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文檔簡介

焊條電弧焊焊條電弧焊的焊接回路由弧焊電源、電纜、焊鉗、焊條、電弧和焊件組成。焊條電弧焊主要設(shè)備是弧焊電源,它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。焊接電弧是負(fù)載,焊接電纜連接電源與焊鉗和焊件。

一、焊條電弧焊的基本原理

焊條電弧焊是用手工操縱焊條進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,使焊條和焊件熔化,從而獲得牢固的焊接接頭。焊條電弧焊原理1-藥皮;2-焊芯;3-保護氣;4-電??;5-熔池;6-母材;7-焊縫;8-焊渣;9-熔渣;10-熔滴焊接過程中:

藥皮:不斷地分解、熔化而生成氣體及熔渣,保護焊條端部、電弧、熔池及其附近區(qū)域,防止大氣對熔化金屬的有害污染。焊芯:在電弧熱作用下不斷熔化,進入熔池,成為焊縫的填充金屬。二、焊條電弧焊的特點1.操作靈活2.待焊接頭裝配要求低3.可焊金屬材料廣4.焊接生產(chǎn)率低5.焊縫質(zhì)量依賴性強三、電焊條是指在一定長度的金屬絲外表層均勻地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工電弧焊焊接材料,簡稱為“焊條”。1、對電焊條的基本要求(1)電弧容易引燃,在焊接過程中能夠穩(wěn)定燃燒;(2)藥皮應(yīng)均勻熔化,無成塊脫落現(xiàn)象。其熔化速度稍慢于焊芯的熔化速度,從而有利于金屬熔滴過渡;(3)焊接過程中不應(yīng)有較大煙霧和過多飛濺;(4)保證熔敷金屬具有一定的抗裂性以及所需的力學(xué)性能和化學(xué)成分;(5)焊后焊縫成形正常,焊渣容易清除。2、焊條的功能電焊條由焊芯、涂料藥皮兩部分組成。目前在焊接生產(chǎn)中廣泛使用的基本上都是厚藥皮焊條。

1)焊芯

焊芯:是指電焊條用的被藥皮包覆的金屬芯。

作用:(1)傳導(dǎo)電流,產(chǎn)生焊接電??;(2)焊芯本身熔化形成焊縫中的填充金屬。由于焊芯在電弧高溫作用下端部熔化,形成熔滴過渡到熔池中,因此焊芯的成分對焊縫金局的質(zhì)量和性能有極大影響。通常所說的焊條規(guī)格,實際上是指焊芯直徑,如:Φ2、Φ3.2、Φ4、Φ5等,單位是mm。2)藥皮

焊條藥皮:是指由具有不同物理和化學(xué)性質(zhì)的細粒狀物質(zhì)經(jīng)粘結(jié)均勻包覆在焊芯表面的涂料層。

焊條藥皮的作用:是在焊接過程中形成具有合適的熔點、粘度、密度、堿度等物理化學(xué)性能的熔渣,保證電弧穩(wěn)定燃燒、使熔滴金屬容易過渡、在電弧區(qū)和熔池周圍造成一種氣氛保護焊接區(qū)域,獲得良好的焊縫成形與性能等。還可通過向藥皮中加入脫氧劑、滲合金元素或一定含量的鐵粉,滿足焊縫金屬使用性能或提高熔敷效率的要求。

各種原材料根據(jù)其在焊條藥皮中的作用可分為:(1)穩(wěn)弧劑主要作用是使焊條容易引弧及在焊接過程中保持電弧穩(wěn)定燃燒。作為穩(wěn)弧劑的原材料主要是一些含有一定數(shù)量低電離電位易電離元素的物質(zhì),如長石、水玻璃、金紅石、鈦白粉、大理石、云母、鈦鐵礦、還原鈦鐵礦等。(2)造渣劑焊接時能形成具有一定物理化學(xué)性能的熔渣,保護焊接熔滴和熔池金屬,改善焊縫成形、作為造渣劑的原材料有大理石、螢石、白云石、菱苦土、長石、白泥、云母、石英、金紅石、鈦白粉、鈦鐵礦等。(3)脫氧劑(又稱還原劑)通過焊接過程中的化學(xué)冶金反應(yīng),降低焊縫金屬中的氧含量,提高焊縫金屬的性能。脫氧劑主要是含有對氧親和力大的元素鐵合金及其金屬粉,常用脫氧劑有錳鐵、硅鐵、鈦鐵、鋁鐵、硅鈣合金等。

