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1、-手工电弧焊仰对接焊操作技能试题：焊接方法焊接位置接头形式试件材质、规格焊条焊条电弧焊111仰焊PE板对接接头P BWQ345W01300125t12J507E5015一.技朮要求：1. 单面焊双面成形。2. 钝边高度与间隙自定。3. 坡口两端不得安引弧板。4. 点固焊时充许做反变形。5. 评定：按中国劳动社会保障出板社、职业技能鉴定指导焊工2004年8月版第155面 评分工程及标准 评定成绩。二. 工艺分析：熔滴过渡作用力的特点与焊条直径选择：1重力：1） 任何物体都会因为本身的重力而具有下垂的倾向。2） 平焊时，金属熔滴的重力起促进熔滴过渡的作用。3） 仰焊时，熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过
2、渡，成为阻碍力；熔滴过大不利于过渡。4） 选用小直径焊条过渡的熔滴较小，有利于熔滴过渡。2外表力：1外表力是焊条或焊丝端头上保持熔滴形状的作用力。2液体金属像其它液体一样具有外表力，即液体在没有外力作用时，其外表会尽量减小，缩成圆形。对液体金属来说，外表力使熔化金属成为球形。水珠在荷叶上3焊条金属熔化后，其液体金属并不会马上掉下来，而是在外表力的作用下形成球滴状悬挂在焊条末端。4随着焊条不断熔化，熔滴体积不断增大，直到作用在熔滴上的作用力超过熔滴与焊芯界面间的力时，熔滴才脱离焊芯过渡到熔池中去。5） 外表力对平焊时的熔滴过渡起阻碍作用。6） 外表力在仰焊位置的焊接时，却有利于焊缝成形。原因是：
3、熔池金属在外表力作用下，倒悬在焊缝上而不易滴落；当焊条末端熔滴与熔池金属接触时，会由于熔池外表力的作用，而将熔滴拉入熔池。7） 仰焊位置焊接时，熔池液体金属的重力超过熔池与熔池界面间的力时，熔池液体金属下垂，如图三中a。小直径焊条有利于减小熔池，利用外表力将熔池拉平，如图三中c。3电磁压缩力： 1 电磁压缩力：从电工学里我们知道，两根平行的载流导体假设它们通过的电流方向一样，则这两根导体彼此相吸。 电磁力这两根导体相吸的力，方向是从外向。电磁力的大小与两根导体上的电流的乘积成正比，即通过导体的电流越大，电磁力越大。焊接时，把焊条或焊丝末端的液体熔滴看成是由许多载流导体组成，这样熔滴就会受到由四
4、周向中心的径向收缩力，称之为电磁压缩力。2电磁压缩力对熔滴过渡的作用：电磁压缩力使焊条的横截面具有缩小的倾向；电磁压缩力作用在焊条的固态局部是不起作用的，但是对焊条端部的液体金属来说却具有很大的影响，促使熔滴很快形成。在球形的金属熔滴上，电磁力垂直地作用其外表上，电流密度最大的地方将在熔滴的细径局部，这局部也将是电磁压缩力作用最大的地方。随着径部逐渐变细，电流密度增大，电磁压缩力也随之增强，则促使熔滴很快地脱离焊条端部向熔池过渡。这样就保证了熔滴在任何空间位置都能顺利过渡到熔池。3焊接电流较大小，电磁压缩力对熔滴过渡的影响：焊接电流较小时：a. 电磁力很小，焊丝末端的液体金属主要受到两个力的影
