《焊接方法与工艺 教学课件 ppt 作者 邱葭菲 1-3 模块三》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接方法与工艺 教学课件 ppt 作者 邱葭菲 1-3 模块三（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,【学习目标】,1.了解埋弧焊的原理和特点。,2.了解埋弧焊的设备和工具。,【任务描述】 在锅炉、压力容器、石油化工、船舶、桥梁、 冶金及机械制造中,常常会遇到中厚板的直长焊 缝和环焊缝的焊接,这时常用的焊接方法是埋弧 焊,如图3-1、图3-2所示。本任务就是认识埋弧,焊,即了解埋弧焊的原理、特点、设备及工具等 。,图3-1 直长焊缝的埋弧焊,图3-2 环焊缝的埋弧焊,【相关知识】,一、埋弧焊原理 埋弧焊是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧所产生的热量来 熔化焊丝、焊剂和焊件而形成焊缝的,如图3-3所示。,图3-3 埋弧焊原理示意图 1焊剂漏斗 2软管 3坡口 4焊件 5焊剂 6熔敷金属 7渣壳 8
2、导电嘴 9电源 10送丝机构 11焊丝,图3-4 埋弧焊焊缝断面示意图 1焊丝 2电弧 3熔池 4熔渣 5焊剂 6焊缝 7焊件 8渣壳,二、埋弧焊机,1.埋弧焊机的类型,1)埋弧焊机按用途可分为专用焊机和通用焊机两种,通用焊 机如小车式埋弧焊机,专用焊机如埋弧角焊机、埋弧堆焊机 等。,2)埋弧焊机按送丝方式可分为等速送丝式埋弧焊机和变速送 丝式埋弧焊机两种,前者适用于细焊丝、高电流密度条件的 焊接,后者适用于粗焊丝、低电流密度条件的焊接。,3)埋弧焊机按焊丝的数目和形状可分为单丝埋弧焊机、多丝 埋弧焊机及带状电极埋弧焊机。目前应用最广的是单丝埋 弧焊机。多丝埋弧焊机常用的是双丝埋弧焊机和三丝埋
3、弧 焊机。带状电极埋弧焊机主要用作大面积堆焊。,4)埋弧焊机按焊机的结构形式可分为小车式、悬挂式、车床 式、门架式、悬臂式等,如图3-5所示。目前小车式、悬臂式 埋弧焊机使用较多。,图3-5 常见的埋弧焊机结构形式 a)小车式 b)悬挂式 c)车床式 d)门架式 e)悬臂式,2.埋弧焊机的组成 埋弧焊机由焊接电源、机械系统(包括送丝机构、行走机构、导 电嘴、焊丝盘、焊剂漏斗等)、控制系统(控制箱、控制盘)等部分 组成。,图3-6 典型埋弧焊机的组成 1焊接电源 2控制装置 3焊丝盘 4焊丝 5焊丝送给电动机 6焊剂漏斗 7焊丝送给滚轮 8焊剂回收装置 9焊剂 10电弧 11轨道,图3-7 埋弧
4、焊机配焊接操作机及焊接滚轮架焊接筒体纵、环焊缝,三、焊丝和焊剂 焊丝和焊剂是埋弧焊的焊接材料。,1.焊丝 焊接时作为填充金属同时用来导电的金属丝称为焊丝,如图3-8所,示。,2.焊剂 埋弧焊时,能够熔化形成熔渣和气体,对熔化金属起保护并进行复 杂的冶金反应的颗粒状物质称为焊剂,如图3-9所示。,图3-8 焊丝,图3-9 焊剂,1)焊接时熔化产生气体和熔渣,有效地保护了电弧和熔池。,2)对焊缝金属渗合金,改善焊缝的化学成分和提高其力学性 能。,3)改善焊接工艺性能,使电弧能稳定燃烧,脱渣容易,焊缝成形 美观。 (2)焊剂的分类 埋弧焊焊剂按制造方法不同主要有熔炼焊 剂和烧结焊剂。,四、埋弧焊的特
5、点,1.埋弧焊的优点 (1)焊接生产率高 埋弧焊可采用较大的焊接电流及电流密度,同 时因电弧加热集中,使熔深增加,单丝埋弧焊可一次焊透20mm以下 不开坡口的钢板。,2.埋弧焊的缺点,1)埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护,一般只适用于平焊或倾 斜度不大的位置及角焊位置焊接,其他位置的焊接则需采用 特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏 淌。,2)焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置,容易产生焊 偏及未焊透,不能及时调整焊接参数,故需要采用焊缝自动跟 踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。,3)埋弧焊使用电流较大,电弧的电场强度较高,电流小于100A 时,电弧稳定性较差,因此不适宜焊接厚度小
