焊接方法与设备

2019/10/4杨建国1焊接方法与设备2019/10/4杨建国2第二章焊条电弧焊电弧焊是利用电弧的热量加热、熔化金属进行焊接的。焊条电弧焊是利用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。GB/T3375-94把原来的“手工电弧焊”改称为焊条电弧焊。2019/10/4杨建国3第二章焊条电弧焊----------焊条电弧焊的原理及特点如图2—1所示，焊条电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移动、熔他后边缘的液态金属温度逐渐降低．液态金属以母材坡口处末完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝金属的枝状晶体并向焊缝小心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化，使焊接熔池向前程动。当焊接过程稳定以后，—个形状和体积均不变化的熔他随焊接电弧向前移动，形成条连续的焊缝。2019/10/4杨建国4第二章焊条电弧焊----------焊条电弧焊的原理及特点焊条电弧焊的特点2019/10/4杨建国5第二章焊条电弧焊----------焊条电弧焊设备及工具对焊条电弧焊设备的要求常用焊条电弧焊设备简介焊条电弧焊所用工具2019/10/4杨建国6焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求弧焊电源是电焊机的核心部分，是用来对焊接电弧提供电能的一种专业设备。对它的要求有与一般电源相同之处，例如从经济角度出发，要求结构简单轻巧，制造容易，消耗材料少，节省电能，成本低；从使用角度出发，要求方便、可靠、安性能良好和容易维修。2019/10/4杨建国7焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求焊接电源的电气特性和结构方面，还具有不同于一般电力电源的特点。主要原因是弧焊电源的负载是电弧，电源的电气性能要求适应电弧负载的特性2019/10/4杨建国8焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求弧焊工艺对焊接电源有如下的要求：–保证引弧容易–保证电弧稳定–保证焊接规范稳定–具有足够宽的焊接规范调节范围2019/10/4杨建国9焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求因而焊接电源的电气特性应该考虑如下3各方面：–电源外特性–电源调节性–电源动特性此外，对于特殊环境（高原、水下和野外）的适应性。2019/10/4杨建国10焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求电源外特性形状的要求电源：对负载提供电能的装置弧焊电源是对焊接电弧提供电能的装置电源外特性：电源内部参数一定的情况下，改变负载时，电源输出的电压的稳定值Uy与输出的电流的稳定值Iy之间的关系曲线——Uy=f(Iy)称为电源的外特性直流时，Uy和Iy为平均值，交流电源则为有效值。2019/10/4杨建国11焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求2019/10/4杨建国12焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求平特性恒压特性下降特性2019/10/4杨建国13焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求2019/10/4杨建国14焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求满足以上关系表明，电弧静特性必须和电源外特性曲线相交2019/10/4杨建国15焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求有外界干扰后，系统必须回到原来的平衡，根据电力学知识，系统平衡时应满足以下关系式：电弧静特性的斜率必须大于电源外特性在工作点的斜率2019/10/4杨建国16焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求焊条电弧焊电极尺寸较大，电流密度低，。在电弧稳定燃烧的情况下，负载静特性处于水平段。故也要求电源外特性曲线与电弧静特性曲线相交，即要求焊条电弧焊电源具有下降的外特性。2019/10/4杨建国17焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求从电弧稳定性方面考虑，要求电源外特性为陡降好一些。主要从弧长变化引起电流变化的角度考虑，变化越小，电弧越稳定。2019/10/4杨建国18焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求陡降特性稳定，但短路电流小，不利于引弧，提出外拖特性焊接电源。2019/10/4杨建国19焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求电源空载电压的要求–保证引弧容易：引弧时，需要焊条或焊丝与工件接触，因两者之间往往存在锈污等杂质，需要高的空载电压击穿接触面，实现导通；电离在初始阶段需要高的电场。–保证电弧稳定燃烧：U0≥(1.8~2.25)Uf–保证电弧的功率稳定性：2.5U0/Uf1.57–经济性：材料多、质量大、效率低–保证人身安全。2019/10/4杨建国20焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求规则：在保证引弧容易和电弧稳定的条件下，采用尽可能低的空载电压。交流弧焊电源：U0=55~70V直流弧焊电源：U0=45~85V一般规定空载电压不得超过100V，特殊情况下，要超过100V，必须具有自动防触电装置。2019/10/4杨建国21焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求上述空载电压的范围是针对下降特性的电弧电源而言的。某些电源采用平特性进行焊接，如熔化极自动焊、半自动焊，具有更低的空载电压；带有引弧、稳弧装置的电源可以有更低的空载电压特殊场合，锅炉、小容器，电压低（42V），主要为了安全，需要引弧装置2019/10/4杨建国22焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求对电源调节特性的要求被焊金属的材料、坡口及厚度不同，要求有不同的焊接工艺参数。手工电弧焊时，由于电流的调节范围不大，所以，即使焊接电压不变，也能保证良好的焊缝成形，所以，焊条电弧焊电源的调节主要指的是调节焊接电流。2019/10/4杨建国23焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求电流比较小，空载电压比较低，调节不理想，主要是小电流时，空载电压低，不易引弧和保证电弧稳定燃烧2019/10/4杨建国24焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求空载电压不变，依靠调节陡降程度来调节电流，效果比较好。