课题一 平敷焊

1、第一单元第一单元 平敷焊平敷焊一、绪论一、绪论1、金属连接方式：（1）机械连接： 可拆卸连接。（2）永久性连接： 不可拆卸连接。2、焊接定义 ： 是永久性连接金属材料的方法，是通过加热、加压，或加热同时加压的方法，使分离的金属借助原子间的结合与扩散作用连接起来的工艺方法。 3、焊接特点 （1）节省材料，减轻重量。（2）可化大为小、以小拼大。 简化复杂和大型零件的制造过程。（3）适应性强。可焊范围广，连接性能好。 （4）能满足特殊性能要求，可实现异种金属和密封件的连接。（5）生产效率高，便于实现机械化和自动化。 （6）焊接应力、变形，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 4、焊接分类 二、焊接电弧

2、的概念二、焊接电弧的概念1、电弧本质：是在电极与工件之间强烈而持久的气体放电现象。电极可以是金属丝、钨丝、碳棒或焊条。 2、电弧特点：低电压、大电流、能量密度大、温度高、移动性好。 要使两电极之间的气体导电必须具备两个条件： (1) 气体电离 (2) 阴极电子发射 气体电离：使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程。电离方式：热电离，电场作用的电离，光电离。阴极电子发射：阴极表面的分子或原子接受外界的能量而释放出自由电子的现象称为电子发射。电子发射方式：热发射 ，电场发射 ，撞击发射 三、三、焊接电弧的结构以及静特性焊接电弧的结构以及静特性1、焊接电弧的结构以及压降分布三个区域：阳极区

3、阴极区 弧柱区（1）阴极区 任务是向弧柱区提供电子流和接 受弧柱区送来的正离子流。阴极斑点：电子发射源 2130-3230，放出的热量占焊接总热量的36。（2）阳极区 任务接收弧柱区过来的电子流和向弧柱区提供正离子流。阳极斑点：电子对阳极表面撞击而形成的，2330-3980，放出的热量占焊接总热量的43。（3）弧柱区 起电子流和正离子流的导电通路作用，5730-7730，放出的热量占焊接总热量的21。（4）电弧电压 U弧= U阳+ U阴+ U柱2、焊接电弧的静特性1)定义：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流和电弧电压变化的关系，又称伏安特性。2)电弧的静特性曲线：

4、ab：电弧电压随电流的增加而下降， 是下降特性段bc段：呈等压特性，即电弧电压不随电流的变化而变化，是平特性段cd段：电弧电压随电流的增加而上升，是上升特性段3、焊接电弧静特性的应用 对于不同的焊接方法，电弧静特性曲线有所不同。静特性下降段电弧燃烧不稳定而很少采用。 焊条电弧焊、埋弧焊多半工作在静特性水平段。 熔化极气体保护焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊也多半工作在水平段，当焊接电流很大时才工作在上升段。 熔化极气体保护焊和水下焊接基本上工作在上升段。U Ua aI Ia a焊条电弧焊焊条电弧焊埋弧焊、埋弧焊、不熔化不熔化极气体极气体保护焊、保护焊、微束等微束等离子弧离子弧焊焊细丝细丝熔化熔化

5、极气极气体保体保护焊护焊等离等离子弧子弧焊、焊、水下水下焊焊小电流小电流钨极氩钨极氩弧焊弧焊四、熔滴过渡及作用力四、熔滴过渡及作用力1、熔滴过渡：在电弧的热作用下,焊丝与焊条端头的熔化金属形成熔滴，并在各种力的作用下向母材过渡,称之为熔滴过渡。2、熔滴上的作用力：（1）重力：平焊：促进熔滴过渡立焊、仰焊：阻碍熔滴过渡（2）表面张力：平焊：阻碍熔滴过渡立焊、仰焊：促进熔滴过渡（3）电磁力： 电流通过熔滴时，导体的截面是变化的，将产生电磁力的轴向分力，其方向总是从小截面指向大截面。 在焊丝与熔滴连接的缩颈处电磁力是由小断面指向大断面，是促进过渡的。（4）斑点压力： 阻碍熔滴过渡(斑点面积小于熔滴直

6、径时)。（5）气体吹力： 促进熔滴过渡。3、熔滴过渡形式：（1）滴状过渡： 粗滴过渡：小电流，高弧压，弧长较长，熔滴容易长大，而且电流较小，弧根小于熔滴直径，斑点压力阻碍过渡，熔滴长大，电磁力不易形成缩颈， Fg F ，熔滴脱离焊丝，造成大颗粒过渡。一般不采用。 粗滴过渡： CO2 电弧焊时，加大电流，斑点面积增大，电磁力增加，形成细颗粒过渡，频率也增大，飞溅小，成型较好，生产中广泛应用。（2）短路过渡： 电流小，弧长短，弧压低，焊丝较细，过渡频率较高，成型较好，主要用于薄板及全位置焊接过程。 这种过渡过程,可分为熔滴长大短路、细颈形成、金属液桥破断、电弧复燃四个阶段。（3）喷射过渡： 电流较

