焊接电弧及手工焊.pptx
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1、第一节第一节 焊接的本质及分类焊接的本质及分类 一、焊接的概念一、焊接的概念 焊接是指通过适当的物理化学过程使两焊接是指通过适当的物理化学过程使两个个分离的固态物体分离的固态物体(工件工件)产生原子间或分子间结合产生原子间或分子间结合力而连接成一体的连接方法。力而连接成一体的连接方法。常用的方法:常用的方法:加热或加压加热或加压,或两者并用或两者并用。1第1页/共75页2二、焊接方法的分类二、焊接方法的分类焊接方法分为三大类:熔焊、压焊和钎焊。焊接方法分为三大类:熔焊、压焊和钎焊。熔焊分为:焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊熔焊分为:焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊 、CO2焊等;焊等;压焊分为:电阻焊、摩
2、擦焊等;压焊分为:电阻焊、摩擦焊等;钎焊分为:火焰钎焊、炉中钎焊等;钎焊分为:火焰钎焊、炉中钎焊等;第2页/共75页第二节第二节 焊接电弧焊接电弧 一、焊接电弧的产生一、焊接电弧的产生 电弧是一种气体放电现象,它是带电粒电弧是一种气体放电现象,它是带电粒子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。子通过两电极之间气体空间的一种导电过程。气体导电必须具备两个条件:气体导电必须具备两个条件:两电极之间有带电粒子;两电极之间有带电粒子;两电极之间有电场。两电极之间有电场。带电粒子在电场作用下运动形成电流,带电粒子在电场作用下运动形成电流,从而使两电极之间的气体空间成为导体,也就形成从而使两电极之间的气体
3、空间成为导体,也就形成了电弧。了电弧。3第3页/共75页4第4页/共75页二、电弧的构成二、电弧的构成 焊接电弧分为三个区焊接电弧分为三个区:阴极区、阳极区和阴极区、阳极区和弧柱弧柱区。区。各区温度分布情况如下:1.弧柱区的温度最高弧柱区的温度最高,但热量大部分通过对流的形,但热量大部分通过对流的形 式流失了式流失了2.2.阴极区的热量用于对阴极加热,这部分热量可用阴极区的热量用于对阴极加热,这部分热量可用 于加热填充材料或工件于加热填充材料或工件 3.阳极区的热量主要用于加热工件和焊材,阳极和阳极区的热量主要用于加热工件和焊材,阳极和 阴极相比,阴极相比,阳极产热量相对较高阳极产热量相对较高
4、5第5页/共75页三、电弧的温度分布三、电弧的温度分布6第6页/共75页第三节第三节 焊丝的熔化与熔滴过焊丝的熔化与熔滴过渡渡 一、焊丝的熔化一、焊丝的熔化 电弧焊时,用于电弧焊时,用于加热、加热、熔化焊丝的热源是熔化焊丝的热源是电弧电弧热和电阻热热和电阻热。7第7页/共75页二、熔滴过渡的主要形式及特点二、熔滴过渡的主要形式及特点 熔化极电弧焊时,熔滴的过渡形式主要有:熔化极电弧焊时,熔滴的过渡形式主要有:接触过渡、自由过渡及渣壁过渡接触过渡、自由过渡及渣壁过渡。各种形式又有划分:各种形式又有划分:1接触过渡又分为接触过渡又分为:短路过渡短路过渡(主要用于碱性焊条(主要用于碱性焊条 电弧焊及
5、细丝气体保护电弧焊)、电弧焊及细丝气体保护电弧焊)、搭桥过渡搭桥过渡(用(用 于非熔化极气体保护焊);于非熔化极气体保护焊);8第8页/共75页2自由过渡自由过渡又分为:又分为:滴状过渡滴状过渡(弧压高,分为粗(弧压高,分为粗 滴和细滴过渡,粗滴过渡飞溅大,细滴过渡适滴和细滴过渡,粗滴过渡飞溅大,细滴过渡适 于于CO2气体保护焊接和酸性焊条焊接和铝合金气体保护焊接和酸性焊条焊接和铝合金 熔化极氩弧焊或大电流焊接或活性气体保护焊熔化极氩弧焊或大电流焊接或活性气体保护焊 中)、中)、喷射过渡喷射过渡(适于氩气或富氩气体焊接厚(适于氩气或富氩气体焊接厚 板);板);3.3.渣壁过渡渣壁过渡出现在焊条
