焊条电弧焊与电弧切割的安全特点课件.pptx

焊条电弧焊的基本原理： 焊条电弧焊是利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和工件熔化，从而获得牢固焊接接头的工艺方法。焊接过程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及溶渣，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。焊条芯也在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，组成焊缝的填充金属。焊接过程动画一、 焊条电弧焊与电弧切割的基本原理2. 焊条电弧焊工艺2.1 焊前准备2.1.1 焊条的选择焊条的组成：焊芯与药皮。其构成如下图所示焊条的组成：焊芯与药皮。其构成如下图所示 焊芯：焊条中被药皮包敷的金属丝叫焊芯。 焊芯的作用： 作电极产生电弧。 焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。1234L 焊条的组成及作用焊条的组成及作用l l一夹持端一夹持端 2 2一药皮一药皮 3 3一焊芯一焊芯 4 4一引弧端一引弧端1234L 焊条结构焊条的种类：酸性焊条： 药皮中含有多量酸性氧化物（如 SiO2，MnO2等），酸性焊条工艺性好引弧容易，电弧稳定，脱渣容易，成形美观，但强度不高，塑形和韧性差，如E4303型（结422）常用于焊一般钢结构；2.3.1焊条直径的选择图图36焊机分类焊机分类图图37 BX1330交流弧焊机交流弧焊机1初级绕组；2、3次级绕组；4动铁芯；5静铁芯；6接线板；7摇把图图310 硅整流电弧焊机硅整流电弧焊机1硅整流器组 2三相变压器 3三相磁饱和电抗器 4输出电抗器 5通风机组图图311 ZXG300型硅整流电焊机电气原理图型硅整流电焊机电气原理图表表33 BX3300交流弧焊机负交流弧焊机负载持续率载持续率 表表34 ZXG300硅整流弧焊机负载持续率硅整流弧焊机负载持续率图图312 焊机外特性曲线焊机外特性曲线1陡降外特性曲线 2缓降外特性曲线 3上升特性曲线 4乎特性曲线图图313 两种不同下降程度的外特性曲线两种不同下降程度的外特性曲线1缓降外特性曲线 2陡降外特性曲线表表35 电焊钳的规格和主要技术数据电焊钳的规格和主要技术数据 表表36 焊接电缆选用表焊接电缆选用表 表表37 两类焊机比较两类焊机比较 图图18 不同厚度板材的对不同厚度板材的对接接(a)单面削薄，(b)双面削薄 表表1-2较薄板厚度1255991212允许厚度差(1)1234(二)角接接头两焊件端面间构成大于30、小于135夹角的接头，叫做角接接头，见图19。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。 图图19 角接接头角接接头(a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图110。 图图110 T形接头形接头(四)搭接接头两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图111。 图图111 搭接接头搭接接头(a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊图图112 坡口的几何尺寸坡口的几何尺寸 三、焊接位置种类三、焊接位置种类根据GBT337594焊接术语的规定，焊接位置，即熔焊时，焊件接缝所处的空间位置，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平焊、立焊、横焊和仰焊位置等。焊缝倾角，即焊缝轴线与水平面之间的夹角，见图113。 图图113 焊缝倾角焊缝倾角焊缝转角，即焊缝中心线(焊根和盖面层中心连线)和水平参照面Y轴的夹角，见图114。 图图114 焊缝转角焊缝转角 (1)平焊位置 焊缝倾角0，焊缝转角90的焊接位置，见图115(a)。 图图115 各种焊接位置各种焊接位置(a)平焊 (b)横焊 (c)立焊 (d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊图图116 断续角焊缝断续角焊缝(a)交错式 (b)并列式 (二)焊缝的形状尺寸焊缝的形状用一系列几何尺寸来表示，不同形式的焊缝，其形状参数也不一样。1焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图117。 图图117焊缝宽度焊缝宽度2余高超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，见图118。