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1、主讲:杨 诚,电焊基础知识,电焊的基本原理,电焊技术就是电弧焊技术的简称,是能够利用电能,通过加热加压,然后使两个或者两个以上的焊件溶为一体的一项技术。 常见的焊接种类有 :电焊、氩弧焊、等离子弧焊,引 言,电力工业,是我国能源产业的重要组成部分,是国民经济的重要网络性基础产业,在我国 工业化、现代化进程中起着十分重要的作用, 被誉为国民经济的先行官和经济社会发展的晴 雨表。持续、优质、稳定的电力供应,是我国由 工业化迈向现代化进程的重要保障。,同时,电力也是人类文明和社会进步的象征,与我们的生活息息相关。 生活,因为电力而绚丽,电力工业生产环节,发电包括火力发电、水力发电、核能和其他能源发电
2、 输电包括交流输电和直流输电 变电低压 高压、直流 交流 配电电力由大电网分配到小电网、用户的过程 用电用电设备的安装、使用和用电负荷的控制,以及将这5个环节所存在的设备连接起来的电力系统 此外,电力工业生产环节,还包括规划、勘测设计和施工等电力基本建设,电力科学技术研究和电力机械设备制造,电网电压等级,低压网:1KV以下 中压网:110KV 高压网:35220KV 超高压网:330750KV 特高压网:1000KV以上,电焊操作技能讲义,二 手工电弧焊概念和设备,电弧焊是指利用电弧作为热源的熔焊方法,简称弧焊。用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法,称为手弧焊。,1. 手工电弧焊概念:是用手操作
3、焊条,利用焊条与被焊金属工件间产生的电弧热量加热并熔化金属,随后形成焊缝,获得牢固接头的焊接方法。缺点:焊缝短而不连续,焊缝宽度不均,焊缝质量不稳定。,手工电弧焊,图3-61 电弧焊机,2. 手工电弧焊设备,接头和焊缝名称,b)焊缝各部分名称,堆高,熔宽,熔深,a)焊接接头,热影响区,焊缝,熔合区,母材,1-4 焊条电弧焊,一、焊接过程,熔化,焊缝,药皮熔化+液态金属,熔渣,电弧焊动画,焊条电弧焊通常又称为手工电弧焊,属于熔化焊方法之一,它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的。焊接前,把焊钳和焊件分别接到弧焊机的输出两极上,并用焊钳夹持焊条。焊接时,首先在焊条和焊件之间引出电弧,在电弧高温的
4、作用下,焊条和焊件同时熔化,形成金属熔池。随着电弧沿着焊接方向前移,熔池金属迅速冷却,凝固成焊缝。,2. 焊接设备与工具 1.交流弧焊机,2.直流弧焊机,3 工具焊钳 面罩 钢丝刷 敲渣锤,22,电焊工应备有的防护用具和衣服,镶有滤光镜的手把面罩或套头面罩 电焊手套 橡胶绝缘鞋 清除焊渣用的白光眼镜 帆布工作服,2.3 电焊条的结构与分类 1.电焊条的构成(药皮+焊芯),1,电弧焊接时,焊条中的焊芯、药皮和金属母材在电弧高温下熔化、蒸发、氧化、凝集,产生大量金属氧化物及其他物质的烟尘,长期吸入可引起焊工尘肺。 2,各种焊件和焊条中均含有数量不等的锰,一般焊芯中的含锰量很低,只有0.30.6%左
5、右. 3,电焊烟热也称焊工热,是金属烟热的一种. 4,紫外线(UVR)和红外线(IFR),对人体的影响: 对生殖系统的影响 生殖毒性的结局意义重大,故近10年来国内外开展了一些关于电焊作业生殖毒性的研究,主要涉及男工精液质量、女工生殖结局及损害机制。研究表明:电焊女工月经的经量增加、周期缩短、经期延长、白带增加,自然流产、早产、痛经、均较对照组高18。锰中毒男工精液外观呈均匀灰白色,PH值正常,平均液化时间比对照组延长。检验结果证明,锰中毒男工平均一次射精量、精子总数、精子存活率及活动精子率均比对照组下降,锰中毒男工精子畸形率明显高于对照组19。认为金属锰能够影响男工生精系统,对精子的发育有直