7、小时，熔滴在重力作用下呈大滴状过渡。随着电流的增加，电磁力等离子流力增,轴向电磁力由原来的阻碍过渡变为促进过渡，这时熔滴长大将受到限制，熔滴流速加快。 与电流密度和电弧长度有关。五、电弧焊条五、电弧焊条1、电弧焊机 弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器。（1）BX1-330型弧焊变压器 动铁心式，电流调节分粗调和细调，动铁心向外移动，焊接电流增大。（2）BX3-300型弧焊变压器 动圈式，电流调节分粗调和细调。活动线圈与固定线圈距离增大时，焊接电流增大。（3）ZXG-300型弧焊变压器 直流电焊机整流弧焊机整流弧焊机 交流弧焊机交流弧焊机 普通直流弧焊机普通直流弧焊机 弧焊逆变器弧焊逆变器

8、（4）弧焊逆变器： 省料、质量轻、体积小：传统弧焊电源用工频传送电能，而逆变电机使用几千到几万Hz的频率传送电能。制作变压器的用料与频率成反比，因而逆变电机的重量为普通电机的1/5到1/10，体积为原来的1/3左右。 高效节能：变压器处于开关状态，变压器采用铁损小的材料。从而效率高，可达80-90%；主电路有电容，从而功率因数高， 改善工艺性能工作频率高，需要的滤波电感小，电磁惯性小，动特性好，可以进一步逆变1、焊条的组成 （1）由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。（2）在焊条前端药皮有45左右的倒角，这是为了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯，约占焊条

9、总长1/16，便于焊钳夹持并有利于导电。 （3）通常所说的焊条规格，实际上是指焊芯直径。六、焊条：2、酸性焊条和碱性焊条：（1）酸性焊条 药皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物。 酸性焊条焊接工艺性好，电弧稳定，可交、直流两用，飞溅小、熔渣流动性和脱渣性好，熔渣多呈玻璃状，较疏松、脱渣性能好，焊缝外表美观。 酸性焊条的药皮中含有较多的二氧化硅、氧化铁及氧化钛，氧化性较强，焊缝金属中的氧含量较高，合金元素烧损较多，合金过渡系数较小，熔敷金属中含氢量也较高，因而焊缝金属塑性和韧性较低。（2）碱性(低氢型)焊条 药皮中含有大量的碱性造渣物(大理石、萤石等)，并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。

10、碱性焊条主要靠碳酸盐(如CaCO3等)分解出CO2作保护气体，弧柱气氛中的氢分压较低，而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢(HF)，降低了焊缝中的含氢量，故碱性焊条又称为低氢型焊条。 碱性渣中CaO数量多，熔渣脱硫的能力强，熔敷金属的抗热裂纹的能力较强。而且，碱性焊条由于焊缝金属中氧和氢含量低，非金属夹杂物较少，具有较高的塑性和冲击韧性。 碱性焊条由于药皮中含有较多的萤石，电弧稳定性差，一般多采用直流反接，只有当药皮中含有较多量的稳孤剂时，才可以交、直流两用。 碱性焊条一般用于较重要的焊接结构，如承受动载荷或刚件较大的结构。 (1)电焊钳： 300A和500A两种，要求绝缘隔热 (2)面

11、罩和护目镜：七、防护、辅助用品（3）焊条保温筒： 低氢型焊条使用（4）坡口尺寸检测器:（5）敲渣锤（6）钢丝刷（7）气动打渣工具及 高速角向砂轮机1、划擦法 要领：动作似划火柴，先将焊条末端对准引弧处然后将手腕扭转一下，使焊条在引弧处轻微划擦一下，划动长度为20mm左右，电弧引燃后应立即使弧长保持在所用焊条直径相应的范围内（约34mm）划擦法一般适用于碱性焊条 2、直击法 （碰击法） 要领：先将焊条，末端对准引弧处，轻轻敲击工作，随后将焊条提起34mm稳弧，直击法一般适用于酸性焊条或在狭窄的地方焊接。 注意：引弧时，如果发生焊条粘住焊件，只要将焊条左右摆动几下，就可以脱离焊件，如果 焊条还不能

12、脱离焊件，就应该立即使焊钳脱离焊条，待焊条冷却后用手将焊条扳掉。八、引弧1、运条： 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，焊条得不断地运动。焊条的运动称为运条。运条是电焊工操作技术水平的具体表现。焊缝质量的优劣、焊缝成形的好坏，主要由运条来决定。 包括：起头、焊道的连接和收尾九、运条方法2、运条的三个基本动作 （1）焊条的送进运动。 主要是用来维持所要求的电弧长度。（2）焊条的横向摆动。 可获得一定宽度、高度和一定熔深的焊缝（3）沿焊缝移动。 为了控制熔池温度，使焊缝具有一定的宽度和高度 3、运条方法：（1）直线形运条法：这种运条方法焊接时，焊条不做横向摆动，仅沿焊接方向做直

