焊;帶鈍邊U形坡口2(厚度較大時(shí),采用雙面焊雙Y形坡口采用雙面焊加工坡口時(shí),通常在焊件厚度方向留有直邊,稱為鈍邊,是為了防止燒穿。接頭組裝時(shí),通常留有間隙,是為了保證焊透。焊接較厚的焊件時(shí),為了焊滿坡口,應(yīng)采用多層焊或多道多層焊,如圖6-13所示。b) c)a)圖6-13焊縫施焊方法1、2、3???表示焊接順序a)單層焊b)多層焊c)多層多道焊焊接位置焊接過程中,焊縫在空間所處的位置,稱為焊接位置,可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊。對(duì)接接頭的各種焊接位置如圖6-14所示;角接接頭的焊接位置如圖6-15所示。各種焊接位置中,平焊操作方便,勞動(dòng)條件好,生產(chǎn)率高,焊縫質(zhì)量容易保證,因此,應(yīng)盡量放在平焊位置焊接。立焊、橫焊位置次之,仰焊位置最差。a)b)c)d)圖6-14對(duì)接接頭的焊接位置a)平焊b)立焊c)橫焊d)仰焊a)b)c)d)圖6-15角接接頭的焊接位置a)平焊b)立焊c)橫焊d)仰焊焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù),是指焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量的總稱。手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)包括電源種類及極性、焊條直徑、焊接電流、電弧長度、焊接速度和焊接層數(shù)等。焊接工藝參數(shù)選擇是否恰當(dāng),對(duì)焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率都有很大影響。6.2.6.1焊接電源種類及極性焊接電源通常是根據(jù)焊條性質(zhì)來選擇。酸性焊條可選擇直流電源,也可選擇交流電源,但因交流弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,使用和維修保養(yǎng)方便,應(yīng)優(yōu)先選擇。堿性焊條一般選用旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)或整流弧焊機(jī)。選用旋轉(zhuǎn)直流弧焊機(jī)或整流弧焊機(jī)時(shí)還要考慮極性的選擇。焊條直徑焊條直徑應(yīng)根據(jù)焊件厚度、接頭型式和焊縫空間位置來確定。不同厚度的焊件選用焊條直徑可按表6-4選擇。厚度大的焊件、角焊縫應(yīng)選用直徑大的焊條,以提高生產(chǎn)率;而對(duì)于立焊和仰焊,為了控制熔池,防止金屬液滴落,應(yīng)選擇直徑較小的焊條,一般應(yīng)小于4mm。表6-4焊條直徑的選擇焊件厚度,mm2,33,44,8&12,12焊條直徑,mm1.6,2.02.5,3.23.2,4.04.0,5.04.0,5.86.2.6.3焊接電流焊接電流是指焊接時(shí)流經(jīng)焊接回路的電流。焊接電流直接影響焊接過程的穩(wěn)定性及焊縫成形的質(zhì)量。電流過大會(huì)造成熔融金屬向熔池外飛濺,易產(chǎn)生咬邊和燒穿等缺陷;電流過小則熔池溫度低,熔渣與熔融金屬分離困難,易產(chǎn)生未焊透和夾渣,且生產(chǎn)率低。選擇焊接電流可參考焊條使用說明書,平焊時(shí)也可用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定:I,(30,55)d式中I——焊接電流,A;d 焊條直徑,mm。如采用直徑較小的焊條時(shí),應(yīng)選擇較小的系數(shù)。當(dāng)采用直流焊機(jī)時(shí),選用的焊接電流應(yīng)比交流焊機(jī)小10,;橫焊、立焊和仰焊時(shí)的焊接電流應(yīng)比平焊時(shí)小10,15,。焊接速度焊接速度是指焊條沿焊縫長度方向移動(dòng)的速度。焊接速度直接影響焊接效率。為了獲得最大的焊接速度,應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下,采用較大的焊條直徑和焊接電流。但焊接速度太快,焊波高而尖,焊縫熔寬和熔深都減小,甚至可能產(chǎn)生夾渣和焊不透的缺陷;焊接速度太慢,焊縫寬度和堆高增加,生產(chǎn)率低,焊薄板時(shí)還易燒穿。初學(xué)者要避免焊接速度太快。6.2.6.5電弧長度電弧長度決定電弧電壓。電弧長,電弧電壓高,反之,電壓低。電弧過長時(shí),燃燒不穩(wěn)定,熔深減小,易產(chǎn)生焊接缺陷。因此,焊接時(shí)要求采用短弧焊接,一般要求電弧長度不超過焊條直徑。焊接層數(shù)中、厚板焊接時(shí)必須開坡口,進(jìn)行多層焊接。由于后焊的焊層對(duì)先前的焊層有熱處理的作用,多層焊有利于提高焊縫質(zhì)量,前提是必須清理干凈前層的焊渣。手工電弧焊的基本操作引弧使焊件和焊條間產(chǎn)生穩(wěn)定電弧的過程稱為引弧。引弧時(shí),先將焊條引弧端與焊件接觸,形成短路,然后迅速將焊條向上提起2,4mm,電弧即可引燃。引弧的方法有敲擊法和劃擦法兩種,如圖6-16所示。敲擊法:不會(huì)損壞焊件表面,是生產(chǎn)中常用的引弧方法,但引弧成功率低。劃擦法:操作方便,以弧效率高,但容易損壞焊件表面,故較少采用。a)b)圖6-16引弧方法a)敲擊法b)劃擦法1、3-引弧前2、4-引弧后引弧操作應(yīng)注意以下幾點(diǎn):焊條提起要快,否則焊條容易粘在焊件上;如發(fā)現(xiàn)粘條現(xiàn)象,只需將焊條左右搖動(dòng)即可脫離。對(duì)于初學(xué)者,采用劃擦法不易粘條。焊條提起不能太高,否則電弧會(huì)燃而復(fù)滅。一般提起高度為2,4mm。若焊條與焊件接觸后不能引弧,往往是焊條端部有藥皮等妨礙導(dǎo)電,這時(shí)可將端部絕緣物質(zhì)清除,露出金屬表面以利導(dǎo)電。電弧引燃后,焊條會(huì)熔化變短。為了維持電弧穩(wěn)定燃燒,應(yīng)不斷向下送進(jìn)焊條,送進(jìn)焊條的速度應(yīng)和焊條熔化的速度相同,以保持電弧長度穩(wěn)定不變。