6、接毒作用,并能杀伤精子,从而引起男性精液质量的改变。国外也有报道电焊作业工人性激素分泌改变,精子质量下降,但对子代的性别比例没有影响20。 对体内酶和抗体水平的影响 近年来,有关电焊作业对工人体内酶及抗体产生影响的报道很多。研究表明:电焊工血清中的总超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)显著下降,丙二醛(MDA)水平显著升高,但不存在剂量效应关系21、22,电焊工于氧化应激状态,抗氧化能力减弱,提示生物膜受到损伤23。,对内脏的影响 通过B超检查探讨电焊对作业工人肝脾的影响。结果电焊作业组工人左肝长、厚,右肝斜厚及脾厚均高于对照组,并有显著性差异。电焊对作业工人肝脾存
7、在一定的损害,且随工龄延长有加重趋势26。国外有报道,胰腺内分泌肿瘤在电焊工中发生的危险度也明显高于正常人群27。 对体内微量元素的影响 有报道采用等离子发射光谱仪,检测锰电焊作业工人血清中的Mn,Cu,Zn,Fe和Pb5种微量元素。结果接触组锰和铁的血清含量明显高于对照组(P0.01),铜略高于对照组,但与对照组比较无显著性差异(P005);而锌和铅的血清含量明显低于对照组(P001);接触组工龄及年龄分层显示,各组血清微量元素比较均无统计学意义。结论:锰的过量吸入可影响体内Mn,Cu,Zn,Fe和Pb5种微量元素变化,从而引起体内微量元素的失衡,促使锰中毒的发生28。尚有报道电焊作业者红细
8、胞内锰含量女性高于男性,且红细胞内铜锌含量变化与锰呈正相关关系,电焊条,1. 电焊条的组成及作用,电焊条,焊条芯,药皮,焊缝填充材料 填充焊缝,电极传导电流 导电,脱氧保护作用,冶金作用,稳定电弧作用,焊接过程中:药皮:不断地分解、熔化而生成气体及熔渣,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。焊芯:在电弧热作用下不断熔化,进入熔池,成为焊缝的填充金属。,电焊条由焊芯、涂料药皮两部分组成,1、对电焊条的基本要求 (1)电弧容易引燃,在焊接过程中能够稳定燃烧; (2)药皮应均匀熔化,无成块脱落现象。其熔化速度稍慢于焊芯的熔化速度,从而有利于金属熔滴过渡; (3)焊接过程
9、中不应有较大烟雾和过多飞溅; (4)保证熔敷金属具有一定的抗裂性以及所需的力学性能和化学成分; (5)焊后焊缝成形正常,焊渣容易清除。,1)焊芯焊芯:是指电焊条用的被药皮包覆的金属芯。作用:(1)传导电流,产生焊接电弧;(2)焊芯本身熔化形成焊缝中的填充金属。由于焊芯在电弧高温作用下端部熔化,形成熔滴过渡到熔池中,因此焊芯的成分对焊缝金局的质量和性能有极大影响。通常所说的焊条规格,实际上是指焊芯直径,如:2、3.2、4、5等,单位是mm。,2)药皮焊条药皮:是指由具有不同物理和化学性质的细粒状物质经粘结均匀包覆在焊芯表面的涂料层。焊条药皮的作用:是在焊接过程中形成具有合适的熔点、粘度、密度、碱
10、度等物理化学性能的熔渣,保证电弧稳定燃烧、使熔滴金属容易过渡、在电弧区和熔池周围造成一种气氛保护焊接区域,获得良好的焊缝成形与性能等。还可通过向药皮中加入脱氧剂、渗合金元素或一定含量的铁粉,满足焊缝金属使用性能或提高熔敷效率的要求。,2. 电焊条的分类,电焊条, 碳钢焊条、低合金钢焊条J 不锈钢焊条A; 堆焊焊条D; 铸铁焊条Z; 铜及铜合金焊条T; 铝及铝合金焊条L;, 酸性焊条 碱性焊条,电焊条,型号 国标,牌号 行标,电焊条,3. 电焊条的选用, 根据被焊工件的强度选用, 根据被焊工件的化学成分选用, 根据被焊工件工作条件和结构选用, 根据实际生产状况选用,按焊条性能分类按性能分类的焊条
11、,都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条。如:超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。,焊接的接头及坡口形式:一、对接接头两焊件端面相对平行的接头称为对接接头;它的受力情况较好,应力集中程度较小,是采用最多的一种接头形式。 1.I形坡口:板厚小于6mm 2.Y形坡口:板厚326mm。 3.双Y形坡口: 板厚1260mm。 4.带钝边U形坡口:板厚2060mm。 5.带钝边双U形坡口:板厚30mm,1.接头形式,焊缝的基本搭接形式,一、对接:,二、搭接:,三、直角接:,四、T形接头:,五、斜角接:,2.坡口(板厚6mm)常用坡口形
