焊条电弧焊.

第三章焊条电弧焊•优点：•（1）使用的设备比较简单，价格相对便宜，并且轻便；•（2）不需辅助气体保护，焊条既能填充金属，又能在焊接时产生保护熔池避免氧化的保护气体，还具有较强的抗风能力；•（3）操作灵活，适应性强，能在空间任意位置焊接；•（4）应用范围广，适用于大多数工业用的金属、合金等的焊接。•缺点：•（1）对焊工操作技术要求高，焊工培训费用大；•（2）焊工劳动强度大，劳动条件差，有时处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中；•（3）焊接工艺参数选择范围小，焊接效率低；一、焊条电弧焊的原理焊条电弧焊是利用电弧放电时所产生的热量作为热源，加热、熔化焊条和焊件并使之相互熔合，形成牢固接头的焊接过程。1．焊接电弧的产生所谓电弧，是指两电极之间的气体介质产生强烈而持久的放电现象。2．焊接电弧的组成和热量分布•焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三个部分组成，•阴极区的热量约占电弧总热量的36%，其温度最低；•阳极区的热量约占电弧总热量的43%，温度略高于阴极；•弧柱区的热量约占电弧总热量的2l%，其温度是整个焊接电弧温度最高的区域，可达5000～8000K。二、焊条电弧焊的适用范围1．焊条电弧焊的适用范围焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，焊条电弧焊可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于多种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。三、焊条电弧焊的安全特点•1．焊条电弧焊的安全特点•（1）焊条电弧焊焊接设备的空载电压一般为50～90V。而人体所能承受的安全电压为30～45V•（2）焊接电弧弧柱中心的温度高达6000～8000℃。•（3）焊接时人体直接受到弧光辐射（主要是紫外线和红外线的过度照射）时，会对操作者眼睛和皮肤造成伤害。•（4）焊条电弧焊操作过程中，由于电焊机线路故障或者飞溅物都会引起爆炸和火灾事故。第二节焊条电弧焊的设备及工具电弧焊时，对焊接电弧供电的系统称为弧焊电源。按输出电流种类的不同，手工电弧焊电源可分为交流、直流和脉冲三种类型。按结构特点不同，手工电弧焊电源又可分为弧焊变压器、弧焊整流器和弧焊逆变器等。一、对手工弧焊电源的基本要求•1．弧焊电源的外特性•要求弧焊电源应具有陡降的外特性，即输出电压随焊接电流的增大而迅速下降。•2．弧焊电源的动特性•是指弧焊电源对有陡降外特性焊接电弧的工作状态发生变化时适应的能力。要求弧电源具有良好的动特性。这样才能做到焊接时引弧容易、电弧燃烧稳定、飞溅小、焊缝成形好、焊接质量高。一、对手工弧焊电源的基本要求•3．弧焊电源的空载电压•满足焊接工艺的前提下，空载电压尽可能的低些。我国手工电弧电源的空载电压为：交流手工电弧焊机65～85V，直流手工电弧焊机55～90V。•4．弧焊电源的调节特性•弧焊电源所提供的焊接电流应具有一定的调节范围，并能方便、灵活、可靠进行调节。六、手工电弧焊工具•1．电焊钳•电焊钳必须符合以下安全要求。•（1）电焊钳应在所设置的任一角度都能夹紧焊条，并保证更换焊条安全、方便。•（2）电焊钳的手柄等应有良好的绝缘和隔热性能。•（3）电焊钳与焊接电缆的连接应简便可靠，接触良好。•（4）电焊钳应轻便（质量不超过0.6kg），易于操作。•（5）焊接过程中，禁止将过热的电焊钳放入水中冷却和继续使用。•（6）禁止使用绝缘损坏或没有绝缘的电焊钳。2．焊接导线•焊接的电源线及焊接电缆等导线的必须符合下列安全要求。•（1）电源线是焊机与电网的连接导线，电压较高，危险较大，因此其长度一般不得超过2～3m。确需使用长导线时，必须将其架高距地面2.5m以上•（2）连接焊机、焊钳和工件的焊接回路导线，其长度一般以20～30m为宜，过长则会增大电压降并使导线发热。•（3）导线应有良好的导电性和绝缘层，并且要轻便、柔软，便于操作。•（4）所用导线要有足够的截面积，•（5）尽可能使用无接头的导线。确需接长时接头不得多于2个。2．焊接导线•焊接的电源线及焊接电缆等导线的必须符合下列安全要求。•（1）电源线是焊机与电网的连接导线，电压较高，危险较大，因此其长度一般不得超过2～3m。确需使用长导线时，必须将其架高距地面2.5m以上•（2）连接焊机、焊钳和工件的焊接回路导线，其长度一般以20～30m为宜，过长则会增大电压降并使导线发热。•（3）导线应有良好的导电性和绝缘层，并且要轻便、柔软，便于操作。•（4）所用导线要有足够的截面积，•（5）尽可能使用无接头的导线。确需接长时接头不得多于2个。•（6）所用导线的外表均应完好，其绝缘电阻不得小于1MΩ。•（7）严禁利用厂房的金属结构、管道或其他金属搭接起来作为导线使用。•（8）导线需横穿马路、通道或门窗时，必须采取加装护套等保护措施。•（9）严禁将导线搭于气瓶、热力管道或工作介质为易燃物品的管道和容器上。