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1、减少焊接应力和焊接变形的方法减少焊接应力和焊接变形的方法 采用适当的焊接程序，如分段焊、分层焊； 尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消； 施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形； 对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力。 合理的焊缝设计 避免焊缝集中、三向交叉焊缝； 焊缝尺寸不宜太大； 焊缝尽可能对称布置，连接过渡平滑，避免应力集中现象； 避免仰焊。 空冷氩弧焊枪的设计与制造 通过对目前普遍使用的水冷氩弧焊枪结构的分析研究，在此基础上加以改进，自行设计、制造出了一种简单、方便、可用于无水冷场合作业的空冷氩弧焊枪。工艺试验表明，该焊枪性能稳定，用此焊枪焊出的焊缝成形良好，
2、符合预期的设想。 关键词 空冷 氩弧焊枪 设计 1.前言 氩弧焊是利用氩气作保护气体的气体保护电弧焊。焊接时电弧在电极与焊件之间燃烧，氩气使金属熔池、熔滴及钨极端头与空气隔绝。它是利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材及填充金属的一种焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体层(层流状态)隔绝气体起到保护作用，从而获得优质的焊缝。 作为氩弧焊机重要组成部分之一的氩弧焊枪，其作用是夹持钨极、传异焊接电流和输送保护气。焊枪按冷却方式的不同，可分为水冷式和气冷式两种。目前在教学、科研和实际生产中使用较多的是水冷式焊枪。此类焊枪带有一个进水管和一个出水管，焊接时通水，通过水的循
3、环将热量带走，从而使焊枪的温度降低而起到冷却作用。水冷式焊枪通常要将焊接电缆装入通水管中作成水冷电缆，只有这样，才有可能提高施焊时的电流密度，减轻电缆重量，但却因此增加了制造上的困难，成本因此大大提高。更有甚者，有些场合无冷却水，这就给焊接施工人员提出了难题。为了弥补现有水冷焊枪上述这些方面的不足，我们自行设计并制造出了一种空冷氩弧焊枪，这种焊枪的主要特点是无需冷却水，结构简单，能很方便地应用于现场安装，以及无氩弧焊机的情况下使用。因为，采用我们设计制造的焊枪只须一台常规直流弧焊机，再配以供气系统，即可进行焊接操作，大大降低了对设备的要求，由此降低了成本。目前，市场上一套氩弧焊设备所需的费用达
4、万余元，而一台普通的直流焊机的价格仅为其一半左右，单从这一点上说，其市场前景看好，如推广使用，将会带来很大的经济效益。 2.焊枪的设计 为使设计的焊枪尽可能满足要求，在设计过程中，我们主要从结构及材料选择两方面进行综合考虑。设计出的空冷氩弧焊枪结构示意图如图1所示： 图1 空冷氩弧焊枪结构示意图 1.压紧盖 2.电极夹头 3.主体 4.喷嘴 5.手柄 6.气阀 7.导气管 8.电极接头 该焊枪主要由主体、压紧盖、电极夹头、喷嘴、手柄等几部分组成。为了降低制造成本和减少加工上的困难，喷嘴采用市场上购买的现成品(与目前氩弧焊枪通用)。设计时为了提高保护效果，原则上应使喷嘴上部(即主体内)有较大的空
5、间作缓冲室，以降低气流的初速。选用的喷嘴其下部断面不变的圆柱形通道越长、近壁层流层越厚，保护效果越佳；通道直径越大，保护范围越宽。基于此考虑，在主体下部应开有12个均匀分布的直径为1mm的小孔，如图2所示。为了电极夹头能可靠夹紧钨极，并对准中心，电极夹头下端均匀地开有三条宽为1mm的铣刀槽，如图3所示。 图2 (a)主体下部的12个1mm的小孔分布 (b)电极夹头下端的三条铣刀槽 图3 工艺试验试板及接头形式，(a)堆焊，(b)对接 此外，为使焊枪能与多种直径的钨极配合使用，使其工作范围扩大，可根据需要，电极夹头下端的直径可设计成2、3、4、5mm等多种规格。压紧盖的长轴可设计成短、中、长三种
