[精选]手工电弧焊技术理论讲义.pptx
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1、手工电弧焊技术手工电弧焊技术 焊接焊接所谓焊接，就是把两种相同或不相所谓焊接，就是把两种相同或不相同的材料，利用原子间的联系及质同的材料，利用原子间的联系及质点的扩散作用原理点的扩散作用原理，经过加热、，经过加热、加压或加热的同时加压，这样就可加压或加热的同时加压，这样就可以形成永久性连接的方法。以形成永久性连接的方法。手工电弧焊的优点手工电弧焊的优点 工艺灵活，适应性强，适用于碳钢，低合金钢，工艺灵活，适应性强，适用于碳钢，低合金钢，耐热钢，不锈钢等各种材料个平焊，立焊，横耐热钢，不锈钢等各种材料个平焊，立焊，横焊，仰焊等各种位置以及不同厚度，结构形状的焊，仰焊等各种位置以及不同厚度，结构形
2、状的焊接。它是熔化焊中最通用的一种焊接方法。焊接。它是熔化焊中最通用的一种焊接方法。焊缝质量好，与气焊及埋弧焊相比，焊条电弧焊缝质量好，与气焊及埋弧焊相比，焊条电弧焊的金相组织细，热影响区小，接头型好。焊的金相组织细，热影响区小，接头型好。易于调整，易于通过工艺调整如对称焊等易于调整，易于通过工艺调整如对称焊等来控制变形和改善应力。来控制变形和改善应力。简单方便，设备简单，操作方便。简单方便，设备简单，操作方便。手工电弧焊的缺点要求焊工操作技术高，焊工操作技术和经验直要求焊工操作技术高，焊工操作技术和经验直接影响产品质量的好坏。接影响产品质量的好坏。劳动条件差，焊工在操作时必须手脑并用，精劳动
3、条件差，焊工在操作时必须手脑并用，精神高度集中，而且还要受到高温烘烤及有毒，烟神高度集中，而且还要受到高温烘烤及有毒，烟尘，光辐射和金属蒸汽的危害。尘，光辐射和金属蒸汽的危害。生产率低，受焊工体质的影响，焊接工艺参数生产率低，受焊工体质的影响，焊接工艺参数选择范围较小，故生产率低。选择范围较小，故生产率低。第二节 手工电弧焊的电弧手工电弧焊的电弧应用范围广，在造船，铁路，锅炉应用范围广，在造船，铁路，锅炉及压力容器，机械制造，建筑结构及压力容器，机械制造，建筑结构化工设备以及航空，航天等制造维修化工设备以及航空，航天等制造维修中都广泛使用焊条电弧焊。中都广泛使用焊条电弧焊。二，焊接电弧二，焊接
4、电弧正负两个电极间的放电现象称为电弧，它是一种正负两个电极间的放电现象称为电弧，它是一种空气导电现象。但是一般的电弧由于存在时间短空气导电现象。但是一般的电弧由于存在时间短而无法用来焊接。而无法用来焊接。而焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电而焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极与母材间，在气体介质中产生的强烈压的两电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。它具有两个特而持久的放电现象称为焊接电弧。它具有两个特性，即能放出强列的光和大量的热。焊接就是利性，即能放出强列的光和大量的热。焊接就是利用产生的热量作为热源，用来熔化母材和填充金用产生的热量作为热
5、源，用来熔化母材和填充金属。属。焊接电弧的产生焊接电弧的产生由阴极发出的电子在电场的作用下快速的向阳由阴极发出的电子在电场的作用下快速的向阳极运动，在运动中与中性气体粒子相撞，并使其极运动，在运动中与中性气体粒子相撞，并使其电离，别离成电子和正离子，电子被阳极吸收，电离，别离成电子和正离子，电子被阳极吸收，而正离子向阴极运动，形成电弧的放电现象。而正离子向阴极运动，形成电弧的放电现象。焊接电弧的组成焊接电弧的组成 焊接电弧由阴极区，弧住区和阳极区三局部组成，其构造如图 1-所示。1阴极区，电弧仅靠负电极的区域阴极区，电弧仅靠负电极的区域为阴极区。阴极区很窄电场强度很为阴极区。阴极区很窄电场强度