•（10）严禁导线与油脂等易燃物品接触。3．电焊面罩和护目镜•电焊面罩是保护电焊工面部免受弧光损伤的防护用品。同时，还能防止被飞溅的金属灼伤，减轻烟尘和有害气体对呼吸器官的伤害。•面罩上设置护目镜（俗称黑玻璃），其作用是减弱电弧光的强度，吸收紫外线，保护焊工的眼睛免受弧光灼伤。号数越大，颜色越深。第三节电焊条•一、电焊条的组成及作用•1．焊芯•焊芯的作用是传导焊接电流、与焊件产生电弧并且本身熔化作为填充金属和熔化的母材金属熔合而形成焊缝。•常用的焊条直径为Φ1.6mm，Φ2.5mm，Φ3.2mm，Φ4mm，Φ5mm及Φ6mm等。焊条的长度是指焊芯的长度，一般在250～450mm之间。第三节电焊条•2．药皮•药皮的主要作用为：•（1）保证焊接电弧稳定燃烧；•（2）造气保护熔池，防止空气侵入；•（3）向焊缝金属渗合金；•（4）脱氧，去除硫、磷有害杂质；•（5）造渣保护焊缝金属和改善焊缝成形。•按药皮中所含氧化物在焊接过程中所生成熔渣的“碱度”不同，又可分为碱性焊条和酸性焊条两大类。二、焊条的特性•1．酸性焊条•当焊条药皮中含有较多酸性氧化物，且其所生成熔渣的化学性质呈酸性时，这类焊条称为酸性焊条。由于酸性焊条在冶金反应过程中脱氧不足，合金元素烧损较多，而且脱硫、脱磷能力差，因此其焊缝的韧性及抗裂性差。但其工艺性能较好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，交、直流电源均适用。•常用的酸性焊条有E4303（J422），E4301（J423），E4320（J424），E5003（J502）等。二、焊条的特性•2．碱性焊条•当药皮中含有大量碱性氧化物及一定的氟化钙，碱性焊条在冶金过程中脱氧较彻底，能有效去除硫、磷，因此其焊缝金属的韧性及抗裂性均较好。但其工艺性能较酸性焊条差，对油、锈、水敏感，易产生气孔，电弧的稳定性不如酸性焊条且飞溅大，只适用直流电源。•常用的碱性焊条有E5015（J507），E5016（J506）等。由于碱性焊条产生的焊接烟尘较大，且其中还含有有毒的氟化物，对人体健康有害。因此，必须加强焊接现场的通风换气，改善岗位劳动条件。酸性焊条碱性焊条对水、铁锈产生气孔的敏感性不大，焊条在使用前经150~200℃烘焙1h对水、铁锈产生气孔的敏感性较大，要求焊条在使用前经300~350℃烘焙1~2h电弧稳定，可用交流或直流施焊由于药皮中含有氟化物恶化电弧稳定性，须用直流反接施焊，只有当药皮中加入稳弧剂后，才可用交、直流两用施焊焊接电流较大焊接电流较同规格的酸性焊条约小10%左右可长弧操作须短弧操作，否则易引起气孔合金元素过渡效果差合金元素过渡效果好熔深较浅，焊缝成形较好熔深稍深，焊缝成形尚好，容易堆高熔深呈玻璃状，脱渣较方便熔渣呈结晶状，脱渣不及酸性焊条好焊缝的常、低温冲击韧度一般焊缝的常、低温冲击韧度较好焊缝的抗裂性能较差焊缝的抗裂性能好焊缝的氢含量高、影响塑性焊缝的含氢量低焊接时烟尘较少焊接时烟尘稍多酸性焊条与碱性焊条的特性对比四、焊条的选用原则•1．等强度原则•对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常在同种钢焊接时选用抗拉强度与母材相等的焊条，这就是等强度原则。在异种钢焊接时，则按强度低的一侧钢材选用。例如，20钢抗拉强度在400MPa左右，可选用E43系列的焊条。•2．等同性原刚•焊接在特殊环境下工作的工件或结构，如要求耐磨、耐腐蚀、在高温或低温下具有较高的力学性能，则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相同或相近似的焊条，这就是等同性原则。•3．等条件原则•根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择焊条。例如，焊接需承受动载或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属冲击韧度较高的低氢型碱性焊条；反之，焊接一般结构时，应选用酸性焊条。四、焊条的选用原则五、焊条的储存、保管和烘干•焊条储存、保管使用前的烘干要求如下:•（1）焊条必须存放在干燥、通风良好的室内仓库里。•（2）焊条应存放在架子上，架子离地面的距离应不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm，•（3）焊条堆放时应按种类、牌号、批次、规格、入库时间分类堆放，发放焊条时应遵循先进先出的原则。•（4）焊条在供给使用单位以后，至少在6个月之内能保证继续使用。•（5）对于已受潮、药皮变色和焊芯有锈迹的焊条，须经烘干后进行质量评定。若各项性能指标都满足要求时，方可入库，否则不准入库。•（6）一般焊条一次出库量不能超过两天的用量。•（7）焊条储存库内，应设置温度计和湿度计。低氢型焊条库内温度不低于5℃，空气相对湿度应低于60％。•（8）存放期超过一年的焊条，发放前应重新做各种性能试验，符合要求时方可发放，否则不准发放。五、焊条的储存、保管和烘干