6、电弧焊和埋弧焊中。出现在焊条电弧焊和埋弧焊中。9第9页/共75页第二章 焊条电弧焊10第10页/共75页第一节第一节 焊条电弧焊的原理及特点焊条电弧焊的原理及特点一、焊条电弧焊的特点一、焊条电弧焊的特点操作灵活;操作灵活;对接头的装配要求较低;对接头的装配要求较低;可焊材料广;可焊材料广;生产率低、劳动强度大;生产率低、劳动强度大;焊接质量对焊工的依赖性强;焊接质量对焊工的依赖性强;11第11页/共75页二二.焊条电弧焊接过程焊条电弧焊接过程12第12页/共75页第二节第二节 焊条电弧焊的焊接材料焊条电弧焊的焊接材料 一、焊条一、焊条 焊条是由焊条是由焊芯与药皮焊芯与药皮两部分组成。两部分组成
7、。焊焊 条直径共有条直径共有1.6mm-8mm八种规格;焊条八种规格;焊条 长度长度200-600mm之间。之间。常用的是常用的是3.2mm、4mm、5mm三三 种;长度分别为种;长度分别为350mm、400mm、450mm。13第13页/共75页焊条结构示意图焊条结构示意图14第14页/共75页15二、焊条的分类、型号及牌号二、焊条的分类、型号及牌号1、焊条的型号及牌号、焊条的型号及牌号(以碳钢焊条为例)型号:E 50 1 5(J507)表示焊条药皮为低氢型,适用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊接(0、1全位置;2平焊及平角焊;4立向下焊)表示熔敷金属的抗拉强度最小值为 50kgf/mm
8、2(490MPa)表示焊条第15页/共75页按主要成份划分的药皮类型:按主要成份划分的药皮类型:药皮类型药皮主要成份(质量分数)钛型氧化钛35%钛钙型氧化钛30%以上,碳酸盐20%以下钛铁矿型钛铁矿30%氧化铁型多量氧化铁和较多锰铁脱氧剂纤维素型有机物15%低氢型含钙、镁的碳酸盐和相当量的萤石石墨型多量石墨盐基型氯盐和氟盐16第16页/共75页2、焊条的分类、焊条的分类 生产中常用碳钢焊条有钛钙型与低氢型两种。生产中常用碳钢焊条有钛钙型与低氢型两种。(1)钛钙型焊条)钛钙型焊条(E4303 E5003)又称为酸性焊条。又称为酸性焊条。特点:特点:电弧稳定、可交直流两用;脱渣容电弧稳定、可交直流
9、两用;脱渣容易,易,飞溅少,有害气体少,适用于全位置焊。力学性能飞溅少,有害气体少,适用于全位置焊。力学性能和抗裂能力较差。和抗裂能力较差。用前用前1502001-2h烘干。烘干。17第17页/共75页(2)低氢型焊条)低氢型焊条(E5015 E5016)又称为碱性焊条。又称为碱性焊条。特点:特点:焊缝的力学性能及抗裂能力均优于焊缝的力学性能及抗裂能力均优于酸酸性焊条;但工艺性能较差,必须用直流电源;飞溅性焊条;但工艺性能较差,必须用直流电源;飞溅大,脱渣难。大,脱渣难。用前用前3004001-2h烘干。烘干。18第18页/共75页3、焊条的选用原则、焊条的选用原则考虑工件的物理、力学性能和化
10、学成分。考虑工件的物理、力学性能和化学成分。考虑工件的工作条件和使用性能。考虑工件的工作条件和使用性能。考虑改善焊接工艺。考虑改善焊接工艺。考虑经济性。考虑经济性。考虑效率。考虑效率。考虑工件的复杂程度、刚度大小、焊接坡考虑工件的复杂程度、刚度大小、焊接坡 口制备和焊接部位等。口制备和焊接部位等。19第19页/共75页第三节第三节 焊缝形式与焊缝分类焊缝形式与焊缝分类一、接头形式一、接头形式 焊条电弧焊用于结构工程的连接形焊条电弧焊用于结构工程的连接形 式是复杂多样的。式是复杂多样的。按零部件的特征分为板状连接、按零部件的特征分为板状连接、管状连接、管板连接三种;管状连接、管板连接三种;按施焊
