第十七章其他熔化焊接与热切割作业课件

北京铁路局石家庄职工培训基地主讲：邢建章职务：工程师E-maiI:xingjz55@第十七章其他熔化焊接与热切割作业11/15/20221北京铁路局石家庄职工培训基地第十七章其他熔化焊接与热切第十七章其他熔化焊接与热切割作业第一节激光切割作业

一、激光切割方法及其原理利用激光束的热能实现切割的方法叫激光切割。激光切割方法分为激光气化切割、激光熔化切割、激光氧气切割、划片与控制断裂。激光雕刻机原理碳钢激光切割机11/15/20222第十七章其他熔化焊接与热切割作业第一节激光切割作业第一节激光切割作业

1．激光气化切割

激光气化主要用于一些非金属材料的切割。其原理是高功率密度的激光照射到材料表面时，材料的温度在极短的时间内达到其气化点，激光作用下的材料以气体形式或以气体冲出的液态、固态颗粒形式逸出，形成割缝。

2．激光熔化切割激光熔化切割主要用于一些易氧化材料的切割。其原理是用激光加热使金属熔化然后喷吹惰性气体，迫使熔化金属排出，形成割缝。（铁、铝、铜）11/15/20223第一节激光切割作业1．激光气化切割11/11第一节激光切割作业

3．激光氧气切割

激光氧气切割主要用来切割钢、钛和铝等金属材料。激光氧气切割是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体实现金属切割的一种方法。

4．划片与控制断裂

划片与控制断裂主要用于脆性材料的刻槽断开。划片断开原理是利用激光在脆性材料表面刻上小槽，然后施加一定外力使材料沿着槽口断开。控制断裂原理是利用激光刻槽的同时，由于激光加热所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料里产生局部热应力，使材料沿刻槽断开。11/15/20224第一节激光切割作业3．激光氧气切割11/11第一节激光切割作业

二、激光切割的特点激光切割有效率高、质量好、用途广泛等优点。其主要特点表现在：

1．切割速度快当切割低碳钢、低合金钢、钛钢等板材时，切割速度每分钟可达数米甚至数十米；

2．切缝窄当切割低碳钢时，切缝宽度可小到0．1mm～0．2mm：

3．切割精度高切割表面的粗糙度可低到Ra+几微米；切割尺寸精度可达0．05mm；

4．热影响区小热影响宽度仅为O．0lmm，几乎没有变形，性能不受影响；

5．噪声低，污染小；

6．可切割多种金属和非金属材料。11/15/20225第一节激光切割作业二、激光切割的特点11/11/第一节激光切割作业三、激光切割参数激光切割参数见表17－l表17－1各种材料激光切割参数材料厚度(mm)激光功率(W)切割速度(cm／min)切割气体特点及应用低碳钢板1.531．O6．O16.2535300

30010001000400040003002009001001145002质量好，省工，省料，代替铣、冲、剪切，用于仪表板、换热器汽车零件的制造11/15/20226第一节激光切割作业三、激光切割参数表17－1各种材料

材料厚度(mm)激光功率(W)切割速度(Cm／min)

切割气体

特点及应用30CrMnSi1．53.06.050050050020012050

O2代粹铣、冲、剪切、效率高、质量好、用于飞机零件制造不锈钢0.52．O3.1751．O1．576．O4.86.312250250500100010001000200020002000450251808004568040015040

O2无变形、省料、省工、用于飞机零件、直升机旋翼等的制造第一节激光切割作业11/15/20227厚度激光功率切割速度1．550

材料厚度(mm)激光功率(W)切割速度(Cm／min)切割气体特点及应用钛介金3．O8.01O．040．O250250250250130030028050

02速度快．质量好，代替铣削、磨削和化学腐刻等，省工，效率高，用于飞机制造99％刚玉陶瓷晶体石英铁氧体片蓝宝石O．70.8lO．21．2832.51230601147－控制断裂同上同上同上石英符－500400件／h－节料，质量好，制造卤素灯管玻璃钢12.720000460空气质量好，无刃具磨损硼环氧树脂板8.115000165空气效率高，无工具磨损．片用于飞机制造第一节激光切割作业11/15/20228厚度激光功率切割速度切割特点及应用3．O第一节激光切割作业

四、激光切割作业安全技术激光切割机在工作时，如果发生故障是很危险的，新手必须经过专业人员的培训才能独立操作，激光雕刻机的专家们根据经验总结了激光切割机安全工作的一些安全操作细节，希望能对喜欢激光切割机的朋友们有所帮助。1．遵守一般切割机安全操作规程。严格按照激光器启动程序启动激光器。2．操作者须经过培训，熟悉设备结构、性能，掌握操作系统有关知识。3．按规定穿戴好劳动防护用品，在激光束附近必须佩带符合规定的防护眼镜。