13、线移动。常用于不开坡口的对接平焊、多层多道焊(图示)（2）直线往复运条法：这种运条方法焊接时，焊条沿焊缝的纵向做来回摆动，特点是焊接速度快，焊缝窄而低，散热快。适用于薄板和接头间隙较大的多层焊的第一层焊。（3）锯齿形运条法：这种运条方法焊接时，焊条做锯齿形连续摆动及向前移动，并在两边稍停片刻，摆动的目的是为了得到必要的焊缝宽度，以获得较好的焊缝成形(图)。这种方法在生产中应用较广，多用于厚板对接焊。（4）月牙形运条法：这种运条方法焊接时，焊条沿焊接方向做月牙形的左右摆动，同时需要在两边稍停片刻，以防咬边(图)。这种方法应用范围和锯齿形运条法基本相似。（5）正三角形运条法：这种运条方法焊接时，焊

14、条做连续的三角形运动，不断向前移动(图)。其特点是能一次焊出较厚的焊缝断面，且不易产生夹渣缺陷。适于开坡口立对接焊、T型接头立角焊。（6）斜三角形运条法：这种运条方法焊接时，动作与正三角形运条方法相同(图)。适于焊接平、仰位置的角焊缝和有坡口的横焊缝。（7）正圆圈形运条法：这种运条方法焊接时，焊条连续做正圆圈形运动并向前移动(图)。适用于焊接厚焊件的平焊缝。（8）斜圆圈形运条法：这种运条方法焊接时，焊条动作与正圆圈运条法相同(图249、图250)。其特点是利于控制熔化金属不受重力作用而产生下淌现象，利于焊缝成形，适用于平、仰T形接头焊缝和对接横焊缝。 注意：注意： 运条方法应根据接头形式、坡口

15、形式、运条方法应根据接头形式、坡口形式、焊接位置、焊条直径和性能、焊接工艺要焊接位置、焊条直径和性能、焊接工艺要求及焊工的技术水平等来确定。求及焊工的技术水平等来确定。十、操作要点1、焊道的起头： 起头是指刚开始焊接的阶段，在一般情况下这部分焊道略高些，质量也难以保证。因为焊件未焊之前温度较低，而引弧后又不能迅速使焊件温度升高，所以起点部分的熔深较浅； 对焊条来说在引弧后的2s内，由于焊条药皮未形成大量保护气体，最先熔化的熔滴几乎是在无保护气氛的情况下过渡到熔池中去的，这种保护不好的熔滴中有不少气体。如果这些熔滴在施焊中得不到二次熔化，其内部气体就会残留在焊道中形成气孔。 不开坡口的对接平焊，

16、直线形运条，短弧焊接。起头焊接,在板端内（焊缝上）1015MM处引弧后，立即将电弧移向焊缝起焊处（借助弧光找到）。 拉长电弧预热12S，随即压低电弧，采用直线运条法向前施焊。 焊接时，还要仔细观察熔池状态，正常情况下， 在电弧及气流吹力作用下，铁水与熔渣是分离的。 熔渣覆盖铁水区域量的大小，取决于焊接电流的大小，焊条角度、一定电弧长度的变化。 未被熔渣覆盖而显露的明亮清澈的铁水部分就是我们常说的“溶池形状”。 通过观察熔池形状，我们就能判断焊接过程中温度的高低（焊接电流的大小）、温度的分布（电弧在焊缝中位置、停留时间、焊条角度等），以便控制和调整运条。 焊接时，若发现熔渣与铁水距离很进或全部覆

17、盖了铁水，说明将要产生熔渣超前现象，如不及时克服，将会产生夹渣缺陷。 解决的办法是立即减少焊条的倾角，操作过程中如发现熔渣与铁水混合，不易分清，即可把电弧稍微拉长一些，同时将焊条向焊接方向倾斜，并向溶池后面推送熔渣，将熔渣推到熔池后面（见图），维持焊接正常进行。 必要时增大焊接电流、或选 用功25的焊条。 为了解决熔深太浅的问题，可在引弧后先将电弧稍微拉长，使电弧对端头有预热作用，然后适当缩短电弧进行正式焊接。 另一种间接方法是采用引弧板，即在焊前装配一块金属板，从这块板上开始引弧，焊后割掉(图2)。采用引弧板，不但保证了起头处的焊缝质量，也能使焊接接头始端获得正常尺寸的焊缝，常在焊接重要结构

18、时应用。2、焊道的连接 一条完整的焊缝，由于受焊条长度限制需用若干根焊条焊接而成，这就出现了焊道连接问题(图)。 为了保证焊道连接质量，使焊道连接均匀，要求焊工在焊道连接时选用恰当的方式并熟练掌握。 焊道连接有四种方式： 1）第一种连接方式应用最多，如图。 接头方法是在先焊焊道弧坑前面约10 mm处引弧，拉长电弧移到原弧坑23处，压低电弧，焊条做微微转动，待填满弧坑后即向前移动进入正常焊接(图)。 2）第二种连接方法 如图。 要求先焊焊道的起头处要略低一些，连接时在先焊焊道的起头稍前处引弧，并稍微拉长电弧，将电弧移到先焊焊道起头处，压低电弧，覆盖熔合好端头处即向前移动进入正常焊接(图2)。 连接时在先焊焊道的起头稍前处引弧，并稍微拉长电弧，将电弧移到先焊焊道起头处，压低电弧，覆盖熔合好端头处即向前移