常用弧焊工艺汇编课件

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1、1,常用弧焊工艺汇编,2,课程主要内容：,焊接电弧的基础知识 焊条电弧焊接的特点及操作工艺 埋弧焊接方法的特点及操作工艺 CO2焊接方法的特点及操作工艺 钨极氩弧焊接方法的特点及操作工艺,3,第一章 焊接电弧的基础知识,4,第一节 焊接的本质及分类,一、焊接的概念 焊接是指通过适当的物理化学过程使两个 分离的固态物体(工件)产生原子间或分子间结合 力而连接成一体的连接方法。 常用的方法：加热或加压,或两者并用。,5,二、焊接方法的分类 焊接方法分为三大类：熔焊、压焊和钎焊。 熔焊分为：焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊 、CO2焊等； 压焊分为：电阻焊、摩擦焊等； 钎焊分为：火焰钎焊、炉中钎焊等；,6

2、,一、焊接电弧的产生 电弧是一种气体放电现象，它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。 气体导电必须具备两个条件： 两电极之间有带电粒子； 两电极之间有电场。 带电粒子在电场作用下运动形成电流，从而使两电极之间的气体空间成为导体，也就形成了电弧。,第二节 焊接电弧,7,8,焊接电弧 气体放电现象 条件 有带电粒子 电极两端有电压降 (碰撞传递能量) 气体电离 阴极电子发射 产生带电粒子的途径： 电离：热电离、场致电离、光电离； 阴极电子发射：热发射、场致发射、光发射和粒子 碰撞发射。,9,二、电弧的构成 焊接电弧分为三个区：阴极区、阳极区和弧柱 区。阴极区和阳极区上有斑点，即阴极斑点

3、和阳极 斑点（电流密度大，温度高，发出光亮的点），各 区温度分布情况如下： 1. 弧柱区的温度最高，但热量大部分通过对流的形 式流失了 2.阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用 于加热填充材料或工件,10,3. 阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和 阴极相比，阴极产热量相对较高 结论： 1. 弧柱对整个的焊接电弧起到主要的作用。 2. 当电流一定时,电弧电压大小与电弧的弧长成正 比。弧长增加，电弧电压增大。,11,三、电弧的温度分布,12,一、焊丝的熔化 电弧时，用于加热、 熔化焊丝的热源是电弧 热和电阻热。,第三节 焊丝的熔化与熔滴过渡,13,二、熔滴过渡的主要形式及特点 熔化极

4、电弧焊时，熔滴的过渡形式主要有： 接触过渡、自由过渡及渣壁过渡。 各种形式又有划分： 1接触过渡又分为：短路过渡（主要用于碱性焊条 电弧焊及细丝气体保护电弧焊）、搭桥过渡（用 于非熔化极气体保护焊）；,14,15,16,2自由过渡又分为：滴状过渡（弧压高，分为粗 滴和细滴过渡，粗滴过渡飞溅大，细滴过渡适 于CO2气体保护焊接和酸性焊条焊接和铝合金 熔化极氩弧焊或大电流焊接或活性气体保护焊 中）、喷射过渡（适于氩气或富氩气体焊接厚 板）； 3. 渣壁过渡出现在焊条电弧焊和埋弧焊中。,17,第二章 焊条电弧焊,18,第一节 焊条电弧焊的原理及特点,一、焊条电弧焊的特点 操作灵活； 对接头的装配要求

5、较低； 可焊材料广； 生产率低、劳动强度大； 焊接质量对焊工的依赖性强；,19,二.焊条电弧焊接过程:,20,第二节 焊条电弧焊的焊接材料,一、焊条 焊条是由焊芯与药皮两部分组成。焊 条直径共有1.6mm-8mm八种规格；焊条 长度200-600mm之间。 常用的是3.2mm 、4mm、 5mm三 种；长度分别为350mm、400mm、450mm。,21,焊条结构示意图,22,二、焊条的分类、型号及牌号 1、焊条的型号及牌号（以碳钢焊条为例） 型号： E 50 1 5 表示焊条药皮为低氢型，适用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊接(0、1全位置； 2平焊及平角焊；4立向下焊) 表示熔敷金属的