堆敷平焊波在平焊位置的焊件上堆敷焊縫稱為堆敷平焊波,是手工電弧焊最基本的操作。初學(xué)者進(jìn)行操作練習(xí)時(shí),在選擇合適的焊接電流后,應(yīng)注意掌握好焊條角度,控制電弧的長度以及適當(dāng)?shù)暮附铀俣?。焊條角度平焊的焊條角度如圖6-17所示。電弧長度均勻地向下送進(jìn)焊條,保持電弧長度基本穩(wěn)定,電弧長度約為焊條的直徑。焊接速度均勻地沿焊接方向前移焊條,使焊接過程中保持熔池寬度基本不變(和所要求的焊縫熔寬相一致);焊厚板時(shí),焊條除作直線移動(dòng)外,同時(shí)要作橫向擺動(dòng)。焊接時(shí)的基本動(dòng)作如圖6-18所示。圖6-17平焊的焊條角度圖6-18焊接的基本動(dòng)作1-向下送進(jìn)2-沿焊接方向移動(dòng)3-橫向擺動(dòng)6.2.7.3焊縫收尾焊縫收尾時(shí),焊縫末端的尾坑應(yīng)當(dāng)填滿。為了填滿尾坑,通常是將焊條壓近尾坑,在其上方停留片刻,將尾坑填滿后再逐漸抬高電弧,使熔池逐漸縮小,最后滿滿拉斷電弧。焊縫收尾的方法還包括劃弧收尾、回焊收尾和反復(fù)斷弧收尾等。劃弧收尾法利用手腕動(dòng)作做圓周運(yùn)動(dòng),直到尾坑填滿后再逐漸向上拉斷電弧,如圖6T9a所示?;睾甘瘴卜ó?dāng)焊條移動(dòng)到焊縫末端時(shí),即停止向前移動(dòng),但不熄滅電弧,僅適當(dāng)改變焊條角度,待尾坑填滿后,再拉斷電弧,如圖6-19b所示。反復(fù)斷弧收尾法在尾坑處連續(xù)反復(fù)熄弧和引弧,直到填滿尾坑為止,如圖19c所示。a)b)c)圖6-19焊縫收尾方法a)劃弧收尾法b)回焊收尾法c)反復(fù)斷弧收尾法6.2.8手工電弧焊安全操作技術(shù)設(shè)備安全技術(shù)設(shè)備必須接地可靠,并安裝觸電保護(hù)器;線路各連接點(diǎn)必須接觸良好,防止松動(dòng)、接觸不良而發(fā)熱。焊鉗不得放置在工作臺(tái)上,以免短路燒毀焊機(jī)。焊機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí),應(yīng)立即切斷電源,停止工作。長時(shí)間不進(jìn)行焊接、操作完畢或檢查焊機(jī)時(shí)必須切斷電源。操作人員安全技術(shù)預(yù)防觸電焊前要檢查焊機(jī)外殼接地是否良好、焊鉗和焊接電纜絕緣有無破損;操作前應(yīng)穿絕緣鞋,并戴好電焊手套;操作過程中不能同時(shí)接觸焊機(jī)輸出兩端;發(fā)生觸電時(shí)應(yīng)立即切斷電源。避免弧光傷害穿好長袖工作服,戴好手套,以免弧光傷害皮膚;操作時(shí)要使用面罩,保護(hù)眼睛和面部皮膚;操作間要有效隔擋,以免弧光傷害他人。防止?fàn)C傷焊后的焊件不得用手直接接觸,必須用夾鉗夾取;敲渣時(shí)應(yīng)注意焊渣飛出方向,避免渣屑燙傷眼睛和臉部。注意通風(fēng)焊接場(chǎng)所應(yīng)通風(fēng)良好,有條件應(yīng)安裝通風(fēng)除塵設(shè)備,以防焊接時(shí)的有害氣體積聚,影響人員健康。防火、防爆焊接場(chǎng)所周圍不能存放易燃易爆物品;焊接結(jié)束應(yīng)檢查周圍有無火種。6.3氣焊與氣割氣焊氣焊是利用氣體火焰作熱源,熔化母材和填充金屬的焊接方法。氣焊通常使用的氣體是乙炔(CH)和氧氣(0),乙炔是可燃?xì)怏w,氧氣是助燃?xì)怏w,乙炔和氧氣混合燃燒222形成的火焰,稱為氧乙炔焰,其溫度可達(dá)3150?,采用氧乙炔焰進(jìn)行的焊接稱為氧乙炔焊,如圖5-20所示。與手工電弧焊相比,氣焊火焰的溫度低,熱量較分散,加熱較緩慢,生產(chǎn)率低,焊接變形大;氣焊火焰還會(huì)使液態(tài)金屬氧化,其保護(hù)效果較差,焊接接頭質(zhì)量不高。但氣焊不需要電源,適宜在無電源的野外作業(yè),且火焰加熱容易控制熔池溫度,易于獲得均勻焊透,實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。氣焊適宜焊接3mm以下的低碳鋼薄板、鑄鐵和管子,在質(zhì)量要求不高的情況下,也可用于不銹圖6-20氧乙炔焊示意圖鋼、鋁和銅及其合金的焊接。1-焊件2-熔池3-焊縫4-焊嘴5-焊絲6.3.1.1氣焊設(shè)備氣焊所用設(shè)備主要有氧氣瓶、乙炔瓶或乙炔發(fā)生器、減壓器、回火保險(xiǎn)器和焊炬等,其氣路連接如圖65-21所示。圖6-21氣焊設(shè)備的連接1-氧氣瓶2-氧氣減壓器3-乙炔瓶4-乙炔減壓器氧化瓶氧氣瓶是用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸氧氣的高壓容器,如圖6-22所示。其工作壓力3為15MPa,容積為40L,在15MPa壓力下可儲(chǔ)存6m的氧氣。氧氣瓶的外表面涂天藍(lán)色漆,并用黑漆寫上“氧氣”字樣。輸送氧氣的橡膠管一般為黑色或綠色。氧氣瓶的放置必須平穩(wěn)可靠,不得與其它氣瓶混放在一起;氧氣瓶與氣焊操作地點(diǎn)或其它火源的距離應(yīng)保持在5m以上;氧氣瓶嚴(yán)禁撞擊和接觸油脂;夏天要防止曝曬,冬季閥門凍結(jié)嚴(yán)禁用火烘烤,可用熱水解凍;氧氣瓶內(nèi)的氣體不能用完,瓶內(nèi)壓力不得少于0.2MPa。圖6-22氧化瓶圖6-23乙炔瓶1-瓶座2-瓶身3-瓶閥4-瓶帽1-瓶口2-瓶帽3-瓶閥4-石棉5-瓶身6-多孔填料7-瓶座8-瓶底乙炔瓶乙炔瓶是用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸乙炔氣的容器,如圖6-23所示。其工作壓力為1.5MPa,容積為40L。乙炔瓶的外表面涂白色漆,并用紅漆寫上“乙炔”和“火不可近”字樣。乙炔瓶內(nèi)裝有浸滿丙酮的多孔性填料,利用乙炔能溶解于丙酮的特性,能使乙炔穩(wěn)定、安全地儲(chǔ)存在瓶內(nèi)。使用時(shí),溶解在丙酮內(nèi)的乙炔分解出來,而丙酮仍留在瓶內(nèi),以便溶解再次灌入的乙炔。輸送乙炔的橡膠管一般為紅色。