(4)造氣劑在電弧高溫作用下分解出氣體,形成保護氣氛,保護電弧及熔池金屬,防止周圍空氣中氧和氮的侵入。常用的造氣劑有碳酸鹽(如大理石、白云石、菱苦土、碳酸鋇等)及有機物(如木粉、淀粉、纖維素、樹脂等)。(5)合金劑用于補償焊接過程中合金元素的燒損及向焊縫中過渡合金元素,以保證焊縫金屬的化學(xué)成分及性能。根據(jù)需要可選用各種鐵合金(如錳鐵、硅鐵、鉻鐵、鋼鐵、釩鐵、鈮鐵、硼鐵、稀土硅鐵等)或純金屬(如金屬錳、金屬鉻、鎳粉、鎢粉等)。(6)增塑劑主要作用是改善藥皮涂料在焊條壓涂過程中的塑性、彈性及流動性,提高焊條的壓涂質(zhì)量,使焊條藥皮表面光滑面不開裂。通常選用有一定彈性、滑性或吸水后有一定膨脹特性的物料,如云母、白泥、鈦白粉、滑石粉、固體水玻璃、纖維素等。(7)粘結(jié)劑使藥皮物料牢固地粘結(jié)在焊芯上,并使焊條藥皮烘干后具有一定的強度。在焊接冶金過程中不對熔池和焊縫金屬產(chǎn)生有害作用。常用粘結(jié)劑是水玻璃(鉀、鈉及其混合水玻璃)及酚醛樹脂、樹膠等。3、焊條的分類電焊條的分類方法很多,可分別按用途、熔渣的酸堿度、焊條藥皮的主要成分、焊條性能特征等不同角度對電焊條進行分類。1)按焊芯成分分類2)按熔渣的酸堿性分類主要是根據(jù)焊接熔渣的堿度,即按熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物的比例來劃分。(1)酸性焊條藥皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一定數(shù)量的碳酸鹽等,熔渣氧化性強,熔渣堿度系數(shù)小于1。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,焊縫金屬中的氧含量較高,合金元素?zé)龘p較多,合金過渡系數(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。堿性焊條主要靠碳酸鹽(如CaCO3等)分解出CO2作保護氣體,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,熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強。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,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),如承受動載荷或剛件較大的結(jié)構(gòu)。3)按焊條藥皮類型分類4)按焊條性能分類按性能分類的焊條,都是根據(jù)其特殊使用性能而制造的專用焊條。如:超低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下焊條、躺焊焊條、打底層焊條、高效鐵粉焊條、防潮焊條、水下焊條、重力焊條等。4、焊條的選用及管理(一)焊條的選用原則1、按焊件的力學(xué)性能、化學(xué)成分選用①低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼一般按焊件的抗拉強度來選用相應(yīng)強度的焊條,只有在焊接結(jié)構(gòu)剛性大,受力情況復(fù)雜時,才選用比鋼材強度低一級的焊條。②對于不銹鋼、耐熱鋼、堆焊等焊件選用焊條時,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。2、酸性焊條V.S.

堿性焊條①當(dāng)接頭坡口表面難以清理干凈時,應(yīng)采用氧化性強,對鐵銹、油污等不敏感的酸性焊條。②在容器內(nèi)部或通風(fēng)條件較差的條件下,應(yīng)選用焊接時析出有害氣體少的酸性焊條。③在母材中碳、硫、磷等元素含量較高時,且焊件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)剛性大和厚度大時,應(yīng)選用抗裂性好的堿性焊條。④當(dāng)焊件承受振動載荷或沖擊載荷時,除保證抗拉強度外,應(yīng)選用塑性和韌性較好的堿性焊條。⑤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、按簡化工藝、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性來選用①薄板焊接或定位焊宜采用E4313焊條,焊件不易燒穿且易引弧。②在滿足焊件使用性能和焊條操作性能的前提下,應(yīng)選用規(guī)格大、效率高的焊條。③在使用性能基本相同時,應(yīng)盡量選用價格較低的焊條,降低焊接生產(chǎn)的成本。

(二)焊條的管理及使用1、焊條的烘干焊條在存放時會從空氣中吸收水分而受潮,會影響工藝性能和焊縫質(zhì)量,因此焊條(特別是堿性焊條)在使用前必須烘干。一般酸性焊條烘干溫度為75~150℃,保溫1~2h;堿性焊條為350~400℃,保溫1~2h。焊條累計烘干次數(shù)一般不宜超過3次。2、焊條的儲存保管①焊條必須分類、分型號、分規(guī)格存放,避免混淆。②焊條必須存放在通風(fēng)良好、干燥的庫房內(nèi)。重要焊接結(jié)構(gòu)使用的焊條,特別是低氫型焊條,最好儲存在專用的庫房內(nèi)。庫房內(nèi)應(yīng)設(shè)置溫度計、濕度計,室內(nèi)溫度在5℃以上,相對濕度不超過60%。③焊條必須放在離地面和墻壁的距離均在0.3m以上的木架上,以防受潮變質(zhì)。四、焊條電弧焊的設(shè)備及工具1、常用焊條電弧焊機