6、规格，以节约使用贵重的钨电极。 最后，按此设计方案，我们成功地制造出了所需的空冷氩弧焊枪(实物图略)。 3.焊枪的使用与维护 (1)本焊枪可与各种直流焊机(如硅整流弧焊机)等配套使用。焊接时宜采用直流正极性接法(焊枪接负，工件接正)。电流工作范围大致为30250A左右，电流大小的调节与直流焊机的电流调节相同。氩气由氩气瓶流出，中间通过减压器、流量计，最后通入到焊枪。 (2)根据实际焊接时所需要的焊接电流大小，选定电极夹头及钨极直径，钨极伸出喷嘴的尺寸与常规施焊时大致相同。 (3)直流焊机和焊枪本身都不具备引弧系统，焊接前应事先准备好一块尺寸合适的引弧板(材料为紫铜)，待电弧引燃，并稳定燃烧后，
7、再移向所需施焊的结构上焊接。 (4)由于焊接时采用接触式引弧，在一定程度上易造成钨极损耗加快，所以应经常注意钨极的磨损情况，特别注意被焊工件上是否夹钨，以免产品中产生缺陷。 (5)经常注意绝缘情况，避免触电等事故。 (6)使用一段时间后，应检查保护气体的流畅性，以防止气流不畅、漏气等情况发生。 4.工艺试验 本文最后还进行了有关的工艺试验。具体是在1Cr18Ni9Ti不锈钢上分别进行了堆焊及试板对接试验。试样尺寸规格如下图所示(图4)，试样厚度为=1.5mm。 实验是在ZXG-250型硅整流弧焊机上进行。为准确测定焊接时的工艺规范参数，我们在焊接回路中连上了电流表和电压表。焊接时记下的规范参数
8、值如表1。 表1 试板焊接规范参数值 钨极直径(mm) 焊接电流(A) 焊接电压(V) 氩气流量(l/h) 焊接速度(mm/s) 2.0 40 16 500 5.4 观察表明，焊接过程中电弧稳定，电流、电压的波动非常小，气体保护效果好，焊缝成形美观，焊接接头质量良好，该焊枪可在实际生产中推广使用。 焊接切割支持系统 切割工艺包括热切割方法种类及特性描述、气割工艺、电弧切割工艺、等离子弧切割工艺、激光切割工艺。 该软件系统为焊接技术人员提供了大量的数据和知识，为焊接技术人员的实际设计生产提供了极大的帮助。软件的查询界面清晰明了，对于技术人员来说，使用软件就象浏览网站一般简单、方便。 该软件有单机
9、版和网络版两种形式，单机版满足技术人员个人使用之目的，而基于WEB的网络版形式，则充分提高了企业资源共享程度，使技术人员能够在局域网内共享该软件的各种功能，只需在服务器安装该软件，每个技术人员均可利用浏览器进行浏览和使用，安装维护方便。 焊接切割支持系统 切割工艺包括热切割方法种类及特性描述、气割工艺、电弧切割工艺、等离子弧切割工艺、激光切割工艺。 该软件系统为焊接技术人员提供了大量的数据和知识，为焊接技术人员的实际设计生产提供了极大的帮助。软件的查询界面清晰明了，对于技术人员来说，使用软件就象浏览网站一般简单、方便。 该软件有单机版和网络版两种形式，单机版满足技术人员个人使用之目的，而基于W
10、EB的网络版形式，则充分提高了企业资源共享程度，使技术人员能够在局域网内共享该软件的各种功能，只需在服务器安装该软件，每个技术人员均可利用浏览器进行浏览和使用，安装维护方便。 浅谈焊接安全操作 随着生产的发展，焊接技术的应用愈来愈广泛。与此同时，伴随着各种各样的不安全、不卫生因素的出现，焊接工作也严重地威胁着焊工及其它生产人员的安全与健康。其主要危害如下：1、焊接切割工作过程中需要与易燃易爆气体、压力容器和电机电器接触；2、焊接过程会产生有毒气体、有害粉尘、弧光辐射、噪声和射线等。 上述危害因素在一定条件下可能引起爆炸、火灾、烫伤、中毒、电光性眼炎和皮肤病等职业病症。此外还可能危及设备、厂房和
