焊条电弧焊

第二章焊条电弧焊第一节焊条电弧焊的原理及特点一、焊条电弧焊的基本原理焊条电弧焊是利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固焊接接头的工艺方法。焊接过程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及溶渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害污染。焊条芯也在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，组成焊缝的填充金属。二、焊条电弧焊的特点工艺灵活、适应性强应用范围广优点易分散焊接变形和应力设备简单、成本低特点焊接生产率低、劳动强度大缺点焊缝质量依赖性强第二节焊条电弧焊设备及工具设备包括：弧焊电源、焊钳、面罩、焊条保筒和一些辅助设备。一、对弧焊电源的要求1、对弧焊电源外特性的要求外特性：在其他参数不变的情况下，弧焊电源输出电压和输出电流之间的关系。弧焊电源外特性的类型：上升、水平、下降为了保证焊接电弧稳定燃烧和焊接参数稳定，电源外特性曲线必须和电弧的静特性曲线相交。电源静特性曲线工作阶段为水平，因此只有下降的外特性才能相交。2、对弧焊电源空载电压的要求（1）保证容易引弧（2）保证电弧功率稳定（3）要有良好的经济性（4）保证人生安全交流空载电压为55~70V直流空载电压为45~85V3、对弧焊电源稳态短路电流的要求即输出端短路时的电流I稳=（1.25~2.0）I焊4、对弧焊电源调节特性的要求5、对弧焊电源动特性的要求动特性：弧焊电源对焊接电弧的动态负载所输出的电流、电压对时间的关系。它表示弧焊电源对动态负载瞬间变化的能力。二、弧焊电源的分类及型号1、弧焊电源的分类及特点①弧焊变压器（交流弧焊电源）优点：结构简单、易造易修、成本低、效率高、磁偏吹小、噪音小。缺点：电弧稳定性差、功率因素低。②直流弧焊电源（直流弧焊发电机和弧焊整流器）直流弧焊发电机（淘汰）优点：坚固耐用、电弧燃烧稳定缺点：损耗大、效率低、噪音大、成本高、重量大、维修难。弧焊整流器优点：制造方便、价格低、空载损耗小、电弧稳定、噪音小。③弧焊逆变器优点：高效、节能、重量轻、体积小、功率因素高、焊接性能好。2、弧焊电源的型号及技术参数①弧焊电源的型号大类名称小类名称附注特征系列序号基本规格派生代号改进序号附注特征、系列序号、派生代号、改进序号不用则不表示出来汉字拼音字母表示阿拉伯数字表示大类名称：B—弧焊变压器Z—弧焊整流器A—弧焊逆变器小类名称：X—下降特性P—平特性D—多特性附注特征：G—硅整流器系列序号：弧焊变压器1—动铁系列3—动圈系列弧焊整流器1—动铁系列3—动圈系列5—晶闸管系列7—逆变系列基本规格：额定焊接电流例：如图ZX5-300表示晶闸管系列的弧焊整流器，具有下降外特性，额定电流为300ABX3-300动圈系列的弧焊变压器，具有下降外特性，额定电流为300A②弧焊电源的技术参数额定值：对焊接电源规定的使用限额负载持续率：弧焊电源负载的时间与整个工作周期的百分率。负载持续率=(弧焊电源负载的时间/选定的工作时间周期)×100%三、常用焊条电弧焊电源1、弧焊变压器BX3-300型—动铁圈式BX1-315型—动铁心式2、弧焊整流器交流电—直流电硅弧焊整流器—ZXG-160ZXG-400晶闸管弧焊整流器—ZX5-4003、弧焊逆变器直流电—交流电ZX7-400五、焊条电弧焊其他设备和工具1、焊钳和面罩（1）焊钳夹持焊条并传导电流以进行焊接规格：300A500A（2）面罩防止焊接时飞溅、弧光及其他辐射对焊工面部和颈部损伤的一种遮盖工具。