焊接方法与设备——焊条电弧焊.ppt

焊接方法与设备焊条电弧焊 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第二章第二章 焊条电弧焊焊条电弧焊电弧焊是利用电弧的热量加热、熔化金属进行焊接的。焊条电弧焊是利用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。GB/T3375-94把原来的“手工电弧焊”改称为焊条电弧焊。2022/11/132022/11/132 2第二章第二章 焊条电弧焊焊条电弧焊-焊条电弧焊的原理及特点焊条电弧焊的原理及特点如图21所示，焊条电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移动、熔他后边缘的液态金属温度逐渐降低液态金属以母材坡口处末完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝金属的枝状晶体并向焊缝小心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化，使焊接熔池向前程动。当焊接过程稳定以后，个形状和体积均不变化的熔他随焊接电弧向前移动，形成 条连续的焊缝。2022/11/132022/11/133 3第二章第二章 焊条电弧焊焊条电弧焊-焊条电弧焊的原理及特点焊条电弧焊的原理及特点焊条电弧焊的特点2022/11/132022/11/134 4第二章第二章 焊条电弧焊焊条电弧焊-焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具n n对焊条电弧焊设备的要求n n常用焊条电弧焊设备简介n n焊条电弧焊所用工具2022/11/132022/11/135 5焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n弧焊电源是电焊机的核心部分，是用来对焊接电弧提供电能的一种专业设备。对它的要求有与一般电源相同之处，例如从经济角度出发，要求结构简单轻巧，制造容易，消耗材料少，节省电能，成本低；从使用角度出发，要求方便、可靠、安性能良好和容易维修。2022/11/132022/11/136 6焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n焊接电源的电气特性和结构方面，还具有不同于一般电力电源的特点。n n主要原因是弧焊电源的负载是电弧，电源的电气性能要求适应电弧负载的特性2022/11/132022/11/137 7焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n弧焊工艺对焊接电源有如下的要求：保证引弧容易保证引弧容易保证电弧稳定保证电弧稳定保证焊接规范稳定保证焊接规范稳定具有足够宽的焊接规范调节范围具有足够宽的焊接规范调节范围2022/11/132022/11/138 8焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n因而焊接电源的电气特性应该考虑如下3各方面：电源外特性电源外特性电源调节性电源调节性电源动特性电源动特性n n此外，对于特殊环境（高原、水下和野外）的适应性。2022/11/132022/11/139 9焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n电源外特性形状的要求电源外特性形状的要求n n电源：对负载提供电能的装置电源：对负载提供电能的装置n n弧焊电源是对焊接电弧提供电能的装置弧焊电源是对焊接电弧提供电能的装置n n电电源源外外特特性性：电电源源内内部部参参数数一一定定的的情情况况下下，改改变变负负载载时时，电电源源输输出出的的电电压压的的稳稳定定值值U Uy y与与输输出出的的电电流流的的稳稳定定值值I Iy y之之间间的的关关系系曲曲线线UUy y=f(I=f(Iy y)称为电源的外特性称为电源的外特性n n直直流流时时，U Uy y和和I Iy y为为平平均均值值，交交流流电电源源则则为为有有效效值。值。2022/11/132022/11/131010焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求2022/11/132022/11/131111焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求平特性恒压特性下降特性2022/11/132022/11/131212焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求2022/11/132022/11/131313焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n满足以上关系表明，电弧静特性必须和电源满足以上关系表明，电弧静特性必须和电源外特性曲线相交外特性曲线相交2022/11/132022/11/131414焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n有外界干扰后，系统必须回到原来的平衡，有外界干扰后，系统必须回到原来的平衡，根据电力学知识，系统平衡时应满足以下根据电力学知识，系统平衡时应满足以下关系式：关系式：n n电弧静特性的斜率必须大于电源外特性在电弧静特性的斜率必须大于电源外特性在工作点的斜率工作点的斜率2022/11/132022/11/131515焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n焊条电弧焊电极尺寸较大，电流密度低，。在电弧稳定燃烧的情况下，负载静特性处于水平段。故也要求电源外特性曲线与电弧静特性曲线相交，即要求焊条电弧焊电源具有下降的外特性。2022/11/132022/11/131616焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n从从电电弧弧稳稳定定性性方方面面考考虑虑，要要求求电电源源外外特性为陡降好一些。特性为陡降好一些。n n主主要要从从弧弧长长变变化化引引起起电电流流变变化化的的角角度度考考虑虑，变变化化越越小小，电弧越稳定。电弧越稳定。2022/11/132022/11/131717焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n陡陡降降特特性性稳稳定定，但但短短路路电电流流小小，不不利利于于引引弧弧，提提出出外外拖拖特特性性焊接电源。焊接电源。2022/11/132022/11/131818焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n电源空载电压的要求保证引弧容易：引弧时，需要焊条或焊丝保证引弧容易：引弧时，需要焊条或焊丝与工件接触，因两者之间往往存在锈污等与工件接触，因两者之间往往存在锈污等杂质，需要高的空载电压击穿接触面，实杂质，需要高的空载电压击穿接触面，实现导通；电离在初始阶段需要高的电场。现导通；电离在初始阶段需要高的电场。保证电弧稳定燃烧：保证电弧稳定燃烧：U U0 0(1.82.25)U(1.82.25)Uf f保证电弧的功率稳定性：保证电弧的功率稳定性：2.5U2.5U0 0/U/Uf f1.571.57经济性：材料多、质量大、效率低经济性：材料多、质量大、效率低保证人身安全。保证人身安全。2022/11/132022/11/131919焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n规则：在保证引弧容易和电弧稳定的条件下，采用尽可能低的空载电压。n n交流弧焊电源：U0=5570Vn n直流弧焊电源：U0=4585Vn n一般规定空载电压不得超过100V，特殊情况下，要超过100V，必须具有自动防触电装置。2022/11/132022/11/132020焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n上述空载电压的范围是针对下降特性的电弧电源而言的。