6、于1mm的薄件。,4)焊接设备比较复杂,维修保养工作量比较大。且仅适用于 直的长焊缝和环形焊缝焊接,对于一些形状不规则的焊缝则 无法焊接。,及工具以及焊丝与焊剂等的认识和了解,并填写 参观记录表,见表3-1。,表3-1 参观记录表,【任务实施】 通过参观焊接车间,达到对埋弧焊的原理、设备,一、埋弧焊的自动调节原理,1.埋弧焊自动调节的必要性 合理地选择焊接参数,并保证预定的焊接参数在焊接过程中稳定, 是获得优质焊缝的重要条件。,2.埋弧焊自动调节的目标 埋弧焊的焊接参数主要有焊接电流和电弧电压等。,【知识拓展】,图3-10 电弧长度变化、网压波动对焊接电流和电弧电压的影响 a)电弧长度变化的影
7、响 b)网压波动的影响,3.埋弧焊自动调节的方式,焊接过程中,当弧长变化时希望能迅速得到恢复。,二、典型埋弧焊机,1. MZ11000型埋弧焊机,MZ11000型埋弧焊机是典型的等速送丝式埋弧焊机,是根 据焊接过程中电弧的自身调节作用,通过改变焊丝的熔化速 度,使变化的弧长很快恢复正常,从而保证焊接过程稳定的原 理设计制造的。,MZ11000型埋弧焊机控制系统比较简单,外形尺寸不大,焊,接小车结构也较简单,使用方便,可使用交流和直流焊接电源, 主要用于焊接水平位置及倾斜角度小于15的对接和角接焊 缝,也可以焊接直径较大的环形焊缝。,图3-11 弧长变化时电弧的自身调节过程,1)焊接小车。焊接小
8、车如图3-12所示。交流电动机为送丝机 构和行走机构共同使用,电动机两头出轴,一头经送丝机构减 速器送给焊丝,另一头经行走机构减速器带动焊车。,图3-12 MZ11000型埋弧焊小车 a)埋弧焊小车示意图 b)埋弧焊小车实物 1焊剂斗 2调节手轮 3控制按钮板 4导丝轮 5电流表和电压表 6焊丝盘 7电动机 8减速机构 9离合器手轮 10后轮 11扇形蜗轮 12前底架 13连杆 14前轮 15导电嘴 16减速箱 17偏心压紧轮,2)控制箱。控制箱内装有电源接触器、中间继电器、降压变 压器、电流互感器等电气元件,在外壳上装有控制电源的转 换开关、接线及多芯插座等。,3)焊接电源。常见的埋弧焊交流
9、电源采用BX21000型同体 式弧焊变压器,有时也采用具有缓降外特性的弧焊整流器。,2. MZ1000型埋弧焊机,MZ1000型埋弧焊机是典型的变速送丝式埋弧焊机,是根据 电弧电压自动调节原理来设计制造的。焊机的自动调节灵,敏度高,焊丝送给速度和焊接速度调节方便,可使用交流和直 流电源,主要用于平焊位置的对接焊,也可用于船形位置的角 焊缝等。 (1)MZ1000型焊机的工作过程,图3-14 弧长变化时电弧电压自动调节过程,图3-15 MZ1000型埋弧焊小车,1)焊接小车。焊接小车如图3-15所示,小车的横臂上悬挂着机 头、焊剂斗、焊丝盘和控制盘。机头的功能是送给焊丝,它 由一只直流电动机、减
10、速机构和送给轮组成,焊丝从滚轮中 送出,经过导电嘴进入焊接区,焊丝直径为36mm,焊丝送给速 度可在0.52m/min范围内调节。控制盘和焊丝盘安装在横 臂的另一端,控制盘上装有电流表、电压表,还装有用来调节 小车行走速度和焊丝送给速度的电位器,控制焊丝上下的按 钮、电流增大和减小按钮等。,焊接小车由台车上的直流电动机通过减速器及离合器来带 动,焊接速度可在1570m/h范围内调节。,2)控制箱。控制箱内装有电动机发电机组,还装有接触器 、中间继电器、降压变压器、电流互感器等电气元件。,3)焊接电源。可配用交流或直流陡降外特性焊接电源。配用 交流电源时,一般用BX21000型弧焊变压器;配用直
11、流电源 时,可用ZX1000型或ZD1000型弧焊整流器。,【学习目标】,1.理解低碳钢的埋弧焊工艺。,2.了解焊丝焊剂的型号与牌号的编制方法。,3.了解埋弧焊操作技术。,【任务描述】 图3-16为一长板条拼接零件图,材料为20钢,规格 为1000mm125mm12mm(引弧板、引出板为焊 接时所加)。根据有关标准和技术要求,采用埋弧 焊进行焊接,请制订正确的焊接工艺,并编写焊接 工艺卡(见表3-2)。,图3-16 长板条拼接零件图,【工艺分析】,本任务工艺分析主要包括材料的焊接性分析,焊 丝、焊剂的选用,焊机的选用及焊接参数(焊接电 流、电弧电压、焊接速度等)的选择等内容。,一、材料的焊接性