11/15/20229第一节激光切割作业四、激光切割作业安全技术11/第一节激光切割作业4．在未弄清某一材料是否能用激光照射或加热前，不要对其加工，以免产生潜在危险。5.设备开动时操作人员不得擅自离开岗位或托人待管，如的确需要离开时应停机或切断电源开关。6.要将灭火器放在随手可及的地方；不加工时要关掉激光器或光闸；不要在未加防护的激光束附近放置纸张、布或其他易燃物。7.在加工过程中发现异常时，应立即停机，及时排除故障。8．保持激光器、床身及周围场地整洁、有序、无油污，工件、板材、废料按规定堆放。或靠近热源。开启瓶阀时，操作者必须站在瓶嘴侧面。11/15/202210第一节激光切割作业4．在未弄清某一材料是否能用激第一节激光切割作业9.使用气瓶时，应避免压坏焊接电线，以免漏电事故发生。气瓶的使用、运输应遵守气瓶监察规程。禁止气瓶在阳光下爆晒1O．维修时要遵守高压安全规程。每运转40小时或每周维护、每运转1000小时或每六个月维护时，要按照规定和程序进行。11．开机后应手动低速X、Y方向开动机床，检查确认有无异常情况。12．对新的工件程序输入后，应先试运行，并检查其运行情况。11/15/202211第一节激光切割作业9.使用气瓶时，应避免压坏焊接13．工作时，注意观察机床运行情况，以免切割机走出有效行程范围或两台发生碰撞造成事故。14．在激光加工设备上应设有明显的危险警告标志和信号及设有各种安全保护装置；激光加工场地也应设有安全标志，并采用预防栅栏、隔墙、屏风等，防止无关人员误入危险区；第一节激光切割作业11/15/20221213．工作时，注意观察机床运行情况，以免切割机走出有第二节原子氢焊

一、原子氢焊焊接方法和工作原理原子氢焊是分子氢通过两钨极之间的电弧热分解成原子氢，当其在焊件表面重新结合为分子氢时释放出热量，以此为主要热源进行焊接的方法。其原理是：电弧在两个钨极间燃烧，采用氢气为保护气体。两只钨极间成一锐角，各与电源的一极相连接。一般用交流电焊接。由于母材不通电，工件受在两只钨极间产生电弧的辐射热加热熔化。焊接填充材料一般为焊棒形状用手握持送进。母材的熔池深度由它与钨极的距离来决定。故增大该距离可以得到小的熔深，但是也会产生轻微的连接缺陷。由喷嘴喷出的氢气保护焊接部位免受氧气和氮气的侵入。可是焊缝金属中的含氢量增加。11/15/202213第二节原子氢焊一、原子氢焊焊接方法和工作原第二节原子氢焊但增加的氢量不得过高，否则会造成焊缝金属气孔。原子氢焊常用于焊接软的钦质材料。因不必担心会出现氢脆和产生裂纹。总而言之，较高强度的钢材不能用这种焊接方法。加进去的分子氢在电弧中分解和电离成原子氢，吸收热量，使电弧由其最热的部分偏离。在焊接区域较冷的区域，即靠近母材的附近原子氢重新结合成分子氧。原先吸收的热又再次以结合热量的形式释放出来，正好利用在这里释放出的热能熔化母材和焊接填充材料，这种热最传递赋于这种焊接方法高的热效率。11/15/202214第二节原子氢焊但增加的氢量不得过高，否则会第二节原子氢焊

二、原子氢焊的特点及使用范围原子氢焊的特点是方法简单，操作方便，成本低。原子氢焊作为一种古老的焊接工艺，目前已很少采用。只有在极个别特殊的地方还在应用原子氢焊。如某些薄板连接和刀具的堆焊等。原子氢焊原理示意图原子氢焊时的电弧形状11/15/202215第二节原子氢焊二、原子氢焊的特点及使用范围第二节原子氢焊

三、原子氢焊设备、及基本操作方法原子氢焊采用交流电源进行焊接。氢气传热性能较大，故要求用较高的引弧电压。在引弧的瞬间，变压器放出300伏的空载电压。为了保证焊工安全，应采用间断保护电路，当电弧形成瞬间电压迅速降低至24伏的安全电压，此时电流特性是呈下降曲线。电弧电压随电源调节和钨极距离在25和80伏之间选择。一般常用的焊接电流分为两个调节区，即12－60安和60－120安。每个调节区均可无级调节电流。11/15/202216第二节原子氢焊三、原子氢焊设备、及基本操作第二节原子氢焊

四、原子氢焊的安全技术和防范措施原子氢焊对人体的危害主要表现在钨极放射性、高频磁场和有害气体等方面。1．原子氢焊使用的钨极含有一定的放射元素，因此要求焊工操作时，必须穿戴好帆布防护服，戴皮质绝缘手套，工作完后要洗净手脸，钨极要放在盒内，妥善保存；2．由于采用高频引弧装置，产生的高频磁场易伤害人的神经，因此焊工作业时应避免频繁使用高频引弧装置，为防止和消弱高频磁场的影响，应采取以下措施：11/15/202217第二节原子氢焊四、原子氢焊的安全技术和防范第二节原子氢焊(1)工件应良好的接地，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽；(2)适当降低频率；(3)尽量不要使用高频振荡器作为稳弧装置，减小高频作用时间；3．焊接中易产生大量有害气体和粉尘，因此要求焊工必须戴好防护口罩，必要时还应戴好防毒面具；现场应采取良好的通风措施及放射线措施；11/15/202218第二节原子氢焊(1)工件应良好的接地，焊枪第三节铝热焊