使用乙炔瓶時(shí),除了應(yīng)遵守氧氣瓶的使用要求外,還應(yīng)注意:瓶體溫度不得超過30,40?;搬運(yùn)、裝卸、存放和使用時(shí)應(yīng)豎立放置;不能遭受劇烈振動(dòng);必須配備回火保險(xiǎn)器;乙炔瓶與氧氣瓶的距離不得小于5m,與氣焊操作地點(diǎn)的距離應(yīng)保持在10m以上;存放地點(diǎn)必須通風(fēng)良好。乙炔發(fā)生器乙炔發(fā)生器是制造和貯存乙炔的設(shè)備,通過水與電石的反應(yīng)得到乙炔氣體。Q3-1型中壓乙炔發(fā)生器的構(gòu)造如圖6-24所示。使用時(shí),先向乙炔發(fā)生器、貯氣筒和回火保險(xiǎn)器注入水,使水從各自的溢水閥流出為止,然后關(guān)閉溢水閥;將電石籃升降桿移至最后一擋,使電石籃與水分離;裝入電石后,用開蓋手柄關(guān)閉發(fā)氣室,再將將電石籃升降桿移至最左一擋,使電石與水接觸,產(chǎn)生乙炔氣體;電石反應(yīng)結(jié)束后,若要繼續(xù)使用,應(yīng)先將發(fā)氣室的溢水閥打開,降低發(fā)氣室的壓力,然后再打開上蓋,添加電石。每天工作完畢,向下拉電石渣開關(guān)桿,將橡皮塞頂起,使電石渣自動(dòng)流出,然后用清水沖洗干凈。由于乙炔是易燃易爆氣體,乙炔發(fā)生器必須嚴(yán)格按安全使用規(guī)程操作。乙炔發(fā)生器必須安裝回火保險(xiǎn)器;乙炔發(fā)生器周圍嚴(yán)禁火種;移動(dòng)式乙炔發(fā)生器應(yīng)置于空氣流通處,并相距操作地點(diǎn)10m以上,要定期進(jìn)行檢查。圖6-24Q3-1型乙炔發(fā)生器1-貯氣筒水位閥2-貯氣筒3-排渣口4-內(nèi)層筒圈5-乙炔減壓器6-開蓋手柄壓板環(huán)筒蓋9-電石籃10-移動(dòng)調(diào)節(jié)桿11-筒體12-回火保險(xiǎn)水位閥13-回火保險(xiǎn)器減壓器減壓器是將高壓氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪簹怏w的調(diào)壓裝置。氣焊使用的氣體壓力一般比較低,因此,必須將氣瓶內(nèi)輸出的高壓氣體減壓后才能使用。減壓器的作用就是降低氣體壓力,并保持降壓后的氣體壓力穩(wěn)定不變,而且可以調(diào)節(jié)減壓器輸出氣體的壓力。常用氧氣減壓器的構(gòu)造和動(dòng)作原理如圖6-25所示。調(diào)壓螺釘松開后,活門彈簧將活門關(guān)閉,減壓器處于關(guān)閉狀態(tài),從氣瓶過來的高壓氣體停留在高壓室中,高壓表顯示高壓氣體的壓力,也即氣瓶內(nèi)氣體的壓力。擰入調(diào)節(jié)螺釘,使調(diào)壓彈簧受壓,活門被頂開,高壓氣體由活門處進(jìn)入低壓室,由于氣體體積膨脹,使氣體壓力下降,低壓表顯示出低壓氣體的壓力。隨著低壓室中氣體壓力增加,壓迫薄膜和調(diào)壓彈簧,使活門開啟度逐漸減小;當(dāng)?shù)蛪菏覂?nèi)的氣體壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí),活門將關(guān)閉。調(diào)整調(diào)壓螺釘?shù)臄Q入程度,可以改變低壓室內(nèi)的氣體壓力,獲得所需要的工作壓力。焊接時(shí),低壓氣體從出氣口流出通向焊炬,低壓室內(nèi)氣體壓力下降,使薄膜上鼓,頂開活門,高壓氣體經(jīng)活門進(jìn)入低壓室,補(bǔ)充輸出的氣體;當(dāng)輸出的氣體增多或減少時(shí),活門的開啟度也響應(yīng)增大或減小,使輸出氣體壓力保持穩(wěn)定。a)b)圖6-25減壓器構(gòu)造圖6-26回火保險(xiǎn)器工作示意圖1-高壓表2-低壓室3-調(diào)壓彈簧4-調(diào)壓手柄a)正常工作時(shí)b)回火時(shí)5-薄膜6-氣體通道7-低壓表8-安全帽1-防爆膜2-出氣管活門10-活門彈簧3-水位閥4-止回閥回火保險(xiǎn)器正常情況下,氧乙炔焰應(yīng)在焊嘴外燃燒,如果乙炔壓力不足、焊嘴或管路堵塞、焊嘴離焊件太近或焊嘴過熱,火焰會(huì)沿乙炔管路往內(nèi)燃燒,焊嘴外面的火焰突然熄滅,這就是回火現(xiàn)象?;鼗饸怏w溫度高、壓力大,如不即使排除,則有可能燒毀焊炬和管路,甚至引起乙炔瓶或乙炔發(fā)生器爆炸?;鼗鸨kU(xiǎn)器的作用就是截?cái)嗷鼗饸怏w,防止回火蔓延到乙炔氣源,從而保證設(shè)備和人員的安全。中壓水封式回火保險(xiǎn)器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖6-26所示。使用前,先將水加到水位閥的高度,關(guān)閉水位閥。正常焊接時(shí),乙炔從進(jìn)口輸入,推開球閥進(jìn)入回火保險(xiǎn)器,從出口輸送到焊炬。發(fā)生回火時(shí),回火氣體燃燒到回火保險(xiǎn)器后,被水面阻隔。由于回火氣體壓力大,使球閥關(guān)閉,乙炔不能再進(jìn)入回火保險(xiǎn)器,回火自動(dòng)熄滅。若回火保險(xiǎn)器內(nèi)的回火氣體壓力太大,則回火保險(xiǎn)器上部的防爆膜破裂,回火氣體排入大氣。更換防爆膜后才能繼續(xù)使用。焊炬焊炬又稱焊槍,是用于控制氣體混合比、流量及火焰并進(jìn)行焊接操作的工具。焊炬的作用是將乙炔和氧氣按一定比例均勻混合,由焊嘴噴出后點(diǎn)燃,產(chǎn)生氣體火焰。射吸式焊炬的外形如圖5-27所示。常用焊炬的型號(hào)有H01-2和H01-6等,型號(hào)中“H”表示焊炬,“0”表示手工,“1”表示射吸式,“2”和“6”表示可焊接最大厚度不超過2mm和6mm的低碳鋼板。每種型號(hào)的焊炬均配備3,5個(gè)大小不同的焊嘴,用于焊接不同厚度的焊件。圖6-27射吸式焊炬1-焊嘴2-氣體混合管3-乙炔閥門4-手柄5-氧氣閥門焊絲與氣焊熔劑焊絲氣焊焊絲在焊接過程中作為填充金屬與熔化的母材一起形成焊縫。焊接低碳鋼時(shí),常用的焊絲為H08和H08A等。氣焊時(shí)應(yīng)根據(jù)焊件厚度來選擇焊絲直徑,一般為2,4mm。為了保證焊接接頭質(zhì)量,焊絲直徑與焊件厚度不宜相差太大。