5、响：（a） 外表力，b重力。b. 随着焊丝不断熔化：（a） 悬挂在焊丝末端液体熔滴的体积不断增大，（b） 体积增大到，其重力足以克制外表力的时候，（c） 熔滴便脱离焊丝，在重力作用下落向熔池。（d） 这种情况下熔滴的尺寸往往是较大的。（e） 这种大熔滴通过电弧间隙时，常使电弧短路，产生较大的飞溅；（f） 电弧燃烧非常不稳。焊接电流：单位面积上通过的电流较大时：a. 电磁压缩力就比拟大；b. 相比之下，重力所起的作用就很小；c. 液体熔滴主要是在电磁压缩力的作用下，以较小的熔滴向熔池过渡；d. 其方向性较强，不管是平焊位置或仰焊位置，熔滴金属在电磁压缩力作用下，总是沿着电弧轴线自焊丝向熔池过渡。
6、4焊接时，一般焊条或焊丝上的电流密度都比拟大，电磁压缩力是焊接过程中促使熔滴过渡的一个主要作用力。在气体保护焊时，通过调节焊接电流的密度来控制熔滴尺寸，是工艺上的一个主要手段。5焊接时电弧周围的电磁力，除了上述的作用以外，还能产生另外一种作用力，这就是由于磁场强度分布不均匀而产生的力。因为焊条金属的电流密度大于焊件的电流密度，因此在焊条上所产生的磁场强度要大于焊件上所产生的磁场强度，因此产生了一个沿焊条纵向的电磁力。它的作用方向是由磁场强度大的地方焊条指向磁场强度小的地方焊件，所以无论焊缝的空间位置如何，始终是有利于熔滴向熔池过渡的。6仰焊时为了减小熔池，不能用加大电流的方法来增大电流密度，以
7、增加电磁收缩力；一样的电流，但用小直径焊条能获得相对较大的电流密度。4斑点压力 1在焊接电弧中的带电微粒主要是电子和正离子，由于电场的作用：电子向阳极运动正离子向阴极运动这些带电粒子撞击在两极的斑点上，便产生了机械压力，这个力称为斑点压力，如图5-5所示。如果斑点压力的方向与熔滴过渡的方向相反，所以在任何位置施焊，都是阻碍熔滴过渡的力。a.在直流正接时，阻碍熔滴过渡的是正离子的压力。b.反接时，阻碍熔滴过渡的是电子的压力。c.由于正离子比电子的质量大，所以正离子流的压力要比电子流的压力大。因此：反接时容易产生细颗粒过渡，正接时则不容易，这就是极点压力不同的缘故。5气体的吹推力：1焊条电弧焊时，
8、焊条药皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化，在药皮的末端形成一小段尚未熔化的喇叭形套管。 2套管有大量的药皮造气剂分解产生的气体以及焊芯中碳元素氧化生成的CO气体，这些气体因加热到高温，体积急剧膨胀；3并顺着未熔化套筒的方向，以挺直直线的而稳定的气流冲出，把熔滴吹到熔池中去。不管焊缝的空间位置怎样，这种气流都有利于熔滴金属的过渡。板对接仰焊熔滴过渡不同于其他焊位，因熔池在电弧上方，熔滴必须依靠电磁压缩力、气体推力等克制其自身重力，才能过渡到熔池中熔滴过大不利于过渡；如图一所示：因此选用小直径焊条过渡的熔滴较小，有利于熔滴过渡。表1 仰对接焊时熔滴过渡作用力分析力的名称说明仰焊时力的方向对熔滴过渡的作用
9、重力(P)熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过渡，成为阻碍力不利外表力(F)熔滴与熔池接触时有利电磁压缩力(F)自焊丝向熔池过渡有利斑点压力反接时，阻碍熔滴过渡的是电子的压力直流正接时阻碍熔滴过渡的是正离子直流正接时，阻碍熔滴过渡的是正离子的压力气体的吹推力(F)顺着未熔化套筒的方向，以挺直直线的而稳定的气流冲出，把熔滴吹到熔池中去有利熔池工件P 工件F F焊条图一熔滴过渡F电弧推力 P熔滴重力2. 熔池液体金属受力状况： F FFF P图二熔池液体金属受力状况力的名称代号力的方向力的作用熔滴重力P使熔池下坠气体的吹推力(F) F将熔池上推电磁压缩力(F)F将熔池上推熔滴外表力 F托住熔池並将其拉平很