一、铝热焊的工作原理及特点铝热焊一般是利用金属氧化物和铝之间的铝热反应所产生的过热，熔敷金属来加热工件的填充接头而完成焊接的一种方法。铝热焊的工作原理是焊接前在坩埚中装以热剂，用高温火柴点燃从而引起剧烈的化学反应，当热剂钢水和熔渣分离，将热剂钢水浇注到铸型中，冷却凝固后，形成铝热剂焊接接头，完成焊接。其特点设备简单、投资少，焊接操作简单，适合野外作业，但由于类似铸造工艺方法，因此焊缝组织、性能均较差，必要时应采取一定的热处理措施，以保证质量。瑞典铁路轨道铝热焊11/15/202219第三节铝热焊一、铝热焊的工作原理及特点瑞典第三节铝热焊

二、铝热焊的适用范围铝热焊接属于一种古老的焊接方法，目前主要应用于钢轨的连接及钢筋、导线和大断面铸锻件的焊接和维修。11/15/202220第三节铝热焊二、铝热焊的适用范围11/11第三节铝热焊

三、铝热焊接材料及设备铝热焊接所使用的材料主要包括热剂、型砂和铸型、封箱材料及高温火柴等。其中热剂主要由铝粉、氧化铁、铁屑和铁合金、石墨等组成；型砂和铸型一般是由耐火度高的石英砂、膨润土和水玻璃等混合而成，型砂要求成形性好，耐高温且透气性好；铸型包括用来形成焊缝、预热及浇注系统等部分的型腔，铸型一般是用型砂制造的砂型，也有使用石墨型的。所使用的设备为坩埚、预热工具、装夹工具、支架和整修工具等；造型设备包括模型、轮辗式混砂机、恒温干燥箱等、11/15/202221第三节铝热焊三、铝热焊接材料及设备11/1第三节铝热焊

四、铝热焊焊接工艺

目前铝热焊主要用于钢轨的焊接。

1．焊前准备检查预铝热焊剂是否密封包装，储藏环境干燥，包装标记足否明确。砂模应预制好，并与待焊钢轨断面吻合；包装上有标记．便于识别产品类型，生产日期；不得受潮、破损、开裂；坩埚使用前不得受潮、破损、开裂。配备限制钢水飞溅的坩埚盖；坩埚底部易熔塞用来控制钢水流下的时间，必须保持完好状态。检查待焊钢轨端面是否平直，端面不平度不得大于2mm；钢轨不能有损伤、裂纹等；去除钢轨端面及距轨50mm范围内的油、锈和切割时残留下的熔渣。钢轨铝热焊接工艺11/15/202222第三节铝热焊四、铝热焊焊接工艺钢轨铝热焊接第三节铝热焊

2．组装焊接根据工艺要求要预留轨缝，为避免由于焊缝收缩造成的低接头(顶面下凹)，在固定钢轨时要留有一定的预拱度，其大小要根据焊接工艺和焊接时钢轨的支撑条件而定。装夹铸型时要将铸型中心与轨型中心固定好，用专用卡具卡紧。然后用封箱砂或封箱泥膏将铸型间和铸型与钢轨的接合处封严，避免钢水泄露。浇铸前应当钢轨端部进行预热，一般的预热方法要用气体火焰将钢轨端部预热到800～1000℃，为防止钢轨端部发生预热氧化，不得使用氧化焰，应使用中性焰进行预热。使用坩埚前需检查坩埚．受损、受潮的坩埚不能使用。11/15/202223第三节铝热焊2．组装焊接11/11/202第三节铝热焊

需清除坩埚内的杂物，易熔塞表面须干净。坩埚清理完后，从焊剂包中去取出焊剂，混合均匀后(反复倾倒三次)，将焊剂旋转倒入坩埚中，并使其顶部形成锥形，插入高温火柴，盖上坩埚盖，预热完成后，立即放入分流塞并将坩埚安置在砂模侧模板顶部定位槽内。焊剂高温反应时间一般为8～15s，镇静时间为8～18s(若大于30s，燃烧不均匀)。焊剂反应及浇注过程中操作者应该距离坩埚3m以上的距离，确保人身安全。反应完成后，如果钢水不能漏下来，应该让钢水在坩埚中冷却20分钟后才能移动坩埚。11/15/202224第三节铝热焊需清除坩埚内的杂物，易熔塞表面第三节铝热焊

3．焊后处理浇注1分钟后移去坩埚，5分钟后拆除侧模板、央紧装置及底模板，及时将轨面清理干净，防止推瘤时残渣拉伤轨面。当焊后20分钟后，可对焊接接头进行粗打磨，温度将至常温时方可进行精打磨，精打磨至0～+O．3mm，不能低凹，时速200km以上线路打磨要求为0～+0．2mm，精打磨后钢轨表面要求整洁、平滑，焊缝两侧1OOmm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。11/15/202225第三节铝热焊3．焊后处理11/11/202第三节铝热焊

4．焊后检验精打磨后的焊接接头应满足以下要求：(1)不应出现裂纹；(2)可出现1个最大尺寸为1mm的气孔；(3)在轨头下鄂与焊筋边缘交界处半径为2mm的区域内，可出现1个最大尺寸为lmm的气孔、夹渣或夹砂；(4)焊接接头焊筋表面应满足最多可出现3个最大尺寸不超过2mm的气孔；焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的尺寸应符合下表的规定，这些缺陷不应侵入钢轨的横断面内；焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸为当缺陷面积每平方毫米小于等于lOmm时，缺陷深度小于等于3mm；当缺陷面积每平方毫米小于等于15mm时，缺陷深度小于等于2mm；当缺陷面积每平方毫米小于等于20mm时，缺陷深度小于等于lmm；11/15/202226第三节铝热焊4．焊后检验11/11/202

