焊条电弧焊技术的特点与发展.doc

焊条电弧焊技术的特点与发展 姓名：龙金 学号：0741126065摘要：本文简要介绍我国焊条电弧焊焊条及焊条的选用，焊接技术的发展特点。重点论述了焊接电弧的产生和焊接材料的发展趋势。概况与现状以及与国外的差距。关键词：焊接电弧 阴极区 阳极区 弧柱区 焊条 原则 趋势 特点。前言：焊接技术是现代工业生产中不可缺少的先进制造技术。随着科学技术的发展，焊接技术越来越受到各行各业的密切关注，并广泛应用于机械、冶金、建筑、桥梁、船舶、汽车、电力、电子、锅炉和压力容器、航空航天、军工和军事装备等产业部门。特别是焊条电弧焊技术，由于使用上非常灵活，无论是在焊接车间内，还是在野外施工现场，应用都非常普遍。一、焊接电弧 焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。当焊条的一端与焊件接触时，造成短路，产生高温，使相接触的金属很快熔化并产生金属蒸汽。当焊条迅速提起2-4mm时，在电场的作用下，阴极表面开始产生电子发射。这些电子在向阳级高速运动的过程中，与气体分子、金属蒸汽中的原子相互碰撞，造成介质和金属的电离，由电离产生的自由电子和负离子奔向阳极，正离子则奔向阴极。在它们运动过程中和到达两极时不断碰撞和复合，使动能变为热能，产生了大量的光和热。其宏观表现是强烈而持久的放电现象，即电弧。 焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。 1）阴极区：在阴极的端部，是向外发射电子的部分。发射电子需消耗一定的能量，因此阴极区产生的热量不多，放出热量占电弧总热量的36%左右。 2）阳极区：在阳极的端部，是接收电子的部分。由于阳极受电子轰击和吸入电子，获得很大能量，因此阳极区的温度和放出的热量比阴极高些，约占电弧总热量的43%左右。 3）弧柱区：位于阳极区和阴极区之间的气体空间区域，长度相当于整个电弧长度。它由电子、正负离子组成，产生的热量约占电弧总热量的21%左右。弧柱区的热量大部分通过对流、辐射散失到周围的空气中。 电弧中各部分的温度因电极材料不同而有所不同。如用碳钢焊条焊碳钢焊件时，阴极区的温度约为2400k，阳极区的温度约为2600k，电弧中心的温度高达5000-8000k。 焊接电弧的极性及应用：由于直流电焊时，焊接电弧正、负极上热量不同，所以采用直流电源时有正接和反接之分。所谓正接是指焊条接电源负极，焊件接电源正极，此时焊件获得热量多，温度高，熔池深，易焊透，适于焊厚件；所谓反接是指焊条接电源正极，焊件接电源负极，此时焊件获得热量少，温度低，熔池浅，不易焊透，适于焊薄件。如果焊接时使用交流电焊设备，由于电弧极性瞬时交替变化，所以两极加热一样，两极温度也基本一样，不存在正接和反接的问题。 二、焊条 在焊接过程中焊条作为电极形成电弧，并在电弧热的作用下熔化、过渡到熔池中，形成焊缝金属。因此焊条必须具备以下特点：引弧容易、稳弧性好、对熔化金属有良好的保护作用、便于形成合乎要求的焊缝。所以，它的组成不仅有作为填充金属主要来源的焊芯，而且还有作为引弧、稳弧等作用的药皮。焊芯焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯，焊芯是组成焊缝金属的主要材料。它的主要作用是导电、产生电弧和维持电弧燃烧，并作为填充金属与母材熔合成一体，组成焊缝。为了保证焊缝质量，焊芯必须由专门生产的金属丝制成，这种金属丝称为焊丝，它具有一定的直径和长度，焊芯的直径称为焊条直径，焊芯的长度即焊条长度。 三、焊条的选用原则1）低碳钢和低合金钢构件，一般要求焊缝金属与母材等强度。因此可根据钢材的强度等级来选用相应的焊条。2)同一强度等级酸性焊条与碱性焊条的选定，应依据焊件结构形状（简单或复杂）、钢板厚度、载荷性质（静载或动载）和钢材的抗裂性能而定。3）低碳钢与低合金钢焊接，可按异种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。4)铸钢件的含碳量一般比较高，而且厚度大，形状复杂，容易产生焊接裂纹。一般应选用碱性焊条，并采取相应的工艺措施进行焊接。5)焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条，以保证焊缝的主要化学成分和性能与母材相同。四、焊接材料的发展趋势 虽然我国在焊接材料的研究和生产上：取得了大的进步，然而，我国焊接材料生产在质量和品种方面仍面临着严峻的形势。目前，我国焊接材料仍以焊条为主体，焊条生产总量约占焊接材料总量的80。焊丝只占19左右。从美国、日本等工业发达国家焊接材料构成来看，美国焊条产量占焊接材料的20，焊丝占79左右。日本焊条产量占焊接材料15，焊丝占84左右。从以上这些数据不难看出与发达国家相比我国存在很大的差距。焊丝产量的增长及其在焊接材料中比重的增加，是衡量焊接自动化程度的一个重要标志。随着科学技术的进步，焊接自动化程度的提高，焊接金属的熔敷率相应也逐年提高。如日本。1980年的熔敖率为68。到1990年就提高到了80，这样焊材得到了充分的利用。以致工业发达国家虽然产量增长缓慢甚至逐年下降，而气体保护焊丝产量逐年增长的趋势及用焊丝代替焊的趋势日益明显。发展实芯焊丝和药芯焊丝是焊接材料的一个发展方向。我国气体保护焊焊丝生产不仅构成比小，而且品种单一，强度等级与钢材仍不配套。如应用最广的H08Mn2SiAC02气体保护焊丝，实际是沿用原苏联50年代标准， 与美、日、德等国同类焊丝比，含Mn量高。Mn和Si成分范围不合理。这种焊丝，钢厂冶炼易出废品，由于Mn量偏高，还使拉拨较难。我国冶金部已将这种焊丝标准纳入更新计划，此外，急需研制和生产自保护及堆焊用药芯焊丝。五、现代焊接技术发展的重要特点 现代焊接诞生至今仅百余年，充分显示出生命力，二十 世纪来，尤其是近二三十年，科学技术以空前速度向前发展。如等离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学乃至计算机技术、微电严技术、自动控制技术、材料科学与工程断裂力学、检测技术等许多观代科学技术的新成就。都在焊接上获得应用。奠定了焊接技术发展的基础。增强了焊接技术本身的能力。扩大了焊接技术的内涵和外延。因而焊接作为一门科学技术，无论在理论上、应用上都在日新月异地发展。现代科学技术的新成就已日益渗透到焊接科学枝术领域，促进了现代焊接技术发展的个重要特点。焊接技术已经在能源、交通、化工、炼油、冶金、建筑、压力容器、机械，电子、航天、航空等几乎所有的民用和军用工程和制造领域都得到广泛的应用。在一些部门中，焊接占有相当重要的地位。在很大程度上对工业发展速度和产品质