在静载下它有一定的加强作用，所以它又叫加强高。但在动载或交变载荷下，它非但不起加强作用，反而因焊趾处应力集中易于促使脆断。所以余高不能低于母材但也不能过高。手弧焊时的余高值为03mm。 图图118 余高余高 3熔深在焊接接头横载面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深，见图119。 图图119 熔深熔深(a)对接接头熔深 (b)搭接接头熔深 (c)T形接头熔深4焊缝厚度在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离，叫焊缝厚度，见图120。 图图120 焊缝厚度及焊脚焊缝厚度及焊脚(a)凸形角焊缝 (b)凹形角焊缝 焊缝计算厚度是设计焊缝时使用的焊缝厚度。对接焊缝焊透日寸它等于焊件的厚度；角焊缝时它等于在角焊缝横截内画出的最大直角等腰三角形中，从直角的顶点到斜边的垂线长度，习惯上也称喉厚，见图120。5焊脚角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离，叫做焊脚。在角焊缝的横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度叫焊脚尺寸，见图120。6焊缝成形系数 图图121 焊缝成形系数的计算焊缝成形系数的计算表表13 各种坡口、接头及焊缝形式各种坡口、接头及焊缝形式表表14基本符号基本符号(二)符号在图纸上的位置1基本要求完整的焊缝表示方法除了上述基本符号、辅助符号、补充符号以外，还包括指引线、焊缝尺寸符号及数据。指引线一般由带有箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为实线，另一条为虚线)两部分组成。如图122所示。 图图122 指引线指引线2箭头线和接头的关系图123和图124给出的示例说明下列术语的含义： 图图123 带单角焊缝的带单角焊缝的T型接头型接头(a)焊缝在箭头侧 (b)焊缝在非箭头侧 图图124 双角焊缝的十字接头双角焊缝的十字接头a接头的箭头侧；b接头的非箭头侧3箭头线的位置箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，见图125(a)、(b)。但是在标注单边V、单边Y、J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件，见图125(c)、(d)。必要时，允许箭头线弯折一次，如图126。 图图125 箭头线的位置箭头线的位置 图图126 弯折的箭头线弯折的箭头线 4基准线的位置基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。基准线一般应与图样的底边相平行，但在特殊条件下亦可与底边相垂直。5基本符号相对基准线的位置基本符号相对基准线的位置见图127(a)、(b)、(c)、(d)；标注对称焊缝及双面焊缝时，不加虚线。 图图127 基本符号相对基准线的位置基本符号相对基准线的位置(三)焊缝尺寸符号及其标注位置(1)焊缝尺寸符号，见表19。 表表19焊缝尺寸符号焊缝尺寸符号(2)焊缝尺寸符号及数据的标注原则，如图128：1)焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；2)焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧； 图图128 焊缝尺寸的标注原则焊缝尺寸的标注原则(一)焊接电流当其它条件不变时，增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持不变(或略有增加)，见图129，这是埋弧自动焊时的实验结果。分析这些现象的原因是：(1)焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流而增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就增加。(2)焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加。(3)焊接电流增加时，一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加；另一方面是电流增加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变，所以弧长也不变，导致电弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，则就促使熔宽减少。