五、铝热焊的安全操作技术1．从事铝热焊人员应经过专门培训，掌握焊接安全技术，经考试合格放可进行操作；2．施工点附近不应有挥发、易燃、易爆物品；3．存放铝热焊材料的房间应配置干燥剂及干湿温度计，保证其环境相对湿度不大于60％；4．工件预热前，工人必须戴防护镜，以防伤眼睛；5．坩埚安装必须按说明书进行；

第三节铝热焊

11/15/202227五、铝热焊的安全操作技术第三节铝热焊11/6．点火浇铸人员必须佩戴防火手套、护目镜、防护衣，防止烫伤；7．拆模前周围人员必须远离焊接处，防止铁水烫伤人员。铁水要统一处理，不能随便丢弃；推瘤前要检查机子是否运转正常；8．打磨时人员必须佩戴护目镜、防护衣、面具安全帽、隔热手套。第三节铝热焊

11/15/2022286．点火浇铸人员必须佩戴防火手套、护目镜、防护衣，防

第四节电渣焊

一、电渣焊的工艺方法及原理电渣焊是利用液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状，可分为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊等。其基本原理是电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。电渣焊方法不同时其原理有一定区别。电渣焊11/15/202229第四节电渣焊一、电渣焊的工艺方法及原理电

1．丝极电渣焊丝极电渣焊是以焊丝为电极，焊丝通过不熔化的导电嘴送人渣池，这种焊接方法由于焊丝在接头间隙中的位置及焊接参数都容易调节，从而熔宽及熔深易于控制，故适用于环焊缝、高碳钢、合金钢对接焊缝及丁字接头的焊接；

2．板极电渣焊板极电渣焊的电极为板状，通过送进机构将板极不断向熔池送进。板极可以是铸造的也可是锻造的，板极电渣焊适于不宜拉成焊丝的合金材料的焊接和堆焊，目前多用于模具钢的堆焊、轧辊的堆焊等。

第四节电渣焊

11/15/2022301．丝极电渣焊第四节电渣焊11/11/2

3．熔嘴电渣焊其电极为固定在接头间隙中的熔嘴和由送丝机构不断向熔池中送进的焊丝构成。熔嘴电渣焊的设备简单，操作方便，目前已成为对接焊缝和丁字形焊缝的主要焊接方法。此外焊机体积小，焊接时，焊机位于焊缝上方，故适合于梁体等复杂结构的焊接。

第四节电渣焊

日本新日铁电渣焊11/15/2022313．熔嘴电渣焊第四节电渣焊日本新日铁电渣

第四节电渣焊

二、电渣焊的特点及适用范围在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。其特点是：1．适合垂直位置焊缝当焊缝中心线处于垂直位置时，电渣焊形成熔池及焊缝成形条件最好，故适用于垂直位置焊缝的焊接。2．完成接缝的速度，一般是每小时lm接缝，可不考虑厚度；3.无角形变；4．边角形变被限制在3mm／m焊缝；11/15/202232第四节电渣焊二、电渣焊的特点及适用范围1

第四节电渣焊

5．形成高质量的焊缝；6．简单的接头准备，如火焰切割直角边缘即可；7．通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理。它的缺点是输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。11/15/202233第四节电渣焊5．形成高质量的焊缝；11/

第四节电渣焊

三、电渣焊的设备和焊接工艺

1．电渣焊设备

电渣焊设备主要由焊接电源、控制箱、机头、导轨等组成。电渣焊一般采用空载电压低、功率大的平外特性电源。

2．电渣焊焊接材料

电渣焊焊接材料包括焊丝及焊剂和管极涂料，常用的钢材电渣焊焊丝见表17－2；常用的钢材电渣焊焊剂见表17－3。

3．电渣焊焊接参数部分对接直焊缝丝极(直径3mm)电渣焊焊接参数见表17－4。11/15/202234第四节电渣焊三、电渣焊的设备和焊接工艺1表17－2常用钢材电渣焊焊丝及选用种类焊件钢号焊丝牌号Q235AQ235BQ235CH08AH08MnAQ345AQ345BH08Mn2SiH10MnSiH10Mn2H08MnMoA钢板15MnV15MnTi16MnNb09Mn2H08Mn2MoVA15MnVN15MnVTiReH10Mn2MoVA14MnMoV14MnMOVN15MnMoVN18MnMoNbH10Mn2MoVAHlOMn2NiMo15、20、25、35H10Mn2H10MnSi铸锻件20MnMo20MnVH10Mn2H10MnSi20MnSiH10MnSi

第四节电渣焊

11/15/202235表17－2常用钢材电渣焊焊丝及选用种类焊件钢

第四节电渣焊

表17－3常用钢材电渣焊焊剂及选用种类类型焊件钢号用途HJl70无锰、低硅、高氟Si026～9Ti0235～4lCaOl2～22CaF227～40NaF1.5～2.5固态时有导电性用于电渣焊开始时形成渣池HJ360中锰、高硅、中氟

Si0233～37Ca04～7Mn020～26Mg05～9CaF210～19A120311～15FeO≤1.0S≤O．10P≤0．IO用于焊接低碳钢和某些低合金钢HJ43l高锰、高硅、低氟S10240～44Mn034～38Mg05～8CaO≤6CaF23～7A1203≤4FeO≤1.8S≤0.06P≤0.08用于焊接低碳钢和某些低合金钢11/15/202236第四节电渣焊表17－3常用钢材电渣焊焊剂及选