氣焊熔劑氣焊熔劑是氣焊時(shí)的助熔劑,其作用是保護(hù)熔池金屬,去除焊接過程中產(chǎn)生的氧化物,增加液態(tài)金屬的流動(dòng)性和潤濕性。除焊接低碳鋼外,其它材料氣焊時(shí)需要使用氣焊熔劑,如鑄鐵、不銹鋼、耐熱鋼、銅、鋁等材料氣焊時(shí)均需使用氣焊熔劑。氣焊火焰氧乙炔火焰的性質(zhì)取決于氧氣和乙炔的混合比例,不同的氧氣和乙炔比例可獲得三種不同性質(zhì)的火焰,如圖6-28所示。中性焰當(dāng)氧氣和乙炔的體積比為1.1,1.2時(shí),燃燒的火焰為中性焰,又稱正常焰。中性焰由焰心、內(nèi)焰和外焰組成??拷鼑娮焯帪檠嫘?,呈白亮色;內(nèi)焰呈藍(lán)白色;外焰由內(nèi)向外逐漸由淡紫色變?yōu)槌赛S色?;鹧娓鞑糠值臏囟确植既鐖D6-29所示,其內(nèi)焰的溫度最高可達(dá)3150?。中性焰適用于焊接低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅、鋁及鋁合金等金屬材料,是應(yīng)用最廣的一種氣焊火焰。圖6-28氣焊火焰圖6-29中性焰的溫度分布a)中性焰b)碳化焰c)氧化焰碳化焰當(dāng)氧氣和乙炔的體積比小于1.1時(shí),燃燒的火焰為碳化焰。由于氧氣供給不足,乙炔燃燒不完全,碳化焰中含有游離碳,具有較強(qiáng)的還原作用和一定的滲碳作用。碳化焰的火焰長度大于中性焰,溫度較中性焰低,最高溫度約為2700,3000?。碳化焰適用于焊接高碳鋼、鑄鐵和硬質(zhì)合金等材料。氧化焰當(dāng)氧氣和乙炔的體積比大于1.2時(shí),燃燒的火焰為氧化焰。由于氧氣過量,燃燒較劇烈,火焰明顯縮短,只有焰心和外焰兩部分,但溫度可達(dá)3100,3300?。氧化焰對(duì)熔池金屬有強(qiáng)烈氧化作用,一般氣焊很少采用,只有在氣焊黃銅、鍍鋅鐵板時(shí)才采用輕微的氧化焰,以利用其氧化性,在熔池表面形成一層氧化物膜,減少低沸點(diǎn)的鋅的蒸發(fā)。6.3.1.4氣焊基本操作點(diǎn)火點(diǎn)火時(shí),先微開氧氣閥門,再打開乙炔閥門,然后將焊嘴靠近明火點(diǎn)燃火焰。開始練習(xí)時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的“放炮”,原因可能是乙炔不純。此時(shí)可放出不純的乙炔氣體,再重新點(diǎn)火。如火焰不易點(diǎn)燃,可能是氧氣閥門打開太大,這時(shí)可微關(guān)氧氣閥門,再試著重新點(diǎn)火。調(diào)節(jié)火焰調(diào)節(jié)火焰包括調(diào)節(jié)火焰的性質(zhì)和大小。首先應(yīng)根據(jù)焊件材料確定火焰的性質(zhì)。通常點(diǎn)火后得到的是碳化焰。若要調(diào)成中性焰,則應(yīng)逐漸開啟氧氣閥門,增大氧氣供給量;調(diào)成中性焰后,若繼續(xù)增大氧氣供給量,就能得到氧化焰。反之,若增加乙炔供給量或減少氧氣供給量,就能得到碳化焰。火焰的大小應(yīng)根據(jù)焊件厚度來確定,同時(shí)兼顧操作人員的技術(shù)熟練程度。焊件厚則火焰大,焊件薄則火焰小;操作人員技術(shù)熟練火焰可大一點(diǎn),反之,火焰應(yīng)小一點(diǎn)。調(diào)節(jié)火焰大小時(shí),若要減小火焰,應(yīng)先減少氧氣,后減少乙炔;若要增大火焰,應(yīng)先增加乙炔,后增加氧氣。(3)滅火滅火的步驟和點(diǎn)火相反,應(yīng)先關(guān)乙炔閥門,后關(guān)氧氣閥門,使火焰自然熄滅,否則會(huì)引起回火。(4)平焊的一般操作方法氣焊時(shí),一般右手握焊炬,左手拿焊絲,沿焊縫向左或向右焊接。沿焊縫從右向左焊接稱為左向焊,一般用于焊接較薄的焊件;焊件厚度較大時(shí),常采用右向焊,即從左向右焊。氣焊操作時(shí),應(yīng)掌握好以下要領(lǐng):?焊炬的傾斜角度焊接時(shí),焊嘴軸線的投影應(yīng)與焊縫重合。在開始焊接時(shí),為了盡快加熱和熔化焊件形成熔池,焊炬的傾角(a)應(yīng)大些,接近于垂直焊件;正常焊接時(shí),焊炬的傾角(a)—般保持在40?,50?之間;焊接結(jié)束時(shí),應(yīng)減小焊炬傾角,以便更好地填滿尾坑和避免焊穿。焊炬的傾角如圖6-30所示。?加熱溫度采用中性焰焊接時(shí),應(yīng)利用中性焰最高溫度處加熱焊件,即利用內(nèi)焰加熱焊件。焊接時(shí),應(yīng)先將焊件局部加熱到熔化后再加焊絲;加焊絲時(shí),要把焊絲端部插入熔池,使其熔化。焊接過程中,要控制熔池溫度,避免熔池塌陷。?焊接速度氣焊時(shí)的焊接速度(即焊炬沿焊接方向移動(dòng)的速度)應(yīng)保證焊件的熔化,并保持熔池具有一定的大小。圖6-30焊炬的傾角1-焊絲2-焊嘴3-焊件6.3.2氣割氧氣切割簡(jiǎn)稱氣割。氣割是利用氣體火焰的熱能將金屬加熱到燃燒點(diǎn),然后噴射出切割氧,使割縫處的金屬劇烈燃燒,并吹除燃燒后生成的氧化物,將金屬分割的一種方法。氧氣切割如圖6-31所示。在整個(gè)氣割過程中,割件金屬?zèng)]有熔化,因此,氣割過程實(shí)質(zhì)上是金屬在純氧中燃燒的過程。圖6-31氣割示意圖圖6-32割炬氣割時(shí)所需的設(shè)備中,除了用割炬替代焊炬外,其余設(shè)備與氣焊時(shí)相同。割炬又稱割槍,如圖6-32所示。與焊炬相比,割炬多一根切割氧氣管和氧氣控制閥。常用割炬的型號(hào)有G01-30、G01-100和G01-300等。型號(hào)中“G”表示割炬,“0”表示手工,“1”表示射吸式,“30”、“100”和“300”表示能切割低碳鋼的最大厚度分別為30mm、100mm和300mm。各種型號(hào)的割炬均配有幾個(gè)大小不同的割嘴,用于切割不同厚度的割件。6.3.2.1氣割金屬應(yīng)滿足的條件對(duì)金屬材料進(jìn)行氣割時(shí),必須具備以下條件:金屬材料的燃點(diǎn)必須低于其熔點(diǎn)由于液態(tài)金屬的流動(dòng)性大,先行流失,造成熔化邊緣不整齊,不能獲得平整的切口。