6、抗拉强度最小值为 50kgf/mm2(490MPa) 表示焊条,23,按主要成份划分的药皮类型：,24,2、焊条的分类 生产中常用碳钢焊条有钛钙型与低氢型两种。 （1）钛钙型焊条（E4303 E5003） 又称为酸性焊条。 特点：电弧稳定、可交直流两用；脱渣容易， 飞溅少，有害气体少，适用于全位置焊。力学性能 和抗裂能力较差。,25,（2）低氢型焊条（E5015 E5016） 又称为碱性焊条。 特点：焊缝的力学性能及抗裂能力均优于酸 性焊条；但工艺性能较差，必须用直流电源；飞溅 大，脱渣难。 用前3004001-2h烘干。,26,3、焊条的选用原则 考虑工件的物理、力学性能和化学成分。 考虑工

7、件的工作条件和使用性能。对于承 受动载荷和冲击载荷的工件，除了要保证 抗拉强度、屈服强度外，对冲击韧性、塑 性均有较高要求，此时应选用低氢型焊条。,27,考虑改善焊接工艺。在酸性焊条和碱性焊 条都可以满足的地方，鉴于碱性焊条对操 作技术及施工准备要求高，优先采用酸性 焊条。 考虑经济性。在保证使用性能的前提下， 尽量选用价格低廉的焊条。根据我国的 矿藏资源，大力推广使用钛铁矿型焊条。,28,考虑效率。对焊接工作量大的结构，有条 件时尽量采用高效率焊条，或选用底层焊 条、立向下焊条之类的专用焊条。 考虑工件的复杂程度、刚度大小、焊接坡 口制备和焊接部位等。对因受条件限制而 使某些焊接部位难以清理

8、干净时，优先选 用氧化性强，对铁锈、氧化皮和油污反应 不敏感的酸性焊条，防止产生气孔等缺陷。,29,第三节 焊缝形式与焊缝分类,一、接头形式 焊条电弧焊用于结构工程的连接形 式是复杂多样的。 按零部件的特征分为板状连接、 管状连接、管板连接三种； 按施焊位置分为平焊、立焊、横 焊和仰焊四种；,30,按接头形式分为对接接头、角接接头、 T形接头、搭接接头、十字接头、端接接头、 卷边接头等； 按坡口形式分为I形坡口、V形坡口、X 形坡口、U形坡口、双U形坡口、K形坡口、 Y形坡口等。 按焊缝断续情况可分为连续焊缝和间 断焊缝。,31,二、坡口 坡口是根据设计或工艺需要，在工件待 焊部位加工成一定的

9、几何形状并经装配后构 成的沟槽。 开坡口的目的： 保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透； 获得良好的焊缝成形以及便于清渣； 调节焊缝金属的化学成份；,32,坡口的形式主要有以下几种： a-I形、b-V形、c-X形、d-U形,33,第四节 焊条电弧焊工艺参数及选择,焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括： 焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、 电源种类和极性、焊接层数等。焊接工艺参 数选择的正确与否，直接影响焊缝形状、尺 寸、焊接质量和生产率，因此选择合适的焊 接工艺参数是焊接生产中不可忽视的一个重 要问题。,34,一、焊条直径 焊条直径是指焊芯直径。它是保证焊接 质量和效率的重要因素。焊条直径一般根

10、据 工件厚度选择。同时还要考虑接头形式、施 焊位置和焊接层数，对于重要结构还要考虑 焊接热输入的要求，在一般情况下，焊条直 径与工件厚度之间关系的参考数据，如下表 所示。,35,焊条直径与工件厚度之间的关系如下:,36,二、焊接电源种类和极性的选择 用交流电焊接时，电弧稳定性差。采 用直流电焊接，电弧稳定、柔顺、飞溅少。 但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧 性差，必须采用直流弧焊电源。用小电流焊 接薄板时，也常用直流弧焊电源，因为引弧 比较容易，电弧比较稳定。,37,低氢型焊条用直流电焊接时，一般 要用反接，因为反接的电弧比正接稳定。 焊接薄板时，焊接电流小，电弧不稳，因 此焊接薄板时，不

