焊接的意義、應用和分類:焊接是用加熱或加壓,或加熱又加壓的方法,在使用或不使用填充金屬的情況下,使兩塊金屬連接在一起的一種加工工藝方法。 焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的先進制造技術,隨著科學技術的發(fā)展,焊接技術越來越受到各行各業(yè)的密切關注,廣泛應用于機構、冶金、電力、鍋爐和壓力容器。建筑、橋梁、船舶、汽車、電子、航空航天、軍工和軍事裝備等生產(chǎn)部門。
焊接的分類方法很多,若按焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同,可把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三大類,每一類又包括許多焊接方法。 熔焊是在焊接過程中,將焊件接頭加熱至融化狀態(tài)而不加壓力完成的焊接方法。如氣焊、手工電弧焊等。 壓焊是在焊接過程中,對焊件施加壓力(加熱或不加熱)以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦焊等。
釬焊是在焊接過程中,采用比母材熔點低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料但低于母材熔點的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕母材,充填接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。如軟釬焊(加熱溫度在450度以下?錫焊)硬釬焊(加熱溫度在450度以上?銅焊)。 其中手工電弧焊是目前應用*普遍的。
什么叫電?在兩電極間的氣體介質(zhì)中強烈而持久的放電現(xiàn)象稱之為電弧,電弧放電時,一方面產(chǎn)生高溫,同時產(chǎn)生強光,手弧焊就是利用電弧產(chǎn)生的高溫熔化焊條和焊件,使兩塊分離的金屬熔合在一起,從而獲得牢固的接頭。 手弧焊是以焊條和焊件作為兩個電極,被焊金屬稱為焊件或母材。焊接時因電弧的高溫和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金屬上形成一個橢圓形充滿液體金屬的凹坑,這個凹坑稱為熔池。隨著焊條的移動熔池冷卻凝固后形成焊縫。焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱為電弧長度。從焊件表面至熔池底部距離稱為熔透深度。
焊劑在焊接過程中的作用? 在焊接中焊劑是保證焊接質(zhì)量的主要因素,它有一下幾點作用; (1) 焊劑熔化后浮在熔化金屬表面,保護熔池,防止空氣中有害氣體的侵蝕。 (2) 焊劑具有脫氧與滲合金作用,與焊絲配合作用,使焊縫金屬獲得所需的化學成分和機械性能。 (3) 使焊縫成型良好。(4) 減緩熔化金屬的冷卻速度,減少氣孔、夾渣等缺陷。 (5) 防止飛濺,減少損失,提高熔縛系數(shù)。
運條是焊接過程中*重要的環(huán)節(jié),它直接影響焊縫的外表成形和內(nèi)在質(zhì)量。電弧引燃后,在正常操作面上焊條有幾個基本運動:朝熔池方向逐漸送進、沿焊接方向逐漸移動、橫向擺動。(1)直線形運條法。采用這種運條方法焊接時,焊條不做橫向擺動,沿焊接方向做直線移動。它常用于Ⅰ形坡口的對接平焊,多層焊的第一層焊或多層多道焊。(2)直線往復運條法。采用這種運條方法焊接時,焊條末端沿焊縫的縱向做來回擺動。它的特點是焊接速度快,焊縫窄,散熱快。它適用于薄板和接頭間隙較大的多層焊的第一層焊。(3)鋸齒形運條法。采用這種運條方法焊接時,焊條末端做鋸齒形連續(xù)擺動及向前移動,并在兩邊稍停片刻。擺動的目的是為了控制熔化金屬的流動和得到必要的焊縫寬度,以獲得較好的焊縫成形。
這種運條方法在生產(chǎn)中應用較廣,多用于厚鋼板的焊接,平焊、仰焊、立焊的對接接頭和立焊的角接接頭。(4)月牙形運條法。采用這種運條方法焊接時,焊條的末端沿著焊接方向做月牙形的左右擺動。擺動的速度要根據(jù)焊縫的位置、接頭形式、焊縫寬度和焊接電流值來決定。同時需在接頭兩邊停留片刻,這是為了使焊縫邊緣有足夠的熔深,防止咬邊。這種運條方法的特點是金屬熔化良好,有較長的保溫時間,氣體容易析出,熔渣也易于浮到焊縫表面上來,焊縫質(zhì)量較高,但焊出來的焊縫余高較高。這種運條方法的應用范圍和鋸齒形運條法基本相同。(5)三角形運條法。采用這種運條方法焊接時,焊條末端做連續(xù)三角形運動,并不斷向前移動。按照擺動形式的不同,可分為斜三角形和正三角形兩種,斜三角形運條法適用于焊接平焊和仰焊位置的T形接頭焊縫和有坡口的橫焊縫,其優(yōu)點是能夠借焊條的擺動來控制熔化金屬,促使焊縫成形良好。正三角形運條法只適用于開坡口的對接接頭和T形接頭焊縫的立焊,特點是能一次焊出較厚的焊縫斷面,焊縫不易產(chǎn)生夾渣等缺陷,有利于提高生產(chǎn)效率。(6)圓圈形運條法。采用這種運條方法焊接時.焊條末端連續(xù)做正圓圈或斜圓圈形運動,并不斷前移。正圓圈形運條法適用于焊接較厚焊件的平焊縫,其優(yōu)點是熔池存在時間長,熔池金屬溫度高,有利于溶解在熔池中的氧、氮等氣體的析出,便于熔渣上浮。斜圓圈形運條法適用于平、仰位置T形接頭焊縫和對接接頭的橫焊縫,其優(yōu)點是利于控制熔化金屬不受重力影響而產(chǎn)生下淌現(xiàn)象,有利于焊縫成形。