金屬材料的燃點(diǎn)低于其熔點(diǎn),可以保證金屬在氣割過程中是燃燒過程,而不是熔化過程。如低碳鋼的熔點(diǎn)約為1500?,而其燃點(diǎn)約為1350?,能滿足燃點(diǎn)低于熔點(diǎn)的要求。隨著碳含量的增加,碳鋼的燃點(diǎn)升高,而熔點(diǎn)下降;當(dāng)碳含量為0.7,時(shí),鋼的燃點(diǎn)接近熔點(diǎn);當(dāng)碳含量大于0.7,時(shí),鋼的燃點(diǎn)高于熔點(diǎn),故難以切割。鑄鐵的燃點(diǎn)比熔點(diǎn)高,所以難以采用氣割。金屬氧化物的熔點(diǎn)低于被切割金屬的熔點(diǎn)及切割溫度,同時(shí)流動(dòng)性好如果金屬氧化物的熔點(diǎn)高于被切割金屬的熔點(diǎn)及切割溫度,則生成的金屬氧化物掛在切口表面形成固態(tài)氧化物薄膜,阻礙氧流與下層金屬接觸,使氣割過程不能正常進(jìn)行。如鋁的熔點(diǎn)(658?)低于氧化鋁的熔點(diǎn)(2060?),鉻的熔點(diǎn)(1550?)低于氧化鉻的熔點(diǎn)(1990?),故鋁和鋁合金、高鉻或鉻鎳鋼都不具備氣割條件。金屬燃燒時(shí)能釋放出較多的熱量,以便對(duì)下層金屬起預(yù)熱作用如在氣割低碳鋼時(shí),70,的預(yù)熱金屬的熱量來自金屬本身燃燒時(shí)的放熱反應(yīng)熱量,僅有30,的預(yù)熱熱量來自預(yù)熱火焰。故氣割時(shí)熱量的來源主要是金屬本身燃燒時(shí)的放熱反應(yīng)熱量。金屬導(dǎo)熱性不能太高如金屬導(dǎo)熱性高,則因熱量散失較快,金屬燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量不能對(duì)下層和前方待切割的金屬集中加熱,使待切割金屬難以達(dá)到燃點(diǎn)溫度,使切割難以進(jìn)行。根據(jù)以上條件衡量,純鐵、低碳鋼、中碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼等能進(jìn)行氣割,而鑄鐵、奧氏體不銹銅、鋁及其合金等,均不能進(jìn)行氣割。氣割形成過程氧氣切割過程可分為三個(gè)階段。預(yù)熱階段氣割開始時(shí),用氧乙炔中性焰將割件起割處的表層金屬加熱,預(yù)熱到燃燒溫度(即燃點(diǎn))。對(duì)于低碳鋼,其燃點(diǎn)約為1350?。燃燒、吹渣階段當(dāng)起割處預(yù)熱到燃點(diǎn)后,即開啟切割氧,使起割處表層金屬迅速燃燒并隨即吹除燃燒時(shí)生成的金屬氧化物溶渣,露出下層和前方的新金屬;預(yù)熱火焰即時(shí)將下層和前方的新金屬加熱到燃點(diǎn),又在切割氧流作用下燃燒,生成的金屬氧化物溶渣被切割氧吹除。這樣的過程連續(xù)不斷,切割處的金屬被分離,形成切口。連續(xù)燃燒、吹渣階段被加熱到熔點(diǎn)溫度的下層和前方金屬,在切割氧流的連續(xù)作用下,隨割炬迅速前移,金屬被一分為二,形成割縫,完成切割過程。氣割過程中,氧氣的作用是使金屬燃燒及從切口吹除熔渣。因此,切割氧的純度、壓力、流速和切割氧流的形狀(風(fēng)線)對(duì)氣割速度、氣割質(zhì)量和氣體消耗量都有很大影響。6.3.2.3氣割順序確定原則正確的氣割順序應(yīng)以盡量減少割件的變形,維護(hù)操作人員的安全,操作時(shí)順手等原則來考慮。在同一割件上有邊緣切割和內(nèi)部切割時(shí),應(yīng)先割邊緣再割中間。同一割件上有直線和曲線割縫時(shí),應(yīng)先割直線后割曲線。在割線圍成的圖形中既有大塊又有小塊時(shí),應(yīng)先割小塊后割大塊。同一割件上有垂直形割縫時(shí),應(yīng)先割底邊后割垂直邊。割件斷開的位置最后切割。此時(shí)應(yīng)加倍小心,注意安全。6.4焊接缺陷與檢驗(yàn)焊接缺陷焊接工程質(zhì)量始終與“缺陷”有聯(lián)系。焊接接頭中的不均勻性、不連續(xù)性以及其它不健全性等的欠缺,統(tǒng)稱為焊接缺陷。焊接缺陷的存在,使焊接接頭的質(zhì)量下降、性能變差,但未必危及產(chǎn)品的使用適用性。而焊接缺陷是指對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)成危害,損及其質(zhì)量的焊接缺陷。有焊接缺陷的產(chǎn)品,或者返修,或者判廢。因此,必須重視焊接缺陷。6.4.1.1焊接缺陷的分類根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB,T6417-1986《金屬熔焊焊縫缺陷分類及說明》,焊接缺陷可分為六大類:第1類為裂紋,第2類為孔穴,第3類為固體夾雜,第4類為未熔合和未焊透,第5類為形狀缺陷,第6類為其它缺陷。每一大類又分為若干小類。根據(jù)國際焊接學(xué)會(huì)(IIW)的標(biāo)準(zhǔn)(IIW-SST-1157——1990),對(duì)焊接接頭的缺陷分類如下:不連續(xù)性缺陷:包括裂紋、夾渣、氣孔和未熔合等。幾何偏差缺陷:如錯(cuò)邊和角變形等。常見焊接缺陷與對(duì)策焊接變形焊接時(shí)焊件受到局部的不均勻的加熱,焊縫及其附近的金屬被加熱到高溫,受溫度較低部分的母材的拘束,不能自由膨脹,因此冷卻后將發(fā)生收縮,從而引起焊接變形。焊接殘留變形及防止措施如表6-5所示。表6-5焊接殘留變形及防止措施類別形狀特征說明防止措施在可能的范圍內(nèi)盡量減少焊接量;選橫擇保證底部焊接良好的窄小間隙;使向垂直焊縫方向的用鐵粉焊條、粗焊條;采用埋弧自動(dòng)收收縮焊、半自動(dòng)焊、電渣焊等大電流焊接縮法??v沿焊縫方向的收在焊件上預(yù)留收縮量,同時(shí)為了保證向縮精度,考慮焊后的加工量收縮回在焊接過程中,坡在焊接終端點(diǎn)焊拘束;長接頭兩人同轉(zhuǎn)口間隙張開或閉時(shí)施焊;采用分段焊、多點(diǎn)同時(shí)焊、變合的變形跳焊法;采用對(duì)稱法、異向分段法。形對(duì)焊時(shí)采用焊接速度大的焊接法,坡焊接過程中,由于口角度要小;采用反向變形法或用拘角板厚方向溫度不束卡具。