n n某些电源采用平特性进行焊接，如熔化极自动焊、半自动焊，具有更低的空载电压；n n带有引弧、稳弧装置的电源可以有更低的空载电压n n特 殊 场 合，锅 炉、小 容 器，电 压 低（42V），主要为了安全，需要引弧装置2022/11/132022/11/132121焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n对电源调节特性的要求n n被焊金属的材料、坡口及厚度不同，要求有不同的焊接工艺参数。n n手工电弧焊时，由于电流的调节范围不大，所以，即使焊接电压不变，也能保证良好的焊缝成形，所以，焊条电弧焊电源的调节主要指的是调节焊接电流。2022/11/132022/11/132222焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n电流比较小，空载电流比较小，空载电压比较低，调节电压比较低，调节不理想，主要是小不理想，主要是小电流时，空载电压电流时，空载电压低，不易引弧和保低，不易引弧和保证电弧稳定燃烧证电弧稳定燃烧2022/11/132022/11/132323焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n空载电压不变，依空载电压不变，依靠调节陡降程度来靠调节陡降程度来调节电流，效果比调节电流，效果比较好。较好。2022/11/132022/11/132424焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n空载电压随着电流空载电压随着电流的增大而减小。的增大而减小。2022/11/132022/11/132525焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n对焊接电源动特性的要求n n动特性：电弧负载发生变化时，焊接电源输出电压和电流的响应过程。可以用弧焊电源与时间的关系表征，他表明焊接电源对负载的瞬态改变的适应能力。2022/11/132022/11/132626焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求2022/11/132022/11/132727引弧过程：空载短路负载熔滴过渡：负载短路负载焊接过程从一个稳态过渡到另外一个稳态，这就是动特性的实质2022/11/132022/11/132828焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求对焊条电弧焊设备的要求n n动特性好：引弧、重新引燃电弧容易、稳定、飞溅少2022/11/132022/11/132929焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n分类：弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器2022/11/132022/11/133030焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133131焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n作为降压变压器，与普通的电力变压器相比，区别为：为保证电弧引燃并能稳定燃烧和得到陡降的外特性，常用的交流弧焊变压器必须具有较大的漏感，而普通变压器则很小；具有较高的空载电压和较大的电感；外特性可调2022/11/132022/11/133232焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n弧焊变压器分类：串联电抗器式串联电抗器式n n分体式分体式n n同体式同体式增强漏磁式增强漏磁式n n动铁心动铁心n n动绕组动绕组n n抽头式抽头式2022/11/132022/11/133333焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133434焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133535焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133636焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133737焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133838焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/133939焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/134040焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n直流弧焊发电机n n直流弧焊发电机是由一台电动机和一台弧焊发电机组成的机组。n n特点：耗电量大，用材料多，噪音。国家规定停止生产该类焊机。2022/11/132022/11/134141焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/134242焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/134343焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n基本原理是依靠电枢上的导体切割磁极和电枢间隙空间的磁力线而产生电流。n n一般的发电机电枢的电阻比较小，发电机一般是平的外特性。n n焊接需要下降的外特性！增加电路电阻增加电路电阻增加去磁增加去磁2022/11/132022/11/134444焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介 2022/11/132022/11/134545焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n以去磁方式获得外特性分类：裂极式、差复励式和换向极去磁式。2022/11/132022/11/134646焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/134747焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n弧焊整流器硅弧焊整流器硅弧焊整流器晶闸管式弧焊整流器晶闸管式弧焊整流器2022/11/132022/11/134848焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/134949焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介降压获得下降特性整流改善控制动特性2022/11/132022/11/1350502022/11/132022/11/135151焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/135252焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n晶闸管式弧焊整流器晶闸管式弧焊整流器2022/11/132022/11/135353焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n主要特点：动特性好（电磁惯性小）动特性好（电磁惯性小）控制性好（小功率控制大功率）控制性好（小功率控制大功率）节能（空载电压低，无机械损耗）节能（空载电压低，无机械损耗）省材料省材料噪音小噪音小设备复杂设备复杂2022/11/132022/11/135454焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n弧焊逆变器弧焊逆变器2022/11/132022/11/135555焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介n n特点：省料、质量轻、体积小：传统弧焊电源用工频传送省料、质量轻、体积小：传统弧焊电源用工频传送电能，而逆变电机使用几千到几万电能，而逆变电机使用几千到几万HzHz的频率传送的频率传送电能。制作变压器的用料与频率成反比，因而逆变电能。