6、很大。在阴极区的阴极外表有一个明大。在阴极区的阴极外表有一个明亮的斑点，称为阴极斑点。因此，亮的斑点，称为阴极斑点。因此，阴极斑点是一次电子发射的发源地阴极斑点是一次电子发射的发源地电流密度很大，也是阴极区温度最电流密度很大，也是阴极区温度最高的地方。高的地方。2 阳极区，电弧紧靠正电极的区域阳极区，电弧紧靠正电极的区域为阳极区。阳极区比阴极区宽但也为阳极区。阳极区比阴极区宽但也只有只有10-3 10-4cm。在阳极得外。在阳极得外表也有一个明亮的斑点，称为阳极表也有一个明亮的斑点，称为阳极斑点。是集中接收电子的微小区域斑点。是集中接收电子的微小区域阳极区电场强度比阴极区小得多。阳极区电场强度
7、比阴极区小得多。3 弧柱区，在阴极区和阳极区弧柱区，在阴极区和阳极区之间的区域称为弧住区。弧柱之间的区域称为弧住区。弧柱的长度就可以认为是电弧的长的长度就可以认为是电弧的长度。在弧柱区充满了电子，正度。在弧柱区充满了电子，正离子，负离子和中性的气体分离子，负离子和中性的气体分子和原子，并拌随剧烈的电离子和原子，并拌随剧烈的电离反响。反响。阴阴极极区区和和阳阳极极区区温温度度 焊接电弧静特性焊接电弧静特性 在电极材料、气体介质在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变接电流与电弧电压变化的关系，称为焊接化的关系，称为焊接电弧
8、的静特性。电弧的静特性。整个静特性曲线可分为整个静特性曲线可分为下降段、水平段和上下降段、水平段和上升段三局部升段三局部。焊机电流的偏吹焊机电流的偏吹 使电弧中心偏离电极轴线的使电弧中心偏离电极轴线的现象称为电弧的偏吹。电弧现象称为电弧的偏吹。电弧偏吹使电弧然烧不稳定，影偏吹使电弧然烧不稳定，影响焊缝成型和焊接质量。造响焊缝成型和焊接质量。造成电弧偏吹的原因很多，主成电弧偏吹的原因很多，主要有以下几种。要有以下几种。1焊条药皮偏心引起的偏吹，焊条药皮偏心引起的偏吹，原因由；原因由；焊条因制造工艺不当产生偏心，焊条因制造工艺不当产生偏心，在焊接时，电弧燃烧后药皮融在焊接时，电弧燃烧后药皮融化不均
9、，电弧将偏向药皮薄的化不均，电弧将偏向药皮薄的一则形成偏吹，所以为防止电一则形成偏吹，所以为防止电弧偏吹，焊条的偏心度应符合弧偏吹，焊条的偏心度应符合国家标准的规定国家标准的规定 2磁偏吹，进行直流电弧焊磁偏吹，进行直流电弧焊时时，电弧因受到焊接回路所，电弧因受到焊接回路所产生的电磁力的作用而产生产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。的电弧偏吹称为磁偏吹。造成电弧产生磁偏吹的主造成电弧产生磁偏吹的主要原因；要原因；1焊条药皮偏心引起的焊条药皮偏心引起的偏吹，原因由；偏吹，原因由；焊条因制造工艺、在焊焊条因制造工艺、在焊接时，电弧燃烧后药皮接时，电弧燃烧后药皮融化不均、电弧将偏向融化不均
10、、电弧将偏向药皮薄的一侧形成偏吹，药皮薄的一侧形成偏吹，所以为防止电弧偏吹所以为防止电弧偏吹 焊条药皮偏心引起的偏吹焊条药皮偏心引起的偏吹 磁偏吹磁偏吹2磁偏吹，磁偏吹，进行直进行直 流电弧焊时，电弧流电弧焊时，电弧因受到焊接回路所因受到焊接回路所产生的电磁力的作产生的电磁力的作用而产生的电弧偏用而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。吹称为磁偏吹。铁礠物质引起偏吹铁礠物质引起偏吹 第三节 焊接电源种类和极性焊接电源种类和极性 进行焊条电弧焊时，采用的电源进行焊条电弧焊时，采用的电源有交流和直流两大类，根据焊条的有交流和直流两大类，根据焊条的性质进行选择性质进行选择。1、焊接电源的选择、焊接电源的选择 通