角焊時(shí)采用焊接速度大、熔變均勻引起的板件敷效率高的焊接法;采用鐵粉焊條、形圍繞焊縫的角變粗焊條;采用斷續(xù)焊;采用在變形反形向卡固拘束法。彎由于焊縫的縱向曲采用兩端向中間焊接法;采用斷續(xù)法或橫向收縮引起變焊接;采用卡具拘束。的焊件的撓曲形扭盡量采用小的焊縫尺寸;焊條熔敷量轉(zhuǎn)焊接后工件產(chǎn)生要小;避免焊縫集中;焊接時(shí)由拘束變的扭曲大的部位開始向拘束小的自由端進(jìn)形行;采用卡具固定。薄板焊接時(shí),由于波焊接產(chǎn)生的壓應(yīng)浪焊件外側(cè)留加工余量,焊后切除;采力,使板件失穩(wěn)而變用卡具拘束;焊后用火焰加熱矯正。形成的波浪形變形形焊接接頭缺陷焊接接頭處常見的缺陷主要包括咬邊、未焊透、未熔合、夾渣、氣孔、裂紋和燒穿等,焊接接頭缺陷及防止措施如表5-6所示-6焊接接頭缺陷及防止措施表6類別形狀特征說明防止措施選擇合適的電流,避免電流過大;操焊縫表面和母材咬作時(shí),焊接電弧不能拉得過長;焊條交界處附近產(chǎn)生邊角度要合適;運(yùn)條時(shí),坡口中間的速的溝槽或凹陷度可快些,而邊緣的速度要慢些未焊接時(shí)接頭根部選擇較大的焊接電流;選擇較大的坡焊未完全熔透的現(xiàn)口角度和間隙;焊接速度不能太快;透象焊條角度要合適未焊道與母材間或選擇較大的焊接電流;選擇較慢的焊熔焊道與焊道間未接速度;焊縫要清理干凈;合理的運(yùn)合完全熔化結(jié)合的條方式部分選擇較大的焊接電流;焊件邊緣及焊夾焊接熔渣殘留于層之間要清理干凈;采用均勻一致的渣焊縫中的現(xiàn)象焊接速度;減小焊條傾角;限制焊條擺動(dòng)的寬度熔池中的氣體在降低焊接速度;焊接電流不能太大,氣凝固時(shí)未能逸出也不能太小;焊接電弧要短;焊條要孔而殘留下來所形烘干后使用;焊件表面和坡口處要清成的空穴理干凈焊接接頭中局部清理干凈焊件表面及坡口處;焊條使區(qū)域的金屬原子用前要烘干;限制原材料中的碳、硫、裂結(jié)合力遭到破壞磷等的含量;降低熔池的氫含量;采紋而形成的新界面用合理的焊接順序及方向;焊前焊件所產(chǎn)生的縫隙預(yù)熱焊接時(shí)熔深超過焊接電流不能太大;焊接速度不能太燒焊件厚度,液態(tài)金慢;減小坡口角度和間隙;減小焊條穿屬從焊件背部下傾角墜的現(xiàn)象焊接檢驗(yàn)零件在各種加工中加工完成后都必須進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。通過適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)手段,檢查零件質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)和使用要求,并采取相應(yīng)的措施。質(zhì)量檢驗(yàn)是控制和保證焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。焊接檢驗(yàn)的基本內(nèi)容(1)焊接前檢驗(yàn)焊接前檢驗(yàn)包括母材和焊接材料的檢驗(yàn);焊接零件毛坯和夾具的檢驗(yàn);焊接設(shè)備和儀器的檢驗(yàn);焊接工藝參數(shù)的調(diào)整和檢驗(yàn);焊接操作人員技術(shù)水平的考核等內(nèi)容。(2)焊接過程中檢驗(yàn)焊接過程中檢驗(yàn)包括檢驗(yàn)焊接設(shè)備運(yùn)行是否正常、焊接工藝參數(shù)是否穩(wěn)定以及焊接材料選擇是否正確等內(nèi)容。焊接后檢驗(yàn)焊接后檢驗(yàn)包括焊接結(jié)構(gòu)外形尺寸檢驗(yàn)、焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)和焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及致密性檢驗(yàn)等內(nèi)容。焊接檢驗(yàn)的常用方法(1)外觀檢驗(yàn)外觀檢驗(yàn)是用肉眼、低倍放大鏡、量具或標(biāo)準(zhǔn)樣板,檢查焊接接頭表面有無缺欠和焊縫形狀尺寸的偏差,如表面的氣孔、咬邊、燒穿、裂紋、未焊透等。(2)著色檢驗(yàn)在清洗干凈的焊件表面涂上滲透性和流動(dòng)性好的滲透劑,使?jié)B透劑滲入缺欠處;再將表面剩余的滲透劑清除,然后施加一層薄的顯示劑,將缺欠處殘存的滲透劑吸出,并顯示出一定的痕跡,從而可確定缺欠的形狀和位置。磁粉檢驗(yàn)利用強(qiáng)磁場(chǎng)中鐵磁性材料表面缺欠處產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸附磁粉的現(xiàn)象,進(jìn)而判斷缺欠位置和形狀的無損檢測(cè)法,如圖6-33所示。磁粉檢驗(yàn)可用于檢驗(yàn)鐵磁性材料表面和近表面的線狀缺欠,如裂紋和未焊透圖6-33磁粉檢驗(yàn)示意圖等。1-表面缺欠2-漏磁3-近表面缺欠射線檢驗(yàn)采用X射線和Y射線正面照射焊縫,利用射線對(duì)金屬和其它物質(zhì)有較強(qiáng)的穿透能力和表現(xiàn)出不同的衰減規(guī)律,在焊縫背面的照相底片將得到不同程度的感光,底片沖洗后即可顯示出焊縫內(nèi)部缺欠的種類、位置和大小。射線檢驗(yàn)是重要的無損檢驗(yàn)方法,圖6-34為X射線檢驗(yàn)示意圖。圖6-34X射線檢驗(yàn)示意圖圖6-35超聲波檢驗(yàn)示意圖1-X射線管2-X射線3-焊件1-超聲探頭2-始波3-焊縫4-工件4-底片5-缺欠5-缺欠6-缺欠波7-底波超聲波檢驗(yàn)利用0.25,2.5Hz的超聲波穿透金屬和遇到界面能發(fā)生反射波的特性來檢驗(yàn)焊件內(nèi)部缺欠的一種無損檢驗(yàn)方法,適合檢驗(yàn)厚度較大的焊件焊縫。圖6-35為超聲波檢驗(yàn)示意圖。致密性檢驗(yàn)采用氣壓試驗(yàn)、煤油試驗(yàn)等檢驗(yàn)各種輸送和儲(chǔ)存液體或氣體的管路或壓力容器的焊縫的致密性。致密性檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)焊縫是否存在穿透性缺欠。