形式：手持式头盔式遮光片：黑玻璃：减弱弧光和过滤红外线紫外线型号7-12白玻璃：保护黑玻璃2、焊条保温筒和焊缝检验尺（1）焊条保温筒保温焊条，防止受潮（2）焊缝检验尺3、常用焊接手工工具第三节焊条电弧焊焊接材料焊条直径：焊芯直径常用有Φ2、Φ2.5、Φ3.2、Φ4、Φ5、Φ6等焊条分为：酸性焊条和碱性焊条一、焊条的型号和牌号型号：国家标准规定的各类焊条代号牌号：焊条制造厂对作为产品出厂的焊条规定的代号0、1全位置2平焊、平角焊4立向下焊1、碳钢焊条和低合金钢焊条型号碳钢焊条EXXXX焊条熔敷金属抗拉强度最小值Mpa焊条适用位置药皮类型、电流种类低合金钢焊条EXXXX——X——X熔敷金属化学成分代号熔敷金属元素焊条熔敷金属最小抗拉强度焊条适用位置药皮类型、电流种类例：E5015熔敷金属最小抗拉强度500Mpa焊条药皮为低氢钠型，用直流反接焊条适用全位置E5515-B3-VWB熔敷金属化学成分代号熔敷金属中含有VWB2、不锈钢焊条型号EXXXX——XX熔敷金属化学成分代号含碳量焊接位置、焊条药皮、焊接电流数字后字母含义字母含义L含碳量低H含碳量高R含S、P、Si较低3、焊条牌号汉字拼音XXX焊条大类焊条小类药皮类型和电流种类结构钢焊条牌号JXXX最小抗拉强度值药皮类型和电流耐热钢焊条RXXX熔敷金属主要化学成分化学成分等级编号1不锈钢焊条（与耐热钢焊条类似）AXXX低温用钢焊条WXXX焊条工作温度等级堆焊焊条DXXX焊条用途、组成或熔敷金属主要成分不同序号4、焊条型号与牌号的对照二、焊条的选用及管理1、焊条的选用原则（1）低碳钢、中碳钢及低合金钢等强度（2）不锈钢、耐热钢、堆焊焊件特殊性（3）强度用钢的异种钢焊接强度低的为原则（4）重要焊缝选用碱性焊条（5）满足性能前提下尽量选用酸性焊条2、焊条的管理（1）焊条验收（2）焊条保管、领用、发放（3）焊条烘干焊条管理安全操作1、工作前应检查电气开关及线路，自动装置及烘箱外壳的接地是否完好。2、烘箱附近不准放置易爆物品，并保持周围环境的整洁。3、要经常检查烘箱的蒸气导气阀，以防失效造成事故。4、送焊条进烘箱时，必须切断电源。材料取出后要加强烘箱内检查，以防焊条或杂物落在发热丝上，造成短路或触电事故。5、在高温烘箱中取焊条时，必须戴好防护用品，防止手臂灼伤。6、自动或半自动焊条除锈时，要防止腐蚀物沾在皮肤上。如沾在皮肤上要立即用清水洗净。7、在使用自动圈丝机时，要集中思想，密切配合。在轧断焊丝时，必须停车进行，防止焊丝头弹击伤人。8、用过后的清洗剂，应妥善保管好。废清洗剂要倒入指定的地方集中处理，不准倒入下水道。9、放工前要做好交接班工作。无人接班时应检查周围环境，切断电源，关闭门窗，门要上锁。第四节焊条电弧焊工艺一、焊条电弧焊工艺参数焊接工艺参数：焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称。1、焊条直径（1）焊件厚度（2）焊缝位置（由大到小）平焊立焊仰焊、横焊（3）焊接层次多层焊，第一层直径要小（4）接头形式2、焊接电源种类和极性（1）电源种类交流电源直流电源（2）电源极性（对直流电而言）直流正接：焊件接电源正极、电极接电源负极直流反接：焊件接电源负极、电极接电源正极3、焊接电流（1）焊条直径焊条直径越大，焊接电流越大Ih=（35-55）d（2）焊缝位置（由大到小）平焊立焊、横焊仰焊（3）焊条类型碱性焊条酸性焊条不锈钢焊条碳钢焊条（4）焊接层次多层焊第一层焊接电流小判定电流大小是否合适①看飞溅②看焊缝成形③看焊条熔化的情况4、电弧电压电弧电压由电弧长度决定电弧长，电压高，电弧短，电压低。