第四节电渣焊

表17－4部分对接直焊缝丝极(直径3mm)电渣焊焊接参数单根焊丝所能焊接的木材板厚母材金属的5070100含碳量(％)送丝速度临界值(m／h)最小焊接电压(v)送丝速度临界值(1n／h)最小焊接电压(v)送丝速度临界值(m／h)最小焊接电压(v)

＜O．1328045—4742050～5250054—560.14～0.1725044—4636549～5148054—560.18～0.2223043～4533548～5044052—540.23～O.2622042—4429046～4838050—520.27～O.301704225045—4732048～500.3l～0.3515543—4522543～4529048～500.36～0.4014044—4622043—4526046—4811/15/202237第四节电渣焊表17－4部分对接直焊缝丝极(直

第四节电渣焊

4．电渣焊焊接操作工艺(1)焊前准备

①焊件和焊丝的表面清理

一般电渣焊焊件的接缝面都是机械加工的，也有气割的。气割面应用砂轮打磨氧化皮，并修补气割缺陷，距接缝两侧100mm范围内都要进行打磨。焊丝表面的油污需进行清理，发现锈蚀，应用砂纸去锈，焊丝有死弯应及时矫直。

②焊件的装配和定位焊根据间隙要求准备问隙垫、拉筋及引弧板和收弧板。将焊件吊放在平台上，并垫起，以便在底部装焊拉筋。装配时，先在一侧接缝面上焊好间隙垫，再和另一块对装，对装问隙与错边量要符合要求，焊接拉筋时要进行定位，装焊好收弧板和引弧板，如图17－l所示。形铁焊好后将间隙垫割掉．11/15/202238第四节电渣焊4．电渣焊焊接操作工艺11/

第四节电渣焊

③焊件的固定：将装配定位旱好的焊件吊到焊架上，打入楔铁，如图17－l所示。图17－1丝极电渣焊焊件的装配及定位焊1－收弧板2－拉筋3－引弧板4－引弧楔铁5－限位间隙垫11/15/202239第四节电渣焊③焊件的固定：将装配定位旱好

第四节电渣焊

(2)焊接①联接设备，给控制箱送电，检查焊丝送进和焊丝摆动机构沿导轨上下行走的情况。②矫平导电嘴，使三个导电嘴平行。③将焊机吊装就位，使焊丝处在间隙中间，吊装时注意不要把导电嘴碰坏，调好横向和纵向调节余量，固定焊机，并空载试车，检查导电嘴运行的平行度及停摆位置是否合适，并予以调整，松开焊丝压紧机构。④准备铜滑块和夹具，接好水管并调试流量，装焊固定铜滑块夹具。11/15/202240第四节电渣焊(2)焊接11/11/202

第四节电渣焊

⑤检查预调工艺参数首先给主电源送电，然后按要求预调工艺参数，如电压、送丝速度等。⑥将导电嘴摆到工艺要求的外侧位置。⑦启动引弧造渣，送进焊丝，进入正常焊接，焊接过程中要注意观察导电嘴的位置，防止短路，若发现漏渣应及时用备好得入粘土块堵塞，经常测试渣池深度，根据渣池深度的变化来适当地添加焊剂。收尾时要反复停止－启动－停止几次，以填满熔池，收尾时必须在引出板上进行且熔池要超出焊件80～100mm以上。11/15/202241第四节电渣焊⑤检查预调工艺参数首先给主电

第四节电渣焊

四、电渣焊的安全技术和防范措施：1．上岗前必须穿戴好劳动防护用品(焊工工作服、围裙、长裙、长袖、皮手套、绝缘鞋、面罩、口罩、焊帽、眼镜等)2．检查电源开关是否处于良好状态；3．检查电源是否可靠接地；4．焊前二次输出线与工件接地必须牢固可靠；5．为防止焊接烟尘及有害气体对人体的危害，焊前必须采取良好的通风措施：6．合闸时要身体偏向闸位左侧，右手合闸并带好绝缘手套，面部背向闸位；11/15/202242第四节电渣焊四、电渣焊的安全技术和防范措

第四节电渣焊

7．电源通电时，焊工不得触动任何带电部位；8．更换导电嘴或钨极时应在断电的情况下进行；9．为防止爆渣引起灼伤，焊前应对焊件应严格检查有无缩孔等空洞和裂纹等缺陷，要清除干净，焊补后方能进行电渣焊接。并仔细检查供水系统，焊剂严格烘干。焊接当中应选用正确的工艺参数，保持电渣过程稳定；10．严禁带电情况下操作，接触两电极。需要带电情况下触及电极时，必须戴上干燥的绝缘手套；l1．焊接操作时应防止导电嘴、熔嘴、电极与工件短路，如有发生短路，应立即切断电源。11/15/202243第四节电渣焊7．电源通电时，焊工不得触动第五节氧熔剂切割