耐壓檢驗(yàn)在檢驗(yàn)容器內(nèi)充入氣體或液體并緩慢加壓,以檢驗(yàn)容器有無泄漏、耐壓能力和破壞情況等。耐壓檢驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)承受較高壓力的壓力管路、壓力容器和鍋爐等的焊縫質(zhì)量。破壞性檢驗(yàn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求將焊接接頭加工成試樣,進(jìn)行拉伸、彎曲和沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn),或金相檢驗(yàn)、斷口檢驗(yàn)等內(nèi)部組織檢查。6.5其它焊接與切割方法簡(jiǎn)介埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊是一種電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的電弧焊接方法,其引弧、電弧運(yùn)動(dòng)和送進(jìn)焊絲等都是由焊機(jī)自動(dòng)完成的。埋弧自動(dòng)焊的焊接設(shè)備如圖6-36所示,主要由焊接電源、控制箱和焊接小車三部分組成。MZ-1000型埋弧自動(dòng)焊機(jī)是常用的埋弧自動(dòng)焊機(jī),其“M”表示埋弧焊機(jī),“Z”表示自動(dòng)焊機(jī),“1000”表示額定焊接電流為1000A。圖6-36埋弧自動(dòng)焊機(jī)1-焊絲盤2-操縱盤3-小車4-立柱5-橫梁6-焊劑漏斗7-送絲電機(jī)8-送絲輪9-小車電機(jī)10-機(jī)頭11-導(dǎo)電嘴12-焊劑13-焊縫14-渣殼15-焊接電纜16-焊接電源17-控制箱埋弧自動(dòng)焊的焊接過程如圖6-37所示。電弧引燃后使焊件、焊絲和焊劑熔化,有一部分甚至被蒸發(fā);金屬和焊劑的蒸發(fā)氣體形成一個(gè)封閉的包圍電弧和熔池的空腔,使電弧和熔池與外部空氣隔絕;隨著電弧向前移動(dòng),電弧不斷熔化前方的焊件、焊絲和焊劑,而熔池后部則開始冷卻,凝固成焊縫;較輕的熔渣浮在熔池上面,冷卻后形成渣殼。連續(xù)送進(jìn)的焊絲相當(dāng)于焊條的焊芯,顆粒狀的焊劑相當(dāng)于焊條的藥皮。埋弧自動(dòng)焊與手工電弧焊相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):焊接質(zhì)量好熔融的焊劑在熔池與焊縫周圍形成嚴(yán)密的保護(hù)層;焊接工藝參數(shù)自動(dòng)控制;焊接成形美觀,質(zhì)量高且穩(wěn)定。生產(chǎn)效率高由于焊絲導(dǎo)電長度短,可采用大電流(1000A)焊接,熔深大,對(duì)較厚的焊件可以不開坡口或坡口可開得小些;不需要頻繁更換焊條;節(jié)省焊接材料和工時(shí)。勞動(dòng)條件好焊接過程自動(dòng)化、圖6-37埋弧焊焊縫形成過程機(jī)械化;電弧在焊劑下燃燒,避免了弧光1-焊絲2-導(dǎo)電嘴3-電弧4-焊件5-熔池對(duì)人體的傷害;煙塵小。6-焊縫7-渣殼8-熔渣9-焊劑6.5.2二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是利用CO氣體作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊,簡(jiǎn)稱CO焊。它是22用焊絲作為電極并兼作填充金屬,靠焊絲和焊件間產(chǎn)生的電弧熔化焊絲和焊件,以自動(dòng)或半自動(dòng)方式進(jìn)行焊接。半自動(dòng)焊接時(shí)焊絲靠機(jī)械自動(dòng)送進(jìn),電弧的移動(dòng)由手工完成,目前應(yīng)用較廣。NBC1-300型焊機(jī)是一種常用的CO半自動(dòng)弧焊機(jī),其型號(hào)中“N”表示氣體保護(hù)弧2焊機(jī)(明弧焊機(jī)),“B”表示半自動(dòng)焊機(jī),“C”表示CO氣體保護(hù)弧焊,“1”為系列品種序2號(hào),“300”表示額定焊接電流為300A。圖6-38為CO半自動(dòng)弧焊機(jī)的設(shè)備連接圖,它主要2由焊接電源、焊槍、送絲機(jī)構(gòu)、供氣系統(tǒng)和控制電路等部分組成。圖6-38CO半自動(dòng)弧焊機(jī)的設(shè)備連接圖21-CO2氣瓶2-預(yù)熱器3-高壓干燥器4-減壓器5-流量計(jì)6-低壓干燥器7-電磁氣閥8-送絲機(jī)構(gòu)9-焊接電源10-焊槍11-焊件CO焊和手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊相比,其優(yōu)點(diǎn)是:采用廉價(jià)的CO氣體保護(hù),成本22低;電流密度大,電弧熱量利用率較高,焊后不需要清渣,生產(chǎn)率高;電弧加熱集中,焊件受熱面積小,焊接變形小,焊縫抗裂性能較好,焊接質(zhì)量較高;采用明弧焊接,易于控制,操作方便靈活,適宜各種空間位置的焊接,且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化焊接。CO焊的缺點(diǎn)是焊縫表面成形較差,熔滴飛濺較嚴(yán)重;由于CO氣體在高溫時(shí)會(huì)分解,22使電弧氣氛具有強(qiáng)烈氧化性,導(dǎo)致合金元素氧化燒損,故不能用于焊接有色金屬和高合金鋼;焊接設(shè)備較手工電弧焊機(jī)復(fù)雜,維修不便。CO焊已廣泛用于造船、汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械等生產(chǎn)部門,主要用于焊接30mm以下厚度的2碳鋼和低合金鋼;還適用于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的補(bǔ)焊等。6.5.3氬弧焊氬弧焊是利用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。按照電極的不同分為熔化極和非熔化極氬弧焊兩種。手工鎢極氬弧焊是應(yīng)用最多的氬弧焊方法,采用非熔化的鎢-鈰合金棒作電極,其焊接過程如圖6-39所示。