目前,我國焊條電弧焊機有三大類:弧焊變壓器直流弧焊發(fā)電機弧焊整流器

2、焊條電弧焊所用工具1)電焊鉗電焊鉗又稱焊把,是用以夾持焊條、傳導(dǎo)電流的工具。有300A、500A二兩種規(guī)格,要求具有良好的絕緣性與隔熱能力。焊條位于水平、45。、90。等方向時焊鉗都能夾緊焊條,并保證更換焊條安全方便、操作靈活。

2)面罩和護目鏡它們是防止焊接飛濺、弧光及高溫對焊工面部及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)遮住焊工的整個面部,結(jié)構(gòu)牢固,不漏光。護目鏡按亮度的深淺不同分為6個型號(7~12號),號數(shù)越大,顏色越深。3)焊條保溫筒使用低氫型焊條焊接重要結(jié)構(gòu)時,焊條必須先進烘箱烘焙,烘干溫度和保溫時間因材料和季節(jié)而異。焊條從烘箱內(nèi)取出后,應(yīng)儲存在焊條保溫筒內(nèi),在施工現(xiàn)場逐根取出使用。4)焊縫接頭尺寸檢測器用以測量坡口角度、間隙、錯邊以及余高、焊縫寬度、角焊縫厚度等尺寸。由直尺、探尺和角度規(guī)組成。5)敲渣錘用來清除焊渣的一種尖錘,可以提高清渣效率。6)鋼絲刷用來清除焊件表面的鐵銹、油污等氧化物。7)氣動打渣工具及高速角向砂輪機用于焊后清渣、焊縫修整及坡口準(zhǔn)備。五、焊接工藝參數(shù)的選擇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。焊接工藝參數(shù)選擇的正確與否,直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率,因此選擇合適的焊接工藝參數(shù)是焊接生產(chǎn)中不可忽視的一個重要問題。1、焊條直徑焊條直徑是指焊芯直徑。它是保證焊接質(zhì)量和效率的重要因素。焊條直徑一般根據(jù)焊件厚度選擇;同時還要考慮接頭形式、施焊位置和焊接層數(shù),對于重要結(jié)構(gòu)還要考慮焊接熱輸入的要求。在一般情況下,焊條直徑與焊件厚度之間關(guān)系的參考數(shù)據(jù)。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、橫焊和仰焊應(yīng)選用較細的焊條,一般不超過4.0mm。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。T形接頭、搭接接頭都應(yīng)選用較大直徑的焊條。2、焊接電源種類和極性的選擇用交流電源焊接時,電弧穩(wěn)定性差。采用直流電源焊接時,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,也常用直流弧焊電源,因為引弧比較容易,電弧比較穩(wěn)定。低氫型焊條用直流電源焊接時,一般要用反接,因為反接的電弧比正接穩(wěn)定。焊接薄板時,焊接電流小,電弧不穩(wěn),因此焊接薄板時,不論用堿性焊條還是用酸性焊條,都選用直流反接。

3、焊接電流選擇焊接電流時,應(yīng)根據(jù)焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊接位置和層數(shù)等因素綜合考慮。如果焊接電流過小會使電弧不穩(wěn),造成未焊透、夾渣以及焊縫成形不良等缺陷。反之,焊接電流過大易產(chǎn)生咬邊、焊穿、增加焊件變形和金屬飛濺量,也會使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化。所以,焊接時要合理選擇焊接電流。對于一定直徑的焊條有一個合適的焊接電流范圍。在相同焊條直徑的條件下,平焊時焊接電流可大些,其他位置焊接電流應(yīng)小些。在相同條件的情況下,堿性焊條使用的焊接電流一般可比酸性焊條小10%左右,否則焊縫中易產(chǎn)生氣孔??傊诒WC不焊穿和成形良好的條件下,應(yīng)盡量采用較大的焊接電流,并適當(dāng)提高焊接速度,以提高焊接生產(chǎn)率。4、焊縫層數(shù)在焊件厚度較大時,往往需要進行多層焊。對于低碳鋼和強度等級較低的低合金鋼的多層焊時,每層焊縫厚度過大時,對焊縫金屬的塑性(主要表現(xiàn)在冷彎上)有不利影響。因此,對質(zhì)量要求較高的焊縫,每層厚度最好不大于4~5mm。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=δ/d式中:n為焊接層數(shù);δ為焊件厚度(mm);d為焊條直徑(mm)。5、電弧電壓(電弧長度)6、焊接速度7、焊條傾角六、基本操作技能