10、明显，熔池越大，液体金属自身重量就越大，下坠力重力P也越大，当重力到达一定值时，就会下淌。这就有一个三力平衡在什么位置的问题。3. 熔池大小与四力平衡位置： F F F F F F F F F F F F P P Pa bc图三熔池大小与三力平衡位置a熔池过大：由于电流、间隙过大等原因，熔池也增大，熔池液体金属受三力共同作用平衡于图三中a图处；打底焊时，反面焊缝出现塌腰，正面焊缝中间凸起，两侧形成沟槽。盖面层时，会因焊缝过高而不合格b熔池太小：由于电流过小、焊速太快、钝边过大而间隙过小等原因，使熔池过小，熔池液体金属受三力共同作用平衡于图三中b图处，打底焊时会出现未焊透现象。c熔池大小适当：当
11、电流大小、钝边高度、根部间隙、操作手法等因素配适宜当时，熔池液体金属受三力共同作用平衡于图三中c图处，反面焊缝可微微凸起，正面焊缝较平整；如果是填充层，还能得中凹的满意焊缝。因此仰对接焊缝控制熔池大小形状非常重要。4. 连弧焊与灭弧焊控制熔池大小和形状的方法比照：（1） 连弧焊与灭弧焊控制熔池大小和形状的方法比照连弧焊与灭弧焊控制熔池大小和形状的方法比照表焊接方法电流运条手法燃弧时间灭弧时间根部间隙钝边高度连弧焊*灭弧焊*2Q34516MnR钢焊接一般采用碱性焊条焊接：碱性焊条打底焊一般采用连弧焊，从上表可以看出，连弧焊少了燃弧时间与灭弧时间，这两个非常有效的控制熔池形状与大小的方法灭弧焊可在
12、较大的施焊电流围，较大的根部间隙控制熔池形状和大小，如两点法，三点法等，因此组装时对根部间隙与钝边高度已及焊接电流的大小有更严的要求。3接焊时，钝边高度、根部间隙对熔池及焊缝形状的影响：钝边：a.钝边过高-要求焊透熔化钝边的热能也要大-熔池也会增大-熔池中的液体金属增多-液体金属重量增大-下堕力增大-产生焊缝下垂或液体金属下坠。适当减小钝边，可适当减小熔池，防止焊缝下垂或液体金属下坠。b.钝边过小-熔池宽度增加-熔池中的液体金属增多-液体金属重量增大-下堕力增大-产生焊缝下垂或液体金属下坠。c.如不增加熔池宽度-与母材接触截面减小-导热面积减少-熔池由 于存在时间加长而增大-液体金属重量增大-
13、下堕力增大-产生焊缝下垂或液体金属下坠。间隙：a.间隙过大-连接两板之间的熔池也要增大-不可防止的也会产生产生焊缝下垂或液体金属下坠；b.适当减小间隙-可适当减小熔池-防止焊缝下垂或液体金属下坠。钝边与间隙的配合：a. 钝边高度过大、根部间隙过小-虽然易控制为较小的熔池-但易出现未焊透的现象。参见图四ab .钝边高度过小、根部间隙过大-因间隙过大-焊接时熔池也陏之增大-液体金属的重量增加钝边高度过小，导热截面也小-重力增加；当上推力和液体金属的外表力之和与重力平衡于图四b位置时：焊缝反面出现塌腰俗称-正面由于重力作用造成焊缝金属下垂-並在两侧形成沟槽-下一层施焊时不易熔透两侧的沟槽而产生夹渣、未溶合等缺陷参见图四b。如熔池再增大-液体金属重力再增大-焊缝金属会下坠直至塌落。c.钝边高度和根部间隙适当-使液体金属外表力加上上推力与熔池液体金属重力平衡于图四c时-熔池大小适当-液体金属在于图四 c形状时凝固-焊缝成形较好-反面不但不会塌腰-还可能微微凸起-正面焊缝外表也较平整-且过渡角适当。重力重力外表力上推力上推力 a b c 图四 钝边与间隙的配合对焊缝形状的影响因此连弧焊就要在施焊