焊接時(shí),在鎢極和焊件間產(chǎn)生電弧,焊絲從一側(cè)送入,在電弧熱作用下,熔化的焊絲與焊件熔融在一起,形成金屬熔池;從噴嘴流出的氬氣在電弧與熔池周圍形成連續(xù)封閉的氣流,起保護(hù)作用;隨著電弧前移,熔池圖6-39手工鎢極氬弧焊焊接示意圖金屬冷卻凝固形成焊縫。1-噴嘴2-鎢極3-熔池4-焊絲5-焊件6-焊縫7-氬氣圖6-40為NSA-500型鎢極氬弧焊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。焊機(jī)型號(hào)中“N”表示氣體保護(hù)焊機(jī)(明弧焊機(jī)),“S”表示手工弧焊機(jī),“A”表示氬氣保護(hù)弧焊機(jī),“500”表示額定焊接電流為500A。該焊機(jī)主要由焊接電源、焊槍、焊接控制系統(tǒng)、供氣和供水系統(tǒng)等部分組成。圖6-40手工鎢極氬弧焊機(jī)氬弧焊機(jī)具有以下特點(diǎn):?采用明弧焊接,便于觀察,操作靈活,可進(jìn)行各種空間位置的焊接,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;?氬弧引燃后,電弧穩(wěn)定;氬氣不與金屬發(fā)生反應(yīng),同時(shí)不溶與金屬中,能獲得高質(zhì)量的焊縫;?氬氣價(jià)格較貴,焊接成本高;氬弧焊設(shè)備較復(fù)雜,維修不便。氬弧焊適宜焊接易氧化的有色金屬(如鎂、鋁、鈦及其合金)、高強(qiáng)度合金鋼及某些特殊性能鋼(如耐熱鋼、不銹鋼)等。6.5.4電阻焊電阻焊是利用電流通過焊件接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電虛熱,將焊件加熱到塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài),再在壓力作用下形成牢固接頭的一種焊接方法。電阻焊的方法主要有點(diǎn)焊、對(duì)焊和縫焊等,如圖6-41所示。a)b)c)圖6-41電阻焊的基本形式a)點(diǎn)焊b)對(duì)焊c)縫焊點(diǎn)焊將焊件裝配成搭接接頭,并壓緊在在兩電極間,利用電阻熱熔化母材,形成焊點(diǎn)的電阻焊方法稱為點(diǎn)焊。點(diǎn)焊焊點(diǎn)強(qiáng)度高、變形小,工件表面光潔,適用于無密封要求的薄板沖壓件搭接、、薄板和型鋼構(gòu)件的焊接。對(duì)焊對(duì)焊可分為閃光對(duì)焊和電阻對(duì)焊。閃光對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭,先接通電源,使焊件端面逐漸接近達(dá)到局部接觸,利用電阻熱加熱接觸部位(產(chǎn)生閃光),使焊件端面金屬熔化,直至焊件端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度,然后迅速斷電,并施加較大的頂鍛力將熔化的金屬擠出,從而將焊件連接起來。閃光對(duì)焊焊接接頭質(zhì)量較高,應(yīng)用較廣,但金屬消耗較多,接頭表面較粗糙。電阻對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭,先施加預(yù)壓力使焊件端面緊密接觸,然后通電,利用電阻熱將焊件端面加熱到高溫塑性狀態(tài),再施加頂鍛力使焊件焊合。電阻對(duì)焊操作簡(jiǎn)單,接頭表面光潔,但接頭內(nèi)部殘留夾雜,焊接質(zhì)量不高。對(duì)焊廣泛用于焊接截面形狀簡(jiǎn)單、直徑小于20mm的桿狀類零件??p焊縫焊又稱為滾焊,是將焊件裝配成對(duì)接或搭接接頭,并置于兩滾輪電極間,滾輪加壓焊件并滾動(dòng),連續(xù)或斷續(xù)通電,形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法??p焊適合焊接厚度在3mm以下、要求密封或接頭強(qiáng)度較高的薄板搭接件,如管道、自行車鋼圈等。6.5.5電渣焊電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。電渣焊的焊接過程如圖6-42所示。焊接前焊縫處于垂直位置,兩焊件接頭的距離為25,35mm,利用焊絲和引弧板引弧產(chǎn)生電弧;電弧熱將焊劑熔化形成渣池;隨著渣池液面升高,電弧被淹沒而熄滅,電流通過渣池產(chǎn)生電阻熱,將連續(xù)送進(jìn)的焊絲和焊件表面金屬熔化形成熔池;渣池由于密度低而上浮,熔池底部的金屬逐漸冷卻凝固成焊縫。電渣焊適合焊接厚度較大的焊件,且不需要開坡口,生產(chǎn)率高;節(jié)省材料,成本低;接頭不易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋等缺陷。但焊縫的熱影響區(qū)大,易產(chǎn)生過熱組織,必須采用正火處理以細(xì)化晶粒、改善力學(xué)性能。利用電渣圖6-42電渣焊的焊接過程焊可實(shí)現(xiàn)“以焊代鍛”、“以焊代鑄”,減輕結(jié)a)剖面圖b)焊縫裝配圖構(gòu)質(zhì)量,簡(jiǎn)化工藝流程,廣泛應(yīng)用于造船、電1-焊件2-金屬熔池3-渣池4-導(dǎo)電嘴站鍋爐、重型機(jī)械和石油化工等部門。5-焊絲6-冷卻滑塊7-引出板8-金屬熔滴9-焊縫10-引弧板6.5.6釬焊釬焊是利用熔點(diǎn)比焊件金屬低的金屬作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于焊件熔點(diǎn)的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕焊件,填充接頭間隙,并與焊件相互擴(kuò)散、實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。釬焊的過程如圖6-43所示。a)b)c)圖6-43釬焊過程a)浸潤b)鋪展c)連接按釬料熔點(diǎn)的溫度,可將釬
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