焊縫收尾:(1)劃圈收尾法。焊條移至焊道的終點時,利用手腕的動作做圓圈運動,直到填滿弧坑再拉斷電弧。該方法適用于厚板焊接,用于薄板焊接會有燒穿危險。(2)反復斷弧法。焊條移至焊道終點時,在弧坑處反復熄弧、引弧數(shù)次,直到填滿弧坑為止。該方法適用于薄板及大電流焊接,但不適用于堿性焊條,否則會產(chǎn)生氣孔。
一、手工電弧焊的工藝特點 1、 優(yōu)點 (1) 工藝靈活、適應性強 適用于碳鋼、低合金鋼、耐熱負、低溫鋼和不銹鋼等各種材料的平、立、 橫、仰各種位置以及不同厚度、結(jié)構形狀的焊接。 (2) 質(zhì)量好 與氣焊及埋弧焊相比,金相組織細,熱影響區(qū)小,接頭性能好。 (3) 易于通過工藝調(diào)整(如對稱焊等)來控制變形和改善應力。 (4) 設備簡單,操作簡單。 2、 缺點 (1) 對焊工要求高,焊工的操作技術和經(jīng)驗直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。 (2) 勞動條件差 焊工在工作時必須手腦并用,精神高度集中,而且還要受到高溫烘烤,有毒、煙、塵和金屬蒸氣的危害。 (3) 生產(chǎn)率低 受焊工體質(zhì)的影響,焊接工藝參數(shù)選擇較小,幫生產(chǎn)率低。 3、 應用范圍 在造船、鍋爐及壓力容器、機械制造、建筑結(jié)構、化工設備等制造維修行業(yè)中都廣泛使用手 工電弧焊。
電焊中手工電弧焊的工藝參數(shù) 焊接工藝參數(shù)(焊接規(guī)范)是指焊接時,為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量。 1、 焊條種類和牌號的選擇 主要根據(jù)母材的性能、接頭的剛性和工作條件選擇焊條,焊接一般碳鋼和低合金鋼主要是按等強原則選擇焊條的強度級別,對一般結(jié)構選用酸性焊條,重要結(jié)構選用堿性焊條。 2、 焊接電源種類和極性的選擇 手弧焊采用的電源有交流和直流兩大類,一般酸性焊條可交、直流兩用, 優(yōu)先選用交流弧焊機,堿性焊條由于電弧穩(wěn)定性差,必須采用直流弧焊機,對藥皮中含有較多穩(wěn)弧劑的焊條,亦可采用交流弧焊機。 使用直流時,焊件與電源輸出端正、負極的接法,叫極性。 焊件接電源正極,焊條接電源負極的接線法叫正接,也稱正極性。 焊件接電源負極,焊條接電源正極的接線法叫反接,也稱反極性。 極性的選擇原則:○ 1堿性焊條常采用反接,因為堿性焊條正接,電弧燃燒不穩(wěn)定,飛濺嚴重,噪聲大。使用反接時,電弧燃燒穩(wěn)定,飛濺很小,而且聲音較平靜均勻。酸性焊條如使用直流電源時通常采用 正接! 2因為陽極部分的溫度高于陰極部分,所以用正接可以得到較大的熔深,因此,焊接厚鋼板時可采用正接,而焊接薄板、鑄鐵、有色金屬時,應采用反接。 采用交流電源時不存在正接和反接的接線法。 3、 焊條直徑 可根據(jù)焊件厚度進行選擇。厚度越大,選用的焊條直徑應越粗,見表6-1。但厚板對接接頭 坡口打底焊時要選用較細焊條,另外接頭形式不同,焊縫空間位置不同,直徑也有所有同。立焊*大直徑不超過5mm,橫焊仰焊直徑不超過4mm。
焊接位置 在平焊位置焊接時,可選擇偏大的焊接電流。橫、立、仰焊位置焊接時,焊接電流應比 平焊小10%~20%。角焊電流比平焊電流稍大些。焊道層次 通常焊接打底焊道時,特別是焊接單面焊雙面成形時的焊道,使用的焊接電流要小,這 樣才便于操作和保證背面焊道的質(zhì)量;焊填充焊道時,為提高效率,通常使用較大的焊接電流;而 焊蓋面焊道時,為防止咬邊和獲得較美觀的焊縫,使用的電流稍小些。 另外,堿性焊條選用的焊接電流比酸性焊條小10%左右。不銹鋼焊條比碳鋼焊條選用電流小20%左右等。 總之,電流過大過小都易產(chǎn)生焊接缺陷。電流過大時,焊條易發(fā)紅,使藥皮變質(zhì),而且易造成咬邊、弧坑等缺陷,同時還會使焊縫過熱,促使晶粒粗大。 5、 電弧電壓 手弧焊時,電弧電壓是由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握的,其原則一般保證焊縫具有合乎要 求的尺寸和外形,二是保證焊透。 電弧電壓主要決定于弧長。電弧長,電弧電壓高;反之,則低。在焊接過程中,一般希望弧長始終保持一致,而且盡可能用短弧焊接。所謂短弧是指弧長為焊條直徑的0.5~1.0倍,超過這個限度即為短弧。 6、 焊接速度 在保證焊縫所要求的尺寸和質(zhì)量的前提下,由焊工根據(jù)情況靈活掌握。速度過慢,熱影響區(qū) 加寬,晶粒粗大,變形也大;速度過快同,易造成未焊透,未熔合,焊縫成形不良等缺陷。