1、引弧電弧焊時,引燃焊接電弧的過程叫做引弧。焊條電弧焊通常采用接觸引弧法,它是先將焊條與工件接觸形成短路,再拉開焊條引燃電弧的方法。

根據(jù)操作手法不同可分為:

垂直引?。ㄇ脫舴ǎ菏鞘购笚l與焊件表面垂直地接觸,當(dāng)焊條的末端與焊件表面輕輕一碰后,便迅速提起焊條,并保持一定距離,而將電弧引燃的方法。

劃擦引?。号c劃火柴有些類似,先將焊條末端對準(zhǔn)焊件,然后將焊條在焊件表面劃擦一下,當(dāng)電弧引燃后立即將焊條末端與被焊焊件表面距離保持在2~4mm,電弧就能穩(wěn)定地燃燒。以上兩種接觸式引弧方法中,劃擦法比較容易掌握,但在狹小工作面上或不允許焊件面有劃痕時,應(yīng)采用直擊法。在使用堿性焊條時,為防止引弧處出現(xiàn)氣孔,宜采用劃擦法。引弧的位置應(yīng)選在焊縫起點前約10mm處。引燃后將電弧適當(dāng)拉長并迅速移到焊縫的起點,同時逐漸將電弧長度調(diào)到正常范圍。目的是對焊縫起點處起預(yù)熱作用,以保證焊縫始端熔深正常,并有消除引弧點氣孔的作用。焊接試板、引弧板、引出板在焊件上的安裝位置1-引弧板;2-焊件;3-焊接試板;4-引出板重要的結(jié)構(gòu)往往需增加引弧板2、運條焊接過程中,焊條相對焊縫所做的各種動作的總稱叫做運條。運條包括:沿焊條軸線的送進1沿焊縫軸線方向的縱向移動3橫向擺動2

常用運條方法及適用范圍:

3、焊縫的連接由于受焊條長度的限制,焊縫前后兩段出現(xiàn)連接接頭是不可避免的,但焊縫接頭應(yīng)力求均勻,防止產(chǎn)生過高、脫節(jié)、寬窄不一致等缺陷。4、收尾(熄弧)焊縫的收尾:是指一條焊縫焊完后如何收弧(熄弧)。焊接結(jié)束時,如果將電弧突然熄滅,則焊縫表面留有凹陷較深的弧坑,會降低焊縫收尾處的強度,并容易引起弧坑裂紋。過快拉斷電弧,液體金屬中的氣體來不及逸出,還容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。為克服弧坑缺陷,可采用下述方法收尾:(1)反復(fù)填補焊條移到焊縫終點時,在弧坑處反復(fù)熄弧、引弧數(shù)次,直到填滿弧坑為止,此方法適用于薄板和多層焊的底層,不適用于堿性焊條。(2)劃圈收尾焊條移到焊縫終點時,在弧坑處做圓圈運動,直到填滿弧坑再拉斷電弧,此方法適用于厚板。(3)后移收尾電弧在焊段收尾處停住,同時改變焊條傾斜方向,由后傾改變?yōu)榍皟A,然后慢慢拉斷電弧。此法適用于堿性焊條。第一章焊接基礎(chǔ)知識

焊接接頭與焊縫

電弧焊接頭包括4部分:焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)、焊縫附近的母材。

熔化焊焊接接頭的組成a)對接接頭b)搭接接頭1-焊縫金屬2-熔和線3-熱影響區(qū)4-母材焊接過程使焊接接頭具有以下力學(xué)特點:(1)焊接接頭力學(xué)性能不均勻由于焊接接頭各區(qū)在焊接過程中進行著不同的焊接冶金過程,并經(jīng)受不同的熱循環(huán)和應(yīng)變循環(huán)的作用,各區(qū)的組織和性能存在較大的差異,焊接接頭組織的不均勻,造成了整個接頭力學(xué)性能的不均勻。

(2)焊接接頭工作應(yīng)力分布不均勻,存在應(yīng)力集中由于焊接接頭存在幾何不連續(xù)性,致使其工作應(yīng)力是不均勻的,存在應(yīng)力集中。當(dāng)焊縫中存在工藝缺陷,焊縫外形不合理或接頭形式不合理時,將加劇應(yīng)力集中程度,影響接頭強度,特別是疲勞強度。(3)由于焊接的不均勻加熱,引起焊接殘余應(yīng)力及變形