由于两者共同的作用，所以实际上熔宽几乎保持不变。 图图129 焊接电流对焊缝形状的影响焊接电流对焊缝形状的影响H焊缝厚度 B焊缝宽度 d余高 I焊接电流(二)电弧电压当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，见图130。这是因为电弧电压增加意味着电弧K度的增加，因此电弧摆动范围扩大而导致焊缝宽度增加。其次，弧长增加后，电弧的热量损失加大，所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，相应焊缝厚度和余高就略有减小。 图图130 电弧电压对焊缝形状的影响电弧电压对焊缝形状的影响 由此可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素。因此，为得到良好的焊缝形状，即得到符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是互相制约的，即一定的电流要配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。(三)焊接速度焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显的影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降，见图131。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。 图图131 焊接速度对焊缝形状的影响焊接速度对焊缝形状的影响图图132 电极电极(焊丝焊丝)倾角对焊倾角对焊缝形状的影响缝形状的影响(a)后倾 (b)前倾 (c)前倾倾角的影响电极(焊丝)后倾时，情况与上述相反。(3)焊件倾角 焊件相对水平面倾斜时，焊缝的形状可因焊接方向不同而有明显差别。焊件倾斜后，焊接方法可分为两种：从高处往低处焊叫下坡焊；从低处往高处焊叫上坡焊，见图133(a)(b)。 图图133 焊件倾角对焊缝形状的影响焊件倾角对焊缝形状的影响(a)下坡焊 (b)上坡焊 (c)下坡焊时焊件倾角的影响(d)上坡焊时焊件倾角的影响当进行上坡焊时，熔池液体金属在重力和电弧力作用下流向熔池尾部，电弧能深入到加热熔池底部的金属，因而使焊缝厚度和余高都增加。同时，熔池前部加热作用减弱，电弧摆动范围减小，因此焊缝宽度减小。上坡角度愈大，影响也愈明显。上坡角度。612时，焊缝就会因余高过大，两侧出现咬边而使成形恶化，见图133(d)。因此，在自动电弧焊时，实际上总是尽量避免采用上坡焊。下坡焊的情况正好相反，即焊缝厚度和余高略有减小，而焊缝宽度略有增加。因此倾角。68的下坡焊可使表面焊缝成形得到改善，手弧焊焊薄板时，常采用下坡焊，一方面是避免焊件烧穿，另一方面可以得到光滑的焊缝表面成形。如果倾角过大，则会导致未焊透和熔池铁水溢流，使焊缝成形恶化，见图133(c)。(4)坡口形状 当其它条件不变时，增加坡口深度和宽度时，焊缝厚度略有增加，焊缝宽度略有增加，而余高显著减小，见图134。 图图134 坡口形状对焊缝形状的影坡口形状对焊缝形状的影 (5)焊剂 埋弧焊时，焊剂的成分、密度、颗粒度及堆积高度均对焊缝形状有一定影响。当其它条件相同时，稳弧性较差的焊剂焊缝厚度较大、而焊缝宽度较小。焊剂密度小，颗粒度大或堆积高度减小时，由于电弧四周压力减低，弧柱体积膨胀，电弧摆动范围扩大，因此焊缝厚度减小、焊缝宽度增加、余高略为减小。此外，熔渣粘度对焊缝表面成形有很大影响，若粘度过大，使熔渣的透气性不良，熔池结晶时所排出的气体无法通过熔渣排除，使焊缝表面形成许多凹坑，成形恶化。(6)保护气体成分 气体保护焊时，保护气体的成分以及与此密切相关的熔滴过渡形式对焊缝形状有明显影响。采用不同保护气体进行熔化极气体保护焊直流反接时，焊缝形状的变化，见图135。射流过渡氩弧焊总是形成明显蘑菇状焊缝，氩气中加入O2、CO2或H2时，可使根部成形展宽，焊缝厚度略有增加。颗粒状和短路过渡电弧焊则形成的焊缝形状宽而浅。 图图135 保护气体成分对焊缝形状的影响保护气体成分对焊缝形状的影响 (7)母材的化学成分 母材的化学成分不同，在其它工艺因素不变的情况下，焊缝形状不一样，这一点在氩弧焊时特别明显。如三种产地不同的0Cr18Ni19和0Cr18Ni12Mo2不锈钢，用钨极氩弧焊方法焊接，采用相同的焊接工艺参数时，所得焊缝形状的变化，见表110。 表表110 母材化学成分对焊缝形状的影响母材化学成分对焊缝形状的影响注：钨棒端部45；弧长2mm电流150A；焊接速度300mmmin。