11、常，酸性焊条可采用通常，酸性焊条可采用交流、直流两种电源，一般优先选用交流电交流、直流两种电源，一般优先选用交流电源。碱性焊条由于电弧稳定性差，所以必须源。碱性焊条由于电弧稳定性差，所以必须使用直流电源，但对药皮中含有较多稳弧剂使用直流电源，但对药皮中含有较多稳弧剂的碱性焊条如：低氢钾型，也可使用交的碱性焊条如：低氢钾型，也可使用交流电源，此时电源的空载电压应较高些。流电源，此时电源的空载电压应较高些。2、极性的选择、极性的选择 在采用直流电源时，焊件与在采用直流电源时，焊件与电源输出端电源输出端 正，负极的接法，叫极性。正，负极的接法，叫极性。当焊件接电源正极当焊件接电源正极，焊条接电源负极
12、时，焊条接电源负极时的焊接叫正接，也称正极性。的焊接叫正接，也称正极性。当焊件接电源负极，焊条接电源正极时当焊件接电源负极，焊条接电源正极时的接法叫反接，也称反极性。的接法叫反接，也称反极性。1碱性焊条常采用反接，碱性焊条常采用反接，采用正接时，电弧燃烧不稳采用正接时，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大。定，飞溅严重，噪声大。而采用反接时，电弧燃定，而采用反接时，电弧燃定，飞溅很小声音也较平静均匀。飞溅很小声音也较平静均匀。2酸性焊条如果使用直流酸性焊条如果使用直流电源时，通常采用正接。因为电源时，通常采用正接。因为阳极局部的温度高于阴极阳极局部的温度高于阴极 局部。局部。所以用正接可以得到较大
13、的熔所以用正接可以得到较大的熔深。深。反接法反接法直流焊直流焊机机直流焊直流焊机机+焊焊条条工件工件焊焊条条工件工件+正接正接法法 焊条直径与焊件厚度的关系 焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度，所焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度，所处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层次等因素。次等因素。对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度越对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度越大，焊条直径越大，见表大，焊条直径越大，见表1-2。焊件厚度焊件厚度 4 4 12 12 焊条直径 2.5 3.2 3.2 4 4各种焊条直径使用电流参考值各种焊条直径使用电流参考值 焊条直焊条
14、直径径 mm1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 焊接电焊接电流流 A254040655080100至130160至210200至270260至300 焊条直径越粗，焊接电流越大，每种焊条直径越粗，焊接电流越大，每种直径的焊条都有一个最适宜的电流范围直径的焊条都有一个最适宜的电流范围 见表见表1-3 第四节 焊条的组成及分类焊条的组成及分类 焊条电弧焊中使用的涂有药皮的熔化电极焊条电弧焊中使用的涂有药皮的熔化电极称为焊条。它是由焊芯，和药皮两个局部称为焊条。它是由焊芯，和药皮两个局部组成。组成。焊芯焊芯 焊芯是焊芯是 焊接用焊接用 专用的金属丝，是组成焊专用的金属丝，是组成焊
15、缝金属的主要材料。焊接时焊芯的主要作缝金属的主要材料。焊接时焊芯的主要作用：一是作为一个电极起传导电流和引燃用：一是作为一个电极起传导电流和引燃电弧的作用。二是熔化后作为填充金属与电弧的作用。二是熔化后作为填充金属与熔化后的母材一起形成焊缝。熔化后的母材一起形成焊缝。焊条的直径用焊芯的直径表焊条的直径用焊芯的直径表示，焊条直径的规格有示，焊条直径的规格有1.6、2.5、3.2、4、5、6毫米几种，长度毫米几种，长度200-550毫毫米不等。而我们实习用焊条米不等。而我们实习用焊条直径为直径为3.2毫米，长度为毫米，长度为350毫米。毫米。药皮的作用药皮的作用容易引弧，保证电弧稳定，容易引弧，保