焊接是局部加熱的過程,電弧焊時,焊縫處最高溫度可達材料沸點,而離開焊縫處溫度急劇下降,直至室溫。這種不均勻溫度場將在焊件中產(chǎn)生殘余應(yīng)力及變形。(4)焊接接頭具有較大的剛性通過焊接,焊縫與構(gòu)件組成整體,所以與鉚接或脹接相比,焊接接頭具有較大的剛性。

一、接頭的基本形式焊接接頭(簡稱接頭):用焊接方法連接的接頭。常用的焊接接頭:

對接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭、鎖底對接接頭等。

焊接接頭的基本類型1、對接接頭將同一平面上的兩個被焊工件的邊緣相對焊接起來而形成的接頭稱為對接接頭。它是各沖焊接結(jié)構(gòu)中采用最多、也是最完善的一種接頭形式,具有受力好、強度大和節(jié)省金屬材料的特點。但是,由于是兩焊件對接連接,被連接件邊緣加工及裝配要求則較高。在焊接生產(chǎn)中,通常使對接接頭的焊縫略高于母材板面。由于余高的存在造成構(gòu)件表面的不光滑,在焊縫與母材的過渡處會引起應(yīng)力集中。對接接頭的幾種形式2、T形接頭將相互垂直的被連接件用角焊縫連接起來的接頭稱為T形(十字)接頭。T形(十字)接頭能承受各種方向的力和力矩。T形接頭是各種箱型結(jié)構(gòu)中最常見的接頭形式,在壓力容器制造中,插入式管子與筒體的連接、人孔加強圈與筒體的連接等也都屬于這一類。由于T形(十字)接頭焊縫向母材過渡較急劇,接頭在外力作用下力線扭曲很大,造成應(yīng)力分布極不均勻、且比較復(fù)雜,在角焊縫根部和趾部都有很大的應(yīng)力集中。保證焊透是降低T形接頭應(yīng)力集中的重要措施之一。

T形接頭3、搭接接頭兩塊板料相疊,而在端部或側(cè)面進行角焊,或加上塞焊縫、槽焊縫連接的接頭稱為搭接接頭。由于搭接接頭中兩鋼板中心線不一致,受力時產(chǎn)生附加彎矩,會影響焊縫強度,因此,一般鍋爐、壓力容器的主要受壓元件的焊縫都不用搭接形式。由于搭接接頭使構(gòu)件形狀發(fā)生較大的變化,所以應(yīng)力集中要比對接接頭的情況復(fù)雜得多,而且接頭的應(yīng)力分布極不均勻。在搭接接頭中,根據(jù)搭接角焊縫受力方向的不同,可以將搭接角焊縫分為正面角焊縫、側(cè)面角焊縫和斜向角焊縫。搭接接頭

搭接接頭除兩鋼板疊在端面或側(cè)面焊接外,還有開槽焊和塞焊(圓孔和長孔)等。

開槽焊搭接接頭的構(gòu)造如圖所示。先將被連接件沖切成槽,然后用焊縫金屬填滿該槽,槽焊焊縫斷面為矩形,其寬為被連接件厚度的兩倍,開槽長度應(yīng)比搭接長度稍短一些。

塞焊是在被連接的鋼板上鉆孔來代替槽焊的槽,用焊縫金屬將孔填滿使兩板連接起來,塞焊可分為圓孔內(nèi)塞焊和長孔內(nèi)塞焊兩種,如圖所示。

4、角接接頭兩鋼板成一定角度,在鋼板邊緣焊接的接頭稱為角接接頭。角接頭多用于箱形構(gòu)件,騎座式管接頭和筒體的連接,小型鍋爐中火筒和封頭連接也屬于這種形式。與T形接頭類似,單面焊的角接接頭承受反向彎矩的能力極低,除了鋼板很薄或不重要的結(jié)構(gòu)外,一般都應(yīng)開坡口兩面焊,否則不能保證質(zhì)量。

角接接頭選擇接頭形式時,主要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),并綜合考慮受力條件、加工成本等因素。例如:

對接接頭具有受力均勻、節(jié)省金屬等優(yōu)點,故應(yīng)用最多。但是,對接接頭對下料尺寸和組裝的要求比較嚴(yán)格。

T形接頭焊縫大多數(shù)情況下只承受較小的切應(yīng)力或僅作為聯(lián)系焊縫。

搭接接頭對裝配要求不高,也易于裝配,但接頭承載能力低,一般用在不重要的結(jié)構(gòu)中。焊接接頭的設(shè)計中對焊縫質(zhì)量的要求、焊縫尺寸大小、焊縫位置、工件厚度、幾何尺寸、施工條件等不同,決定了在選擇焊接方法和制定工藝時的多樣性。合理的焊接接頭設(shè)計與選擇不僅能保證鋼結(jié)構(gòu)的焊縫和整體的強度,還可以簡化生產(chǎn)工藝,節(jié)省制造成本。

