焊接方法与设备概述.pptx
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1、焊接方法与设备2023/6/2 2023/6/2 1 1第二章 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。2023/6/2 2023/6/2 2 2 杨建国 杨建国第二章 焊条电弧焊-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
2、 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 开 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。2023/6/2
3、2023/6/2 3 3 杨建国 杨建国第二章 焊条电弧焊-焊条电弧焊的原理及特点焊条电弧焊的特点2023/6/2 2023/6/2 4 4 杨建国 杨建国第二章 焊条电弧焊-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2023/6/2 2023/6/2 5 5 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求n n 弧焊电源是电焊机的核心局部，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
4、、安性能良好和容易维修。2023/6/2 2023/6/2 6 6 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6/2 2023/6/2 7 7 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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标准稳定保证焊接标准稳定具有足够宽的焊接标准调节范围具有足够宽的焊接标准调节范围2023/6/2 2023/6/2 8 8 杨建国
5、 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 9 9 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
6、电源源输输出出的的电电压压的的稳稳定定值值UUyy与与输输出出的的电电流流的的稳稳定定值值IIyy之之间间的的关关系系曲曲线线UUyy=f=fIIyy称为电源的外特性称为电源的外特性n n直直流流时时，UUyy和和IIyy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。2023/6/2 2023/6/2 10 10 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求2023/6/2 2023/6/2 11 11 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求平特性恒压特性下降特性2023/6/2 2023/6/2 12 12 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对
7、焊条电弧焊设备的要求2023/6/2 2023/6/2 13 13 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求n n满足以上关系说明，电弧静特性必须和电源满足以上关系说明，电弧静特性必须和电源外特性曲线相交外特性曲线相交2023/6/2 2023/6/2 14 14 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
8、率工作点的斜率2023/6/2 2023/6/2 15 15 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 16 16 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
9、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。2023/6/2 2023/6/2 17 17 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 18 18 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
10、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：UU001.82.251.82.25UUff保证电弧的功率稳定性：保证电弧的功率稳定性：2.5U2.5U00/U/Uff1.571.57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。2023/6/2 2023/6/2 19 19 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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，
11、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。2023/6/2 2023/6/2 20 20 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
12、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2023/6/2 2023/6/2 21 21 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 22 22 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
13、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2023/6/2 2023/6/2 23 23 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 24 24 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 25 25 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具
14、-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，他说明焊接电源对负载的瞬态改变的适应能力。2023/6/2 2023/6/2 26 26 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求2023/6/2 2023/6/2 27 27 杨建国 杨建国引弧过程：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2023/6/2 2023/6/2 28 28 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-对焊条电弧焊设备的要求n n 动特性好：引
15、弧、重新引燃电弧容易、稳定、飞溅少2023/6/2 2023/6/2 29 29 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6/2 2023/6/2 30 30 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 31 31 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
16、调2023/6/2 2023/6/2 32 32 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6/2 2023/6/2 33 33 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 34 34 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 35 35 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介20
17、23/6/2 2023/6/2 36 36 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 37 37 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 38 38 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 39 39 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 40 40 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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
18、。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。2023/6/2 2023/6/2 41 41 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 42 42 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 43 43 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6
19、/2 2023/6/2 44 44 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介 2023/6/2 2023/6/2 45 45 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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。2023/6/2 2023/6/2 46 46 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 47 47 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6/2 2023/6/2 48 48 杨
20、建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 49 49 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6/2 2023/6/2 50 50 杨建国 杨建国2023/6/2 2023/6/2 51 51 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧焊机简介2023/6/2 2023/6/2 52 52 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-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2023/6/2 2023/6/2 53 53 杨建国 杨建国焊条电弧焊设备及工具-常用焊条电弧
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