12、式:V型、X型、U型、双U型,焊缝的基本破口形状,坡口作用是用来使电弧能沿板厚熔入一定的深度,保证接头根部焊透、余高不过高,并获得良好的焊缝成形和便于清渣。 选择坡口形式主要应考虑下列因素;(1) 是否能够保证工件焊透和便于焊接操作,在容器内部不便焊接的情况下,采用单面坡口。(2) 坡口的形状应容易加工。 (3) 尽可能的提高焊接生产率和节省焊条。,(4) 焊后工件的变形尽可能小些。 (5) 调整焊缝金属的化学成分。在板厚相同时,双面坡口比单面坡口、U形坡口比V形坡口、双U形坡口比双V形坡口节省焊条,焊后产生的角变形小。但U形和双U形坡口加工较困难,一般用于较重要的焊接结构。,2.7 电焊的工
13、艺规范电焊的焊接规范:焊条直径;焊接电流 电弧电压;焊接速度 焊缝的布置原则:焊缝应尽量对称布置;焊缝应尽量分散布置;焊缝应避开最大应力集中处;焊接布置应考虑操作方便,焊条直径的选择焊条直径的选择主要取决于工件的厚度。厚度越大,焊缝尺寸也越大,选用焊条直径大一些。 在厚板多层焊时,底层焊缝所选用的焊条直径一般均不得超过4mm.角接和搭接可以选用比对接较大直径的焊条。立焊、横焊、仰焊时焊条一般不超过4mm。,焊接电流的选择焊接电流选择主要取决于焊条直径。焊接电流过大时,焊条本身的电阻热会使焊条发红。焊接电流过小时,电弧不稳定。 电流大小的选择,还应考虑工件的度度、接头形式、焊接位置和现场使用情况
14、。 在保证不烧穿和成形良好的情况下,采用较大的焊接电流,配合适当大的焊接速度,提高生产率。,实际中,焊接电流选择是凭焊工的经验,可从下述几方面来判断电流选得是否合适:(1) 看飞溅 电流过大时,电弧吹力大,可看到有大颗粒的铁水向熔池外飞溅,焊接时爆裂声大。电流过小时电弧吹力小,铁水与熔渣不易分离。(2) 看焊缝成形 电流过大时焊缝低,熔深大,两边易产生咬边。电流过小时,焊缝窄而高,且两侧与母材熔合不好。,(3) 看焊条情况 电流过大时,在焊了大半根焊条后,所剩焊条会发红,药皮会脱落。电流过小时,电弧不稳,焊条易粘在工件上。 焊接位置: 根据焊件接缝所处的空间位置,焊接位置分为平焊、立焊、横焊和
15、仰焊。,六、手弧焊的基本操作手弧焊时,引弧、运条及收尾是最基本的操作,这些基本操作方法很多,现仅介绍常用的一些操作方法供参考。(一)引弧: 焊接开始首先要引弧。引弧时必须将焊条末端与焊件表面接触形成短路,然后迅速将焊条向上提起24mm 的距离,此时电弧 即引燃。引弧方法 有两种:碰击法和擦划法。,在引弧时,钢板比较凉,焊条药皮还没有充分发挥作用,会使起点处焊缝较高而熔深浅,并易产生气孔,所以通常在焊缝起点后面10mm处引弧(如下图),引燃电弧后拉长电弧,迅速移至焊缝起点进行预热,预热后再将电弧压短进行正常焊接。这种引弧方法即使在引弧处 产生气孔,也能在电弧 第二次经过时将这部分 金属重新熔化,
16、使气孔 消除,并且不留引弧伤 痕。,(二) 运条电弧引燃以后,就进入正常的焊接过程,此时焊条的运动是三个方向运动的合成。1. 向下运动 随着焊条不断被电弧熔化,为保持一定的弧长,就必须使焊条沿其中心线向下送进,且送进的速度要与焊条的熔化速度相等。否则会引起电弧长度的变化。,2纵向运动 焊接时焊条还应沿着接缝方向纵向移动,用以形成焊缝。移动速度即为焊接速度,应根据焊缝尺寸的要求,焊条直径、焊接电流、工件厚薄、接缝装配情况和焊接位置等来决定。 3横向摆动 主要是为了增加焊缝的宽度。如果焊条只作直线移动,而无横向摆动,焊缝宽度一般为焊条直径的11.5倍。焊条横向摆动,不仅可以使焊缝的宽度达到要求,而且还可用来控制电弧对工件各部位的加热程度,以获得合乎要求的焊缝成形。同时还有利于熔池中熔渣和气体的浮出。,