焊接的意義、應(yīng)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(shù),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,焊接技術(shù)越來越受到各行各業(yè)的密切關(guān)注,廣泛應(yīng)用于機構(gòu)、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(yīng)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(xué)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(fù)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(yīng)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(yīng)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(fù)斷弧法。焊條移至焊道終點時,在弧坑處反復(fù)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(yīng)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(gòu)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(yīng)力。 (4) 設(shè)備簡單,操作簡單。 2、 缺點 (1) 對焊工要求高,焊工的操作技術(shù)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(yīng)用范圍 在造船、鍋爐及壓力容器、機械制造、建筑結(jié)構(gòu)、化工設(shè)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(gòu)選用酸性焊條,重要結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。