制作变压器的用料与频率成反比，因而逆变电机的重量为普通电机的电机的重量为普通电机的1/51/5到到1/101/10，体积为原来，体积为原来的的1/31/3左右。左右。高效节能：变压器处于开关状态，变压器采用铁损高效节能：变压器处于开关状态，变压器采用铁损小的材料。从而效率高，可达小的材料。从而效率高，可达80-90%80-90%；主电路有；主电路有电容，从而功率因数高，电容，从而功率因数高，2022/11/132022/11/135656焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介改善工艺性能改善工艺性能n n工作频率高，需要的滤波电感小，电磁惯性小，工作频率高，需要的滤波电感小，电磁惯性小，动特性好动特性好n n可以进一步逆变可以进一步逆变2022/11/132022/11/135757焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介常用焊条电弧焊机简介2022/11/132022/11/1358582022/11/132022/11/135959焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-焊条电弧焊所用工具焊条电弧焊所用工具电焊钳300A和500A两种要求绝缘隔热0 45 90角度2022/11/132022/11/136060焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-焊条电弧焊所用工具焊条电弧焊所用工具n n面罩和护目镜面罩和护目镜2022/11/132022/11/136161焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-焊条电弧焊所用工具焊条电弧焊所用工具n n焊条保温筒n n低氢型焊条使用2022/11/132022/11/136262焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-焊条电弧焊所用工具焊条电弧焊所用工具n n坡口尺寸检测器坡口尺寸检测器2022/11/132022/11/136363焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具-焊条电弧焊所用工具焊条电弧焊所用工具n n敲渣锤n n钢丝刷n n气动打渣工具及高速角向砂轮机2022/11/132022/11/136464焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/136565焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/136666焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/136767焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝n n焊缝：从位置分类从位置分类从形式分类（对、角、塞）从形式分类（对、角、塞）2022/11/132022/11/136868焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝n n焊缝符号，主要包括基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸和引出线。n n在GB/T324-1988中有所规定。2022/11/132022/11/136969焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/137070焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/137171焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/137272焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/137373焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择焊条直径2022/11/132022/11/137474焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择2022/11/132022/11/137575焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择n n焊接位置不同，电流不同n n焊条类别不同，电流不同，碱性焊条电流小。2022/11/132022/11/137676焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择2022/11/132022/11/137777焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-接头形式、坡口、焊缝接头形式、坡口、焊缝2022/11/132022/11/137878焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择2022/11/132022/11/137979焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择2022/11/132022/11/138080焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择n n硬规范：大电流，低电压、高焊速2022/11/132022/11/138181焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-基本操作技术基本操作技术2022/11/132022/11/138282焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-基本操作技术基本操作技术n n引弧位置n n引弧板n n高频引弧2022/11/132022/11/138383焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-基本操作技术基本操作技术2022/11/132022/11/138484焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-基本操作技术基本操作技术2022/11/132022/11/138585焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-基本操作技术基本操作技术2022/11/132022/11/138686焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-基本操作技术基本操作技术n n收弧（熄弧）反复收尾反复收尾画圈收尾画圈收尾转移收尾转移收尾n n熄弧板2022/11/132022/11/138787焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊前准备焊前准备2022/11/132022/11/138888焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊前准备焊前准备2022/11/132022/11/138989焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊前准备焊前准备2022/11/132022/11/139090焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊前准备焊前准备2022/11/132022/11/139191焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊前准备焊前准备n n点固处理2022/11/132022/11/139292焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺-焊前准备焊前准备2022/11/132022/11/139393