11、周围人员安全，给国家和企业带来不应有的损失。许多重大、特大事故是由于焊接切割作业人员违章操作造成。 本文论述了日常较广泛应用的气焊、焊条电弧焊的特点、危害及安全操作。 气焊 1、特点及危害 气焊具有设备简单、操作方便、使用灵活、实用性强等特点。因此，在各工业部门的制造和维修中应用比较广泛。但此过程需利用可燃气体、助燃气体及高压气瓶。如果焊接设备和安全装置有故障，或者操作人员作业时违反安全操作规程，都可能引起爆炸和火灾等事故。 2、使用安全要求 1)、工业用乙炔中常含有磷化氢、硫化氢等杂质，这些杂质不但容易引起爆炸，而且焊接时，其中的硫和磷可能转移到焊缝金属中，使焊缝的机械性能发生改变，冷脆、热
12、裂倾向增加，焊缝质量难以保证。因此按容积计算，要求乙炔中PH3的含量不得超过0.2%；H2S的含量应小于0.1%。 2)、气瓶在保管和使用过程中，避免日光曝晒，远离明火和热辐射。3)、焊接过程中，放气速度不应太快，避免气体流经阀门时产生静电火花。 4)、乙炔瓶应垂直立放，严禁卧放。 5)、气瓶应根据国家气瓶安全监察规程要求进行定期技术检验，严禁超期使用。 6)、操作人员应接受安全技术培训持证上岗。 7)、焊炬在使用前必须进行检查，包括射吸情况、橡皮管与接头连接情况、是否漏气、气体各通路是否洁净等，检查正常后方可进行点火操作。使用过程中，防止发生回火，一旦发生回火应迅速关闭乙炔调节阀，同时关闭氧
13、气调节阀。 焊条电弧焊 1、特点及危害 焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，其重要原因是电弧能有效而简便地把电能转换成焊接过程所需要的热和机械能。同时焊条电弧焊用手工操纵焊条进行焊接，可以进行全位置焊接；焊接设备轻便、搬运灵活，适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。但由于其特殊性会存在以下不安全因素： 1)、电弧弧柱中心温度高达60008000，焊条、焊件和药皮在高温作用下，发生蒸发、凝结和气体，产生大量烟尘； 2)、电弧周围空气在弧光强烈辐射作用下，会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体； 3)、飞溅、电焊机线路故障或燃料容器管道补焊防爆措施不当，会引起爆炸和火灾事故。 4)、焊
14、接设备空载电压高于人体所能承受的安全电压，易发生触电事故。 2、使用安全要求1)、电焊机必须有独立的专用电源开关，禁止多台焊机共用一个电源开关；2)、电焊机防止碰撞、受潮或剧烈振动；3)、电焊机外露的带电部分应有完好的防护装置，不带电的外壳应接地，严禁超负荷使用；4)、焊接电缆外皮完整、绝缘良好、应使用整根导线；5)、电焊钳必须有良好的绝缘性、隔热能力，严禁将过热的焊钳浸在水中冷却后立即使用；6)、焊接作业时，场所应有通风除尘设施，可燃、易爆物质距作业点火源应不小于10m；7)、焊接作业人员应穿戴好劳动保护用品，加强自身的防护，保证自身安全。 结论 综上所述，由于焊接过程存在潜在的危险，为此对
15、从事该作业人员应严格要求，必须对其进行相应的、专门的安全技术理论学习和实际操作训练，提高此类作业人员的安全技术素质，并经考核合格取得安全技术操作证后方准独立作业；同时通过培训使他们了解焊接生产特点、焊接操作基本原理及焊接工艺、工具的安全使用；严格执行安全规程和实施防护措施，保证安全生产，避免发生事故。 硬面堆焊技术在各个领域的应用 硬面堆焊就是对耐磨部件表面硬化处理的过程。采用高硬度的药芯焊丝和WD-BX1型专业明弧平焊焊接设备进行表面堆焊，从而使耐磨部件表面形成比母材材质更耐磨的高铬复合碳化物，并能够使该高铬碳化物与母材很好的结合成一个整体。采用这种技术会节约采购成本的50%以上，有效生产使用时间是原新品的2倍以上。例如：企业购置新品进行生产活动，在耐磨件磨损到最佳生产效率以下时，企业就会报废该部件重新购置，那么余下的大部分报废处理不经济，增加采购费用，加重企业经济负担。因为采用硬面堆焊技术可以降低采购费用，又能延长耐磨部件的使用寿命，在各个行业得到了广泛的关注与应用。下面就各个行业的实际情况，介绍硬面堆焊技术的应用。 1、钢铁行业硬面堆