16、证电弧稳定，在焊接过程中飞溅小。在焊接过程中飞溅小。2 2药皮熔化速度应慢于焊药皮熔化速度应慢于焊芯熔化速度，以造成喇叭状芯熔化速度，以造成喇叭状的套简套筒长度应小于焊的套简套筒长度应小于焊芯直径，有利于熔滴过渡芯直径，有利于熔滴过渡和造成保护气氛；和造成保护气氛；3熔渣的比重应小于熔化金熔渣的比重应小于熔化金属的比重，凝固温度也应稍低属的比重，凝固温度也应稍低于金属凝固温度，渣壳应易脱于金属凝固温度，渣壳应易脱掉掉4具有掺合金和冶金处理作具有掺合金和冶金处理作用用5适应各种位置的焊接碳钢适应各种位置的焊接碳钢焊条焊条 第五节 焊条的分类焊条的分类1 1根据焊条药皮的性质不同，焊条可根据焊条药
17、皮的性质不同，焊条可 以分为酸性焊条和碱性焊条两大类以分为酸性焊条和碱性焊条两大类 2 2按焊条的用途不同，焊条可分为结构按焊条的用途不同，焊条可分为结构 钢焊条、不锈钢焊条钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、耐、铸铁焊条、耐热钢焊条、低温焊条、堆焊焊条、铜热钢焊条、低温焊条、堆焊焊条、铜和铜合金、镍和镍合金、铝及铝合金和铜合金、镍和镍合金、铝及铝合金焊条等，其中结构钢焊条应用最广。焊条等，其中结构钢焊条应用最广。酸性焊条的优点酸性焊条的优点 具有优越的焊接工艺性能，具有优越的焊接工艺性能，易引弧、电弧稳、焊接舒适、易引弧、电弧稳、焊接舒适、易脱渣、焊波成形美观、熔易脱渣、焊波成形美观、熔敷效率高、
18、适应范围广等敷效率高、适应范围广等。酸性焊条：结J422 E4303 碱性焊条：结 J507E5015 J 506E5016 第六节 碳钢焊条的选用型号型号 E4303 牌号牌号 J420g J表示结构钢表示结构钢g表示锅炉钢表示锅炉钢 药皮类型药皮类型 特殊型特殊型电源种类电源种类 交流或直流交流或直流主要用途：主要用途：焊接一般低碳结构钢，特别适合火力发焊接一般低碳结构钢，特别适合火力发电站碳钢管道的全位置焊接。电站碳钢管道的全位置焊接。平平 立立 仰仰 横横 型号型号 E4303 牌号牌号 J422药皮类型药皮类型 钛钙型钛钙型电源种类电源种类 交流或直流交流或直流主要用途主要用途:焊接
19、较重要的低碳钢结构和同等强度的焊接较重要的低碳钢结构和同等强度的普通低碳钢普通低碳钢 焊接位焊接位 置：置：全位置焊接全位置焊接 平平 立立 仰仰 横横 型号型号 E4314牌号牌号 J422Fe药皮类型药皮类型 铁粉钛钙型铁粉钛钙型电源种类电源种类 交流或直流交流或直流主要用途：主要用途：焊接较重要的低碳钢结构的高效率焊条焊接较重要的低碳钢结构的高效率焊条焊接位置：全位置焊接焊接位置：全位置焊接 平平 立立 仰仰 横横型号型号 E4320牌号牌号 J424药皮类型药皮类型 氧化铁型氧化铁型电源种类电源种类 交流或直流正接交流或直流正接主要用途：主要用途：焊接较重要低碳钢结构焊接较重要低碳钢结
20、构焊接位置：焊接位置：平平 平角焊平角焊 钢的牌号由代表屈服强度的字母，屈服强度值，质量等级钢的牌号由代表屈服强度的字母，屈服强度值，质量等级符号，脱氧方法符号等四局部符号，脱氧方法符号等四局部 符号的规定为：符号的规定为：Q-钢材屈服点钢材屈服点 屈服强度屈服强度“屈拼屈拼音音首位字母；首位字母；A、B、C、D-分别为质量等级分别为质量等级 例如例如 Q235-A.F 碳素钢的编号碳素钢的编号沸腾钢沸腾钢质量等级为质量等级为A级级钢的屈服强度钢的屈服强度为为235MPa表示屈服点表示屈服点 焊条直径与焊件厚度的关系P31焊件厚度焊件厚度 4 4 12 12焊条直径 2.5 3.2 3,2 4