設(shè)計和選擇焊接接頭的主要因素:(1)保證焊接接頭滿足使用要求;(2)接頭形式能保證選擇的焊接方法正常施焊;(3)接頭形式應(yīng)盡量簡單,盡量采用平焊和自動焊焊接方法,少采用仰焊和立焊,且最大應(yīng)力盡量不設(shè)在焊縫上;(4)焊接工藝能保證焊接接頭在設(shè)計溫度和腐蝕介質(zhì)中正常工作;(5)焊接變形和應(yīng)力小,能滿足施工要求所需的技術(shù)、人員和設(shè)備的條件;(6)盡量使焊縫設(shè)計成聯(lián)系焊縫;(7)焊接接頭便于檢驗;(8)焊接前的準(zhǔn)備和焊接所需費用低;(9)對角焊縫不宜選擇和設(shè)計過大的焊角尺寸,試驗證明,大尺寸角焊縫的單位面積承載能力較低等。二、焊縫的基本形式焊縫:焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分。分類:1、按空間位置可分為:平焊縫、橫焊縫、立焊縫、仰焊縫;2、按結(jié)合方式可分為:對接焊縫、角焊縫、塞焊縫;3、按焊縫斷續(xù)情況可分為:連續(xù)焊縫、斷續(xù)焊縫;4、按承載方式可分為:工作焊縫、聯(lián)系焊縫。焊縫是構(gòu)成焊接接頭的主體部分,對接接頭焊縫、角接接頭焊縫是焊縫的基本形式。1.對接焊縫對接焊縫是沿著兩個焊件之間形成的,有不開坡口(或開I形坡口)和開坡口的兩種。焊縫表面形狀有上凸的和與表面平齊的。2.角焊縫角焊縫截面形狀

3.工作焊縫和聯(lián)系焊縫工作焊縫(又稱承載焊縫)焊縫與焊件串聯(lián)成整體主要承擔(dān)載荷的作用。焊縫一旦斷裂,鋼結(jié)構(gòu)就立即受到嚴(yán)重破壞。聯(lián)系焊縫(又稱非承載焊縫)

焊縫與兩個或兩個以上的焊件并聯(lián)成整體(即連接作用),焊縫不直接承擔(dān)載荷,工作中受力很小,焊縫一旦斷裂,結(jié)構(gòu)不會立即失效。三、坡口的基本形式1.坡口類型坡口:根據(jù)設(shè)計或工藝需要,在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀并經(jīng)裝配后構(gòu)成的溝槽。開坡口:用機械、火焰或電弧等加工坡口的過程。開坡口的目的:(1)是為保證電弧能深入到焊縫根部使其焊透,并獲得良好的焊縫成形以及便于清渣。(2)對于合金鋼來說,坡口還能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例(即熔合比)的作用。

(1)根據(jù)板厚不同,對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成為V形、X形、K形和U形等坡口。對接焊縫坡口型式

(2)根據(jù)焊件厚度、結(jié)構(gòu)形式及承載情況不同,角接接頭和T形接頭的坡口形式可分為I形、帶鈍邊的單邊V形坡口和K形坡口等。角接和T形接頭的坡口a)I形b)單邊V形(帶鈍邊)c)K形(帶鈍邊)2.坡口的設(shè)計原則

坡口的形式和尺寸主要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的板厚、選用的焊接方法、焊接位置和焊接工藝等來選擇和設(shè)計。1)焊縫中填充的材料少;2)具有好的可焊性;3)坡口的形狀應(yīng)容易加工;4)便于調(diào)整焊接變形;

一般情況下,焊條電弧焊焊接6mm厚度的焊件和自動焊焊接14mm以下厚度的焊件時,可以不開坡口就可以得到合格的焊縫,但板間要留有一定的間隙,以保證熔敷金屬填滿熔池,確保焊透。鋼板超過上述厚度時,電弧不能熔透鋼板,應(yīng)考慮開坡口。