11、位置分为平按施焊位置分为平焊、立焊、横焊、立焊、横 焊和仰焊焊和仰焊四种;四种;20第20页/共75页焊工位置21第21页/共75页二、坡口二、坡口 坡口是根据设计或工艺需要,在工坡口是根据设计或工艺需要,在工件待件待焊部位加工成一定的几何形状并经装配后构焊部位加工成一定的几何形状并经装配后构成的沟槽。成的沟槽。开坡口的目的:开坡口的目的:保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透;保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透;获得良好的焊缝成形以及便于清渣;获得良好的焊缝成形以及便于清渣;调节焊缝金属的化学成份;调节焊缝金属的化学成份;22第22页/共75页 坡口的形式主要有以下几种:坡口的形式主要有以下几种:I
12、 I形坡口、形坡口、V V形坡口、形坡口、X X形坡口、形坡口、U U形坡口、双形坡口、双U U形坡口、形坡口、K K形坡口、形坡口、Y Y形坡口等形坡口等。23第23页/共75页24第24页/共75页第四节第四节 焊条电弧焊工艺参数及选择焊条电弧焊工艺参数及选择 焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括:焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括:焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。电源种类和极性、焊接层数等。25第25页/共75页一、焊条直径一、焊条直径 焊条直径是指焊条直径是指焊芯直径焊芯直径。它是保证。它是保证焊接焊接质量和效率的重
13、要因素。质量和效率的重要因素。焊条直径一般根据焊条直径一般根据工件厚度选择。工件厚度选择。同时还要考虑接头形式、施同时还要考虑接头形式、施焊位置和焊接层数,对于重要结构还要考虑焊位置和焊接层数,对于重要结构还要考虑焊接热输入的要求,在一般情况下,焊条直焊接热输入的要求,在一般情况下,焊条直径与工件厚度之间关系的参考数据,如下表径与工件厚度之间关系的参考数据,如下表所示。所示。26第26页/共75页焊条直径与工件厚度之间的关系如下焊条直径与工件厚度之间的关系如下:焊件厚度/mm234-56-1213焊条直径/mm23.23.2-44-54-627第27页/共75页二、焊接设备电源种类和极性的选择
14、二、焊接设备电源种类和极性的选择 用交流电焊接时,电弧稳定性差。用交流电焊接时,电弧稳定性差。采用直流电焊接,电弧稳定、柔顺、采用直流电焊接,电弧稳定、柔顺、飞飞溅少。但电弧磁偏吹较交流严重。溅少。但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差,必须采用直低氢型焊条稳弧性差,必须采用直流弧流弧焊电源。焊电源。用小电流焊接薄板时,也常用直流弧用小电流焊接薄板时,也常用直流弧焊电焊电源,因为引弧比较容易,电弧比较稳定。源,因为引弧比较容易,电弧比较稳定。28第28页/共75页29第29页/共75页 低氢型焊条用直流电焊接时,一般低氢型焊条用直流电焊接时,一般要用要用反接反接,因为,因为反接的电弧比正接
15、稳定反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时,焊接电流小,电弧不稳,因焊接薄板时,焊接电流小,电弧不稳,因此焊接薄板时,不论用碱性焊条还是用酸此焊接薄板时,不论用碱性焊条还是用酸性焊条,都选用直流反接。性焊条,都选用直流反接。30第30页/共75页表:焊接电流和焊条直径的关系表:焊接电流和焊条直径的关系焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A25-4040-6550-80100-130160-210200-270260-30031三、焊接电流的选择三、焊接电流的选择 选择焊接电流时,应根据焊条类选择焊接电流时,应根据焊条类型、焊型、焊条直径、工件厚度、接头型式、焊接位置和条直径、工件厚
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