11、论用碱性焊条还是用酸 性焊条，都选用直流反接。,38,39,表：焊接电流和焊条直径的关系,三、焊接电流的选择 选择焊接电流时，应根据焊条类型、焊 条直径、工件厚度、接头型式、焊接位置和 层数等因素综合考虑。,40,四、焊缝层数的选择 在工件厚度较大时，往往需要进行多层 焊。焊接层数主要根据钢板厚度、焊条直径、 坡口型式和装配间隙等来确定，可作如下近 似估算： n=/d 式中：n为焊接层数； 为工件厚度（毫米）； d为焊条直径（毫米）。,41,42,五、电弧电压与焊接速度的控制 焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度 来决定：电弧长度越大，电弧电压越高，电 弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，

12、应尽量使用短弧焊接。 焊接过程中，焊接速度应该均匀适当， 既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使 焊缝宽度和余高符合设计要求。,43,注意： 1.焊接电流主要影响焊缝的深度和余高 2.电弧电压主要影响的是焊缝的宽度和余高,44,第三章 埋 弧 焊,45,埋弧焊是目前广泛使用的一种生产 效率较高的机械化焊接方法。它与焊条 电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但焊 接质量好、效率高、成本低，劳动条件 好。,第一节 埋弧焊的原理及特点,46,一、埋弧焊的焊接过程,埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。,47,埋弧焊接过程:,48,焊接实例1:,49,焊接实例2:,50,二、埋弧焊的特点,1、埋弧焊的主

13、要优点 焊接生产率高 焊缝质量好 焊接成本较低 劳动条件好,51,2、埋弧焊的主要缺点,（1）难以在空间位置施焊 （2）对焊件装配质量要求高 （3）不适合焊接薄板和短焊缝,52,三、埋弧焊的分类及应用范围,1、分类,53,2、应用,a. 焊缝类型和焊件厚度 凡是焊缝可以保持在水平位置、或倾 斜度不大的工件，不管是对接、角接和 搭接接头，都可以用埋弧焊焊接，如平 板的拼接缝、圆筒形工件的纵缝和环缝、 各种焊接结构中的角缝和搭接缝等。,54,埋弧焊可焊接的工件厚度范围很大。 除了厚度在5mm以下的工件由于容 易烧穿，埋弧焊用得不多外，较厚的工件 都适于用埋弧焊焊接。 b.焊接材料种类 目前，埋弧焊

14、焊接的最大厚度已达 650mm。,55,适宜焊接: 碳素结构钢、低合金结构钢、不 锈钢、耐热钢以及某些有色金属。 此外，埋弧焊还可在基体金属表 面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。,56,不适宜焊接： 铸铁因不能承受高热输入量引起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。 铝、镁及其合金因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。 铅、锌等低熔点金属材料也不适合用埋弧焊焊接。,57,总之，适宜于埋弧焊的范围是很广的。 最能发挥埋弧焊快速、高效特点的生产领域， 是造船、锅炉、化工容器、大型金属结构和 工程机械等工业制造部门，是当今焊接生产 中普遍使用的焊接方法之一。,58,焊接实例3：,59,焊接实例4：,60,

15、第二节 埋弧焊的焊接材料,一、焊丝 在选择埋弧焊用焊丝时，最主要的是考 虑焊丝中锰和硅的含量。常用焊丝有H08A、 H08MnA、H10Mn2；焊丝直径有2、3、 4、5和6mm五种。,61,二、焊剂 作用：保护、控制焊缝金属化学成分， 保证焊缝金属的力学性能，防止气孔、裂 纹和夹渣等缺陷的产生。,62,焊剂分为三类：熔练焊剂、烧结焊剂和粘结 焊剂。 HJ123 HJ-熔练焊剂 1-焊剂中氧化锰的含量 2-焊剂中二氧化硅、氟化钙含量 3-同一类型的不同编号 例：HJ431-高锰高硅低氟型焊剂,63,三、焊剂和焊丝的选用与配合 焊剂和焊丝的正确选用及二者之间 的合理配合，是获得优质焊缝的关键，也 是埋弧焊工艺过程的重要环节。所以必须 按工件的成分、性能和要求，正确、合理 地选配焊剂和焊丝。,64,在焊接低碳钢和强度等级较低的合金钢时， 选配焊剂和焊丝通常以满足力学性能要求为主， 使焊缝强度达到与母材等强度，同时要满足其 它力学性能指标要求。 如：用高锰高硅焊剂（如HJ430、HJ431） 配合低碳钢焊丝（如 H08A）或含锰焊丝（如 H08MnA）；,65,用无锰高硅或低锰中硅焊剂（如HJ130、 HJ250）配合高锰焊丝（如