焊接接頭的表示方法

設(shè)計人員為使自己設(shè)計的結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品由制造人員準(zhǔn)確無誤地加工制造出來,就必須把結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的施工技術(shù)條件在設(shè)計圖樣和設(shè)計說明書等設(shè)計文件上詳盡地表述出來。對于焊接接頭,設(shè)計人員一般采用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號和焊接方法代號來表示。也可以采用技術(shù)制圖方法來表示,但用圖形或文字詳細地說明焊接接頭的焊接加工要求和注意事項是非常繁瑣和復(fù)雜的。采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種符號和代號簡單明了地指出焊接接頭的類型、形狀、尺寸、位置、表面狀況、焊接方法以及與焊接有關(guān)的各項條件是非常必要的。一、焊縫符號與焊接方法代號焊縫符號:在圖紙上標(biāo)注出焊縫形式、焊縫尺寸和焊接方法的符號。由GB/T324-1998《焊縫符號表示法》(適用于金屬熔焊和電阻焊)和GB/T5185-1999《金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號》進行了規(guī)定。焊縫的符號組成:基本符號、輔助符號、補充符號、焊縫尺寸符號和指引線。

基本符號:是表示焊縫橫截面形狀的符號,它采用近似于焊縫橫截面形狀的符號表示。

輔助符號:是表示對焊縫表面形狀特征輔助要求的符號。輔助符號一般與焊縫基本符號配合使用,當(dāng)對焊縫表面形狀有特殊要求時使用。焊縫補充符號:是為了補充說明焊縫某些特征的符號。

焊縫尺寸符號:是表示坡口和焊縫各特征尺寸的符號。指引線:由帶箭頭的指引線、兩條基準(zhǔn)線(橫線)(一條為實線,另一條為虛線)和尾部組成。

為了簡化焊接方法的標(biāo)注和文字說明,可采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5185-1999規(guī)定的用阿拉伯?dāng)?shù)字表示的金屬焊接及釬焊等各種焊接方法的代號。焊接方法標(biāo)注在指引線的尾部。

二、焊接接頭在圖樣上的表示方法(一)焊縫的圖示法國家標(biāo)準(zhǔn)GB/Tl2212-1990《技術(shù)制圖焊接符號的尺寸、比例及簡化表示法》規(guī)定,需要在圖樣中簡易地繪制焊縫時,可用視圖、剖視圖或剖面圖表示,也可以用軸測圖示意地表示。在同一圖樣中,通常只允許采用一種畫法。(二)焊縫符號的標(biāo)注國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T324-1988、GB/T5185-1999和GB/T12212-1990中分別對焊縫符號和焊接方法代號的標(biāo)注方法作了規(guī)定。(1)焊縫符號和焊接方法代號必須通過指引線及有關(guān)規(guī)定才能準(zhǔn)確無誤地表示焊縫。(2)標(biāo)注焊縫時,首先將焊縫基本符號標(biāo)注在基準(zhǔn)線上邊或下邊,其他符號按規(guī)定標(biāo)注在相應(yīng)的位置上;(3)箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特殊要求,但是在標(biāo)注V形、單邊V形、J形等焊縫時,箭頭應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件;(4)必要時允許箭頭線彎折一次;(5)虛基準(zhǔn)線可以畫在實基準(zhǔn)線的上側(cè)或下側(cè);(6)基準(zhǔn)線一般應(yīng)與圖樣的底邊相平行,但在特殊條件下亦可與底邊相垂直;(7)如果焊縫和箭頭線在接頭的同一側(cè),則將焊縫基本符號標(biāo)注在實基準(zhǔn)線側(cè);相反,如果焊縫和箭頭線不在接頭的同一側(cè),則將焊縫基本符號標(biāo)注在虛基準(zhǔn)線側(cè)。