一、氧溶剂切割的基本特点及适用范围氧溶剂切割是指在切割氧流中加入铁粉、铝粉等溶剂。利用它们的燃烧热和造渣作用实现气割的一种金属切割方法。氧溶剂切割又称为金属粉末切割，其切割特点是在切割中除了有切割氧气的气流外，同时还有由切割氧气流带出的粉末状熔剂吹到切割区，利用氧气流与熔剂对被切割金属的综合作用，借以改善切割性能，达到切割不锈钢、铸铁等金属的目的。11/15/202244第五节氧熔剂切割一、氧溶剂切割的基本特点及适第五节氧熔剂切割

二、氧溶剂切割使用设备及工作原理氧熔剂切割所用的设备与器材与普通气割设备大体相同，但比普通氧一燃气切割多了熔剂及输送熔剂所需的送粉装置。切割厚度小于300mm的不锈钢可以使用一般氧气切割用的割炬和割嘴(包括低压扩散形割嘴)，切割更厚的工件时，则需使用特制的割炬和割嘴。11/15/202245第五节氧熔剂切割二、氧溶剂切割使用设备及工作第五节氧熔剂切割氧溶剂切割的基本原理氧熔剂切割是在普通氧气切割过程中在切割氧流内加入纯铁粉或其他熔剂，利用它们的燃烧热和除渣作用实现切割的方法。通过金属粉末的燃烧产生附加热量，利用这些附加热量生成的金属氧化物使得切割熔渣变稀薄，易于被切割氧流排除，从而达到实现连续切割的目的。为了使送入切割反应区的熔剂均匀，应采用专用的送粉装置。氧熔剂切割按熔剂向切割区送进方式的不同，分为内送粉式和外送粉式两种。11/15/202246第五节氧熔剂切割氧溶剂切割的基本原理氧熔第五节氧熔剂切割内送粉时，熔剂通过割嘴的切割氧输送并通过割嘴的切割氧孔道喷入切割反应区，这种送粉方式送粉均匀，熔剂基本没有浪费，送粉效果好，切割效果也好。但是由于熔剂通过切割孔道，对切割氧孔道产生冲刷作用，使割嘴的切割氧孔道损坏严重。外送粉时，熔剂由压缩空气(或氮气)通过与割嘴分离的送粉孔送人切割反应区，这种送粉方式没有内送粉均匀，容易造成熔剂浪费，送粉量不易掌握，但这种送粉方式对割嘴没有损坏。内送粉式氧熔剂切割的切割能力有限，通常只能切割500mm以下的工件，效率也较低。大厚度工件常用外送粉式氧熔剂切割。11/15/202247第五节氧熔剂切割内送粉时，熔剂通过割嘴的切割第五节氧熔剂切割

三、对切割溶剂的质量要求常氧溶剂切割所用的溶剂其成分主要由铁粉、铝粉、硼砂、石英砂等组成，附加的铁粉、铝粉在氧气流中燃烧时，产生大量的热能，对切割处进行补充加热，使难熔的氧化物熔化并与被切割金属表面的氧化物熔在一起。加入硼砂等可使熔渣变稀，使之易于流动，很容易从金属表面被吹走而打开氧气进入的通路，使切割过程正常进行。熔剂中除了铁粉外，还混入其他粉末状熔剂加入物，熔剂加入物的加入量根据被切割金属来确定。11/15/202248第五节氧熔剂切割三、对切割溶剂的质量要求11第五节氧熔剂切割

四、氧溶剂切割一般工艺要求对切割用熔剂的工艺要求是：在氧中燃烧时发热量大，燃烧产物的熔点低，流动性好，或具有一定的冲刷作用。最常用的是纯铁粉，其粉度一般为0．11mm或更细，以利于在切割反应区中充分燃烧。为了提高切割效率，改善切割质量，尤其在切割有色金属时，也采用在铁粉中加铝粉或其他金属粉末作熔剂。切割不锈钢及高铬钢时，可采用铁粉作为熔剂。11/15/202249第五节氧熔剂切割四、氧溶剂切割一般工艺要求1第五节氧熔剂切割切割高铬钢时，工艺上也可采用铁粉与石英砂按l：l比例混合的熔剂。切割时，割嘴与金属表面距离应比普通气割时稍大些，约为15～20mm，否则容易引起回火。切割速度比切割普通低碳钢稍低一些，预热焰功率比普通气割高15％～25％。氧熔剂方法切割铸铁与切割高铬钢大致相同，但所用熔剂除铁粉外，还要加入30％～35％的磷铁粉。切割铸铁时，工艺上切割速度要比切割高铬钢时低50％～55％，气体及熔剂的消耗量比切割高铬钢时高2．5～3倍。氧熔剂方法切割紫铜、黄铜及青铜时，采用的熔剂成分是：铁粉70％～75％、铝粉15％～20％、磷铁10％～15％。切割时，先将被切割金属预热到200～400℃。割嘴和被切割金属之间的距离根据金属的厚度决定，一般在20～50mm之间。11/15/202250第五节氧熔剂切割切割高铬钢时，工艺上也可采用第五节氧熔剂切割

五、氧溶剂切割的安全技术和防范措施氧溶剂切割操作技术要求和安全防范措施可参照气焊、气割操作规程内容。11/15/202251第五节氧熔剂切割五、氧溶剂切割的安全技术和防谢谢！11/15/202252谢谢！11/11/202252北京铁路局石家庄职工培训基地主讲：邢建章职务：工程师E-maiI:xingjz55@第十七章其他熔化焊接与热切割作业11/15/202253北京铁路局石家庄职工培训基地第十七章其他熔化焊接与热切第十七章其他熔化焊接与热切割作业第一节激光切割作业