电弧过长容易出现的不良现象（1）电弧燃烧不稳定，易摆动，电弧热能分散，飞溅增多，造成金属和电能的浪费。（2）焊缝厚度小，容易产生咬边、未焊头等缺陷。（3）对熔化金属的保护差，焊缝产生气孔的可能性增加，焊缝金属的力学性能降低。焊接时尽量使用短弧焊接，相应的电弧电压为16V-25V，一般认为短弧是焊条直径的0.5~1.0倍5、焊接速度焊接速度应该均匀适当，保证焊缝焊透而不焊穿6、焊接层数多层焊每层厚度最好不大于4~5mm，但又不能太小每层厚度（n）=（0.8~1.2）d也可如下估算：n=δ/d二、焊条电弧焊工艺措施对焊接性差或较差的1、预热（1）作用：降低冷却速度，减小淬硬程度，防止裂纹产生，减小焊接应力和变形。（2）预热温度的选择（3）预热方法的选择火焰、工频感应加热、红外线加热加热宽度：大于板厚的5倍2、后热焊后对焊件的全部或局部进行加热或保温，使其缓冷的工艺。作用：避免形成淬硬组织及使氢逸出焊缝表面。3、焊后热处理焊后为改善接头的组织和性能或消除参与应力而进行的热处理。作用：消除焊接残余应力，软化淬硬部位，改善焊缝和热影响区的组织和性能，提高接头的塑性和韧性，稳定结构尺寸。分类：整体热处理局部热处理三、焊条电弧焊工艺1、堆焊及其特点堆焊：用焊接方法将具有一定性能的材料堆敷在焊件表面上的一种工艺过程。目的：①焊件表面获得耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能的熔敷金属层。②恢复磨损或增加焊件尺寸特点：方便灵活、成本低、设备简单，但生产率低，劳动条件差，只适合小批量生产中小零件。2、堆焊工艺特点①堆焊前，必须清理焊缝表面的杂质和油污。②焊前对工件预热，焊后缓冷。③更具要求不同选择焊条。④堆焊第二道焊缝时，必须熔化第一道焊缝宽度的1/3~1/2。⑤多层焊时，第一层焊缝与第二层焊缝方向呈90°夹角。⑥轴堆焊时，采用纵向对称和横向螺旋形堆焊。⑦堆焊时利用横焊或上坡焊。⑧选用小电流、小电压焊接以减少稀释率。补充：焊缝符号及其表示方法焊接图是焊接施工所用的工程图样1、组成基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和引出线（1）指引线（2）基本符号表示焊缝截面形状的符号近似于焊缝断面形状符号来表示12(3)辅助符号表示焊缝表面特征的符号辅助符号的应用示例辅助符号表示在基本符号上面（4）补充符号补充焊缝某些特征的符号补充符号应用示例表示在指引线上（5）焊缝尺寸符号表示焊缝尺寸要求的，需要注明时，才标注2、符号在图样上的位置（1）箭头线和接头的关系（2）箭头线的位置a箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求b但是在标注J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件。c必要时，允许箭头线弯折一次。(3)基准线a基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。b基准线一般应与图样的底边相平行，但在特殊条件下亦可与底边相垂直。(4)基本符号相对基准线的位置为了能在图样上确切地表示焊缝的位置，特将基本符号相对基准线的位置作如下规定：a．如果焊缝在接头的箭头侧，则将基本符号标在基准线的实线侧，见图(a)；b．如果焊缝在接头的非箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线侧，见图(b)；c．标对称焊缝及双面焊缝时，可不加虚线，见图(c)、(d)。13、实例1