必要時焊縫基本符號可附帶有尺寸符號及數(shù)據(jù)。

標(biāo)注原則:1)焊縫橫截面上的尺寸標(biāo)注在基本符號的左側(cè),如:鈍邊高度p,坡口高度H,焊角尺寸K,焊縫余高h,焊縫有效厚度S,根部半徑R,焊縫寬度C,焊核直徑d;2)焊縫長度方向的尺寸標(biāo)注在基本符號的右側(cè),如:焊縫長度L,焊縫間隙e,相同焊縫的數(shù)量n;3)坡口角度α、坡口面角度β、根部間隙b等尺寸標(biāo)注在基本符號的上側(cè)或下側(cè);4)相同焊縫數(shù)量符號標(biāo)注在尾部;5)當(dāng)需要標(biāo)注的尺寸數(shù)據(jù)較多又不易分辨時,可在數(shù)據(jù)前面增加相應(yīng)的尺寸符號。三、焊接接頭的簡化標(biāo)注在GB/T12212-1990中還規(guī)定了某些情況下,焊接接頭的簡化標(biāo)注方法。焊條電弧焊禁忌焊條電弧焊禁忌1焊條電弧焊忌采用恒壓外特性電源焊條電弧焊應(yīng)當(dāng)選用具有陡降外特性的弧焊電源,尤以恒流加“外拖”特性電源為佳焊條電弧焊禁忌2堿性焊條忌采用交流焊接堿性焊條與強度級別相同的酸性焊條相比,其熔敷金屬廷性和韌性高、擴散氫含量低,抗裂性能強。但堿性焊條的工藝性較差,采用交流焊接時電弧穩(wěn)定性差、飛濺多,焊縫成形不良。因此,采用堿性焊接時,無論是薄板還是厚板均需采用直流反接,短弧操作,這樣可以增加電弧穩(wěn)定性,減少飛濺和氣孔,提高焊接質(zhì)量。焊條電弧焊禁忌3薄板焊接忌采用直流正接在選用焊接電源的極性時,主要是根據(jù)焊條性質(zhì)和焊件所需的熱量來決定。一般情況下,為獲得較大的熔探,厚板焊接可采用直流正接;而薄板焊接時,為防止焊件燒穿,則應(yīng)采用直流反接。焊條電弧焊禁忌4直流焊接時應(yīng)避免產(chǎn)生電弧磁偏吹采用直流電源焊接鋼件時,因焊接回路和條件的影響,使電弧周圍磁場分布不均勻,焊接電弧將向磁力線較稀疏的一側(cè)偏移,造成電弧不穩(wěn)定,尤以大電流、深坡口、角焊等情況最為強烈。避免產(chǎn)生電弧磁偏吹的措施有:1)使用交流電源焊接2)正確選擇導(dǎo)線接人焊件位置3)調(diào)整焊條角度4)減少接頭間隙,采用短弧焊接等焊條電弧焊禁忌5要盡量避免接頭部位的應(yīng)力集中要盡量避免接頭部位的應(yīng)力集中交叉焊件出焊縫忌匯聚在一起焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計不應(yīng)造成操作困難焊條電弧焊禁忌6焊縫接頭坡口的鈍邊忌太長焊縫接頭坡口的角度太小、鈍邊太長、間隙太小,在焊接時易產(chǎn)生接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象,從而產(chǎn)生未焊透缺陷。在焊接電流較個、焊接角度不當(dāng)時,此現(xiàn)象更嚴(yán)重。焊條電弧焊禁忌7焊件的截面上忌有突變接頭不同厚度鋼板對焊時,兩板的厚度差不應(yīng)超過允許范圍(1-4mm),否則應(yīng)對厚板做單邊或雙邊削薄,或用堆焊方法形成平滑過渡,或?qū)砂逯行木€對直,以避免截面上有突變的接頭,焊條電弧焊禁忌8接頭間隙較大時忌放置金屬填充物接頭間隙(根部間隙)是保證焊縫熔透的重要條件。但如果接縫間隙過大或坡口過寬,焊接時在間隙中塞入圓鐵棒或鋼塊,必然產(chǎn)生未焊透缺陷或使焊腳增高,影響焊件強度。對根部間隙過大的焊縫,可采用三點焊接法,并應(yīng)注意焊道順序焊條電弧焊禁忌9厚板焊接忌采用I形坡口1、對接接頭當(dāng)焊件厚度大干6mm時,為了保證焊縫有效厚度及焊透,并為了容納填充金屬、改善焊縫咸形,一般應(yīng)將焊接部位加工成Y形、X形或U形等各種形狀的坡口。對有坡口的焊件可采用多層焊或多層多道焊。2.角接接頭角接接頭一般用于不重要的焊接結(jié)構(gòu)。板厚在2mm以下,角接接頭常采用卷邊形式;板厚為2-8mm,則可采用I形坡口。厚度較大及重要出結(jié)構(gòu)件應(yīng)開坡口,坡口形式的選擇要根據(jù)焊件厚度、結(jié)構(gòu)及承受載荷狀態(tài)確定。3、T形接頭對要求承受載荷的T形接頭,為r保證焊透必須開坡口。坡口形式選擇要根據(jù)焊件厚度、結(jié)構(gòu)強度及焊后變形要求確定。焊條電弧焊禁忌10引弧操作的動作幅度忌過大引弧動作如果太快或焊條提得過高,不易建立穩(wěn)定的電弧或起弧后易于熄滅;引弧動作如果太慢,又會使焊條和工件粘在一起,產(chǎn)生長時短路使焊條過熱發(fā)紅,造成藥皮脫落,也不能建立起電弧。焊條電弧焊禁忌11焊道焊完時忌立即拉斷電弧當(dāng)?shù)谝坏篮傅篮竿陼r,如果立即拉斷電弧則會形成低于焊件表面的弧坑。過深的弧坑不僅影響外觀,而且使焊道收尾處強度減弱,并容易造成應(yīng)力集中:或形成弧坑裂紋。常用的焊縫收尾方法有劃圓圈收弧、反復(fù)斷弧收弧、

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