一、激光切割方法及其原理利用激光束的热能实现切割的方法叫激光切割。激光切割方法分为激光气化切割、激光熔化切割、激光氧气切割、划片与控制断裂。激光雕刻机原理碳钢激光切割机11/15/202254第十七章其他熔化焊接与热切割作业第一节激光切割作业第一节激光切割作业

1．激光气化切割

激光气化主要用于一些非金属材料的切割。其原理是高功率密度的激光照射到材料表面时，材料的温度在极短的时间内达到其气化点，激光作用下的材料以气体形式或以气体冲出的液态、固态颗粒形式逸出，形成割缝。

2．激光熔化切割激光熔化切割主要用于一些易氧化材料的切割。其原理是用激光加热使金属熔化然后喷吹惰性气体，迫使熔化金属排出，形成割缝。（铁、铝、铜）11/15/202255第一节激光切割作业1．激光气化切割11/11第一节激光切割作业

3．激光氧气切割

激光氧气切割主要用来切割钢、钛和铝等金属材料。激光氧气切割是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体实现金属切割的一种方法。

4．划片与控制断裂

划片与控制断裂主要用于脆性材料的刻槽断开。划片断开原理是利用激光在脆性材料表面刻上小槽，然后施加一定外力使材料沿着槽口断开。控制断裂原理是利用激光刻槽的同时，由于激光加热所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料里产生局部热应力，使材料沿刻槽断开。11/15/202256第一节激光切割作业3．激光氧气切割11/11第一节激光切割作业

二、激光切割的特点激光切割有效率高、质量好、用途广泛等优点。其主要特点表现在：

1．切割速度快当切割低碳钢、低合金钢、钛钢等板材时，切割速度每分钟可达数米甚至数十米；

2．切缝窄当切割低碳钢时，切缝宽度可小到0．1mm～0．2mm：

3．切割精度高切割表面的粗糙度可低到Ra+几微米；切割尺寸精度可达0．05mm；

4．热影响区小热影响宽度仅为O．0lmm，几乎没有变形，性能不受影响；

5．噪声低，污染小；

6．可切割多种金属和非金属材料。11/15/202257第一节激光切割作业二、激光切割的特点11/11/第一节激光切割作业三、激光切割参数激光切割参数见表17－l表17－1各种材料激光切割参数材料厚度(mm)激光功率(W)切割速度(cm／min)切割气体特点及应用低碳钢板1.531．O6．O16.2535300

30010001000400040003002009001001145002质量好，省工，省料，代替铣、冲、剪切，用于仪表板、换热器汽车零件的制造11/15/202258第一节激光切割作业三、激光切割参数表17－1各种材料

材料厚度(mm)激光功率(W)切割速度(Cm／min)

切割气体

特点及应用30CrMnSi1．53.06.050050050020012050

O2代粹铣、冲、剪切、效率高、质量好、用于飞机零件制造不锈钢0.52．O3.1751．O1．576．O4.86.312250250500100010001000200020002000450251808004568040015040

O2无变形、省料、省工、用于飞机零件、直升机旋翼等的制造第一节激光切割作业11/15/202259厚度激光功率切割速度1．550

材料厚度(mm)激光功率(W)切割速度(Cm／min)切割气体特点及应用钛介金3．O8.01O．040．O250250250250130030028050

02速度快．质量好，代替铣削、磨削和化学腐刻等，省工，效率高，用于飞机制造99％刚玉陶瓷晶体石英铁氧体片蓝宝石O．70.8lO．21．2832.51230601147－控制断裂同上同上同上石英符－500400件／h－节料，质量好，制造卤素灯管玻璃钢12.720000460空气质量好，无刃具磨损硼环氧树脂板8.115000165空气效率高，无工具磨损．片用于飞机制造第一节激光切割作业11/15/202260厚度激光功率切割速度切割特点及应用3．O第一节激光切割作业

四、激光切割作业安全技术激光切割机在工作时，如果发生故障是很危险的，新手必须经过专业人员的培训才能独立操作，激光雕刻机的专家们根据经验总结了激光切割机安全工作的一些安全操作细节，希望能对喜欢激光切割机的朋友们有所帮助。1．遵守一般切割机安全操作规程。严格按照激光器启动程序启动激光器。2．操作者须经过培训，熟悉设备结构、性能，掌握操作系统有关知识。3．按规定穿戴好劳动防护用品，在激光束附近必须佩带符合规定的防护眼镜。