21、 4各种焊条直径使用电流参考值各种焊条直径使用电流参考值 焊条直焊条直径径 mm1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 焊接电焊接电流流 A254040655080100至130160至210200至270260至300 低碳钢平焊位单面焊双面成型低碳钢平焊位单面焊双面成型 焊接工艺参数焊接工艺参数P35 焊接层次焊接层次 焊条直径焊条直径mm 焊接电流焊接电流A 打底层打底层 3.2 110 120 填充层填充层1 3.2 130 140 填充层填充层2 4.0 170 185 盖面层盖面层 4.0 160 170第七节第七节 焊接方法及运条焊接方法及运条 P33 电弧引燃后
22、，就开始正常的焊接过电弧引燃后，就开始正常的焊接过程，为获得良好的焊缝成形，焊条不程，为获得良好的焊缝成形，焊条不断的运动，焊条的运动称为运条。运断的运动，焊条的运动称为运条。运条是电焊工工操作技术水平的具体表条是电焊工工操作技术水平的具体表现，焊缝质量的优劣，焊缝成形的好现，焊缝质量的优劣，焊缝成形的好坏，主要由运条来决定。坏，主要由运条来决定。运条由六个基本运动合成运条由六个基本运动合成1直线云条法直线云条法 焊接时，焊条不作焊接时，焊条不作横向摆动，沿焊接方向作直线型运动。横向摆动，沿焊接方向作直线型运动。2直线往返运条法直线往返运条法 焊接时焊条末端焊接时焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线
23、运动，如沿焊缝的纵向作来回直线运动，如1-4 1-4 直线往返运条直线往返运条 3锯齿形云条法锯齿形云条法 焊接时，焊条末端作焊接时，焊条末端作据据齿形连续摆动及向前移动，并在两边稍停片齿形连续摆动及向前移动，并在两边稍停片刻，摆动的目的是为了控制熔化金属的流刻，摆动的目的是为了控制熔化金属的流动和得到必要的焊缝宽度，以获得较好的动和得到必要的焊缝宽度，以获得较好的焊缝成形。如图焊缝成形。如图 1-51-5 锯齿形运条法锯齿形运条法 P334月牙形运条法月牙形运条法 焊接时，焊条末端沿焊接时，焊条末端沿焊接方向作月牙形的左右摆动。焊接方向作月牙形的左右摆动。如图如图1-61-6 月牙形运条法月
24、牙形运条法 正三角形运条方法正三角形运条方法斜三角形运条方法斜三角形运条方法5三角形运条三角形运条 焊接时，焊条末端作连焊接时，焊条末端作连续的三角形运动，并不断向前移动。续的三角形运动，并不断向前移动。按摆动方式的不同，这种运条方法又可按摆动方式的不同，这种运条方法又可分为斜三角形和正三角形两种分为斜三角形和正三角形两种 如图如图1-7 6圆圈圆圈 形运条法形运条法 焊接时，焊条焊接时，焊条末端作圆圈形运动并不断前移，如末端作圆圈形运动并不断前移，如图图1-8 1-9划圈收弧法划圈收弧法收弧收弧时不仅是熄灭电弧，还要将弧坑填满。收弧时不仅是熄灭电弧，还要将弧坑填满。收弧一般有以下三种方法：收
25、弧一般有以下三种方法：1划圈收弧法划圈收弧法 焊条焊至焊缝终点时焊条焊至焊缝终点时作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧如图如图1-9所示。此法适用于厚板收弧，所示。此法适用于厚板收弧，用于薄扳则有烧穿的危险。用于薄扳则有烧穿的危险。2反复断弧收弧法反复断弧收弧法 焊条焊至焊缝终点焊条焊至焊缝终点时，在弧坑上做数次反复熄弧引弧时，在弧坑上做数次反复熄弧引弧直到填满弧坑为止，如图直到填满弧坑为止，如图2-1所示。所示。此法适用于薄扳和大电流焊接。碱性焊条不此法适用于薄扳和大电流焊接。碱性焊条不宜使用此法，否则易产生气孔。宜使用此法，否则易产生气孔。2-1反复断弧收尾
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