2019/10/4杨建国25焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求空载电压随着电流的增大而减小。2019/10/4杨建国26焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求对焊接电源动特性的要求动特性：电弧负载发生变化时，焊接电源输出电压和电流的响应过程。可以用弧焊电源与时间的关系表征，他表明焊接电源对负载的瞬态改变的适应能力。2019/10/4杨建国27焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求2019/10/4杨建国28引弧过程：空载——短路——负载熔滴过渡：负载——短路——负载焊接过程从一个稳态过渡到另外一个稳态，这就是动特性的实质2019/10/4杨建国29焊条电弧焊设备及工具--------对焊条电弧焊设备的要求动特性好：引弧、重新引燃电弧容易、稳定、飞溅少2019/10/4杨建国30焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介分类：弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器2019/10/4杨建国31焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国32焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介作为降压变压器，与普通的电力变压器相比，区别为：为保证电弧引燃并能稳定燃烧和得到陡降的外特性，常用的交流弧焊变压器必须具有较大的漏感，而普通变压器则很小；具有较高的空载电压和较大的电感；外特性可调2019/10/4杨建国33焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介弧焊变压器分类：–串联电抗器式分体式同体式–增强漏磁式动铁心动绕组抽头式2019/10/4杨建国34焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国35焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国36焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国37焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国38焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国39焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国40焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国41焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介直流弧焊发电机直流弧焊发电机是由一台电动机和一台弧焊发电机组成的机组。特点：耗电量大，用材料多，噪音。国家规定停止生产该类焊机。2019/10/4杨建国42焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国43焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国44焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介基本原理是依靠电枢上的导体切割磁极和电枢间隙空间的磁力线而产生电流。一般的发电机电枢的电阻比较小，发电机一般是平的外特性。焊接需要下降的外特性！！！！！–增加电路电阻–增加去磁2019/10/4杨建国45焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国46焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介以去磁方式获得外特性分类：裂极式、差复励式和换向极去磁式。2019/10/4杨建国47焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国48焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介弧焊整流器–硅弧焊整流器–晶闸管式弧焊整流器2019/10/4杨建国49焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国50焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介降压获得下降特性整流改善控制动特性2019/10/4杨建国512019/10/4杨建国52焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国53焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介晶闸管式弧焊整流器2019/10/4杨建国54焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介主要特点：–动特性好（电磁惯性小）–控制性好（小功率控制大功率）–节能（空载电压低，无机械损耗）–省材料–噪音小–设备复杂2019/10/4杨建国55焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介弧焊逆变器2019/10/4杨建国56焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介特点：–省料、质量轻、体积小：传统弧焊电源用工频传送电能，而逆变电机使用几千到几万Hz的频率传送电能。制作变压器的用料与频率成反比，因而逆变电机的重量为普通电机的1/5到1/10，体积为原来的1/3左右。–高效节能：变压器处于开关状态，变压器采用铁损小的材料。从而效率高，可达80-90%；主电路有电容，从而功率因数高，2019/10/4杨建国57焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介–改善工艺性能工作频率高，需要的滤波电感小，电磁惯性小，动特性好可以进一步逆变2019/10/4杨建国58焊条电弧焊设备及工具--------常用焊条电弧焊机简介2019/10/4杨建国592019/10/4杨建国60焊条电弧焊设备及工具--------焊条电弧焊所用工具电焊钳300A和500A两种要求绝缘隔热04590角度2019/10/4杨建国61焊条电弧焊设备及工具--------焊条电弧焊所用工具面罩和护目镜2019/10/4杨