12、分析,20钢属于低碳钢,由于其含碳量较低、塑性好,淬硬倾向小,所 以采用埋弧焊可获得良好质量的焊接接头,焊接过程中一般 不需要采取预热、后热、控制道间温度及焊后热处理等工,艺措施。,二、焊丝和焊剂的选用 焊接低碳钢时,以保证焊缝金属的力学性能为主,使焊缝与母 材等强,宜采用低锰或含锰焊丝,配合高锰高硅焊剂,如HJ431 、HJ430配H08A或H08MnA焊丝,有时也采用高锰焊丝配合 无锰高硅或低锰高硅焊剂,如HJ130、HJ230配H10Mn2焊丝 等。,表3-3 常用低碳钢焊丝和焊剂的选用,目前使用最广的是变速送丝式埋弧焊机和等速送丝式埋弧 焊机。,四、焊接参数的选择原则 埋弧焊的焊接参数
13、有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊 丝直径、焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊件倾斜等。,三、埋弧焊机的选用,1.焊接电流 焊接时,若其他因素不变,焊接电流增加,则电弧吹力增强,焊缝厚度,增大。,图3-17 焊接电流对焊缝成形的影响 a)影响规律 b)焊缝成形的变化 H焊缝厚度 c焊缝宽度 h余高,2.电弧电压 在其他因素不变的条件下,增加电弧长度,则电弧电压增加。,图3-18 电弧电压对焊缝成形的影响 a)影响规律 b)焊缝成形的变化 H焊缝厚度 c焊缝宽度 h余高,表3-4 焊接电流与电弧电压的匹配关系,3.焊接速度 焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显影响,如图3-19所示。,图3-19 焊接速度
14、对焊缝成形的影响 a)速度过小 b)速度适当 c)速度过大,4.焊丝直径 当焊接电流不变时,随着焊丝直径的增大,电流密度减小,电弧吹力 减弱,电弧的摆动作用加强,使焊缝宽度增加而焊缝厚度减小;焊丝 直径减小时,电流密度增大,电弧吹力增大,使焊缝厚度增加。,表3-5 焊丝直径与焊接电流的关系,5.焊丝伸出长度 一般将导电嘴出口到焊丝端部的长度称为焊丝伸出长度。,6.焊丝倾角 埋弧焊的焊丝位置通常垂直于焊件,但有时也采用焊丝倾斜方式 。,图3-20 焊丝倾角对焊缝成形的影响 a)焊丝后倾 b)焊丝前倾 c)焊丝后倾角对焊缝厚度及焊缝宽度的影响,焊件有时处于倾斜位置,因而有上坡焊和下坡焊之分,如图3
15、-21所 示。,图3-21 焊件倾斜对焊缝成形的影响 a)上坡焊 b)上坡焊工件斜度的影响 c)下坡焊 d)下坡焊工件斜度的影响,7.焊件倾斜,8.装配间隙与坡口角度 当其他焊接工艺条件不变时,焊件装配间隙与坡口角度的增大,使 焊缝厚度增加,而余高减小,但焊缝厚度加上余高的焊缝总厚度大 致保持不变。,下,编制的焊接工艺卡见表3-6。,【工艺确定】 通过分析,低碳钢长板条拼接焊缝埋弧焊工艺如,一、焊接性 由于20钢是碳的质量分数平均值为0.2%的优质碳素结构钢, 并且焊件结构简单,板厚为12mm,刚度不大,所以焊接性好,埋 弧焊时不需要采取预热、后热及焊后热处理等工艺措施。,二、焊接工艺 (1)
16、焊丝和焊剂 20钢的抗拉强度为420MPa左右,且接头未开 坡口,根据等强度原则,选用H08A焊丝配HJ431(型号为F4A0H08A)焊剂。 .,【相关知识】,一、焊丝、焊剂的型号与牌号,1.焊丝的牌号 根据GB/T 149571994熔化焊用钢丝规定,实心钢焊丝的牌 号表示方法为:字母“H”表示焊丝;“H”后的一位或两位数字表 示含碳量;化学元素符号及其后的数字表示该元素的近似含量,当,某合金元素的质量分数低于1%时,可省略数字,只记元素符号;尾部 标有“A”或“E”时,分别表示为“优质品”或“高级优质品”, 表明S、P等杂质含量更低。,2.焊剂型号,依据埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂(GB/T 52931999)的规定,碳 钢焊剂型号分类根据焊丝焊剂组合的熔敷金属力学性能、热处 理状态进行划分。,FH,1)字母“F”表示焊剂。,2)字母后第一位数字表示焊丝焊剂组合的熔敷金属抗拉强 度值,数值见表3-7。,表