11/15/202261第一节激光切割作业四、激光切割作业安全技术11/第一节激光切割作业4．在未弄清某一材料是否能用激光照射或加热前，不要对其加工，以免产生潜在危险。5.设备开动时操作人员不得擅自离开岗位或托人待管，如的确需要离开时应停机或切断电源开关。6.要将灭火器放在随手可及的地方；不加工时要关掉激光器或光闸；不要在未加防护的激光束附近放置纸张、布或其他易燃物。7.在加工过程中发现异常时，应立即停机，及时排除故障。8．保持激光器、床身及周围场地整洁、有序、无油污，工件、板材、废料按规定堆放。或靠近热源。开启瓶阀时，操作者必须站在瓶嘴侧面。11/15/202262第一节激光切割作业4．在未弄清某一材料是否能用激第一节激光切割作业9.使用气瓶时，应避免压坏焊接电线，以免漏电事故发生。气瓶的使用、运输应遵守气瓶监察规程。禁止气瓶在阳光下爆晒1O．维修时要遵守高压安全规程。每运转40小时或每周维护、每运转1000小时或每六个月维护时，要按照规定和程序进行。11．开机后应手动低速X、Y方向开动机床，检查确认有无异常情况。12．对新的工件程序输入后，应先试运行，并检查其运行情况。11/15/202263第一节激光切割作业9.使用气瓶时，应避免压坏焊接13．工作时，注意观察机床运行情况，以免切割机走出有效行程范围或两台发生碰撞造成事故。14．在激光加工设备上应设有明显的危险警告标志和信号及设有各种安全保护装置；激光加工场地也应设有安全标志，并采用预防栅栏、隔墙、屏风等，防止无关人员误入危险区；第一节激光切割作业11/15/20226413．工作时，注意观察机床运行情况，以免切割机走出有第二节原子氢焊

一、原子氢焊焊接方法和工作原理原子氢焊是分子氢通过两钨极之间的电弧热分解成原子氢，当其在焊件表面重新结合为分子氢时释放出热量，以此为主要热源进行焊接的方法。其原理是：电弧在两个钨极间燃烧，采用氢气为保护气体。两只钨极间成一锐角，各与电源的一极相连接。一般用交流电焊接。由于母材不通电，工件受在两只钨极间产生电弧的辐射热加热熔化。焊接填充材料一般为焊棒形状用手握持送进。母材的熔池深度由它与钨极的距离来决定。故增大该距离可以得到小的熔深，但是也会产生轻微的连接缺陷。由喷嘴喷出的氢气保护焊接部位免受氧气和氮气的侵入。可是焊缝金属中的含氢量增加。11/15/202265第二节原子氢焊一、原子氢焊焊接方法和工作原第二节原子氢焊但增加的氢量不得过高，否则会造成焊缝金属气孔。原子氢焊常用于焊接软的钦质材料。因不必担心会出现氢脆和产生裂纹。总而言之，较高强度的钢材不能用这种焊接方法。加进去的分子氢在电弧中分解和电离成原子氢，吸收热量，使电弧由其最热的部分偏离。在焊接区域较冷的区域，即靠近母材的附近原子氢重新结合成分子氧。原先吸收的热又再次以结合热量的形式释放出来，正好利用在这里释放出的热能熔化母材和焊接填充材料，这种热最传递赋于这种焊接方法高的热效率。11/15/202266第二节原子氢焊但增加的氢量不得过高，否则会第二节原子氢焊

二、原子氢焊的特点及使用范围原子氢焊的特点是方法简单，操作方便，成本低。原子氢焊作为一种古老的焊接工艺，目前已很少采用。只有在极个别特殊的地方还在应用原子氢焊。如某些薄板连接和刀具的堆焊等。原子氢焊原理示意图原子氢焊时的电弧形状11/15/202267第二节原子氢焊二、原子氢焊的特点及使用范围第二节原子氢焊

三、原子氢焊设备、及基本操作方法原子氢焊采用交流电源进行焊接。氢气传热性能较大，故要求用较高的引弧电压。在引弧的瞬间，变压器放出300伏的空载电压。为了保证焊工安全，应采用间断保护电路，当电弧形成瞬间电压迅速降低至24伏的安全电压，此时电流特性是呈下降曲线。电弧电压随电源调节和钨极距离在25和80伏之间选择。一般常用的焊接电流分为两个调节区，即12－60安和60－120安。每个调节区均可无级调节电流。11/15/202268第二节原子氢焊三、原子氢焊设备、及基本操作第二节原子氢焊

四、原子氢焊的安全技术和防范措施原子氢焊对人体的危害主要表现在钨极放射性、高频磁场和有害气体等方面。1．原子氢焊使用的钨极含有一定的放射元素，因此要求焊工操作时，必须穿戴好帆布防护服，戴皮质绝缘手套，工作完后要洗净手脸，钨极要放在盒内，妥善保存；2．由于采用高频引弧装置，产生的高频磁场易伤害人的神经，因此焊工作业时应避免频繁使用高频引弧装置，为防止和消弱高频磁场的影响，应采取以下措施：11/15/202269第二节原子氢焊四、原子氢焊的安全技术和防范第二节原子氢焊(1)工件应良好的接地，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽；(2)适当降低频率；(3)尽量不要使用高频振荡器作为稳弧装置，减小高频作用时间；3．焊接中易产生大量有害气体和粉尘，因此要求焊工必须戴好防护口罩，必要时还应戴好防毒面具；现场应采取良好的通风措施及放射线措施；11/15/202270第二节原子氢焊(1)工件应良好的接地，焊枪第三节铝热焊

一、铝热焊的工作原理及特点铝热焊一般是利用金属氧化物和铝之间的铝热反应所产生的过热，熔敷金属来加热工件的填充接头而完成焊接的一种方法。铝热焊的工作原理是焊接前在坩埚中装以热剂，用高温火柴点燃从而引起剧烈的化学反应，当热剂钢水和熔渣分离，将热剂钢水浇注到铸型中，冷却凝固后，形成铝热剂焊接接头，完成焊接。其特点设备简单、投资少，焊接操作简单，适合野外作业，但由于类似铸造工艺方法，因此焊缝组织、性能均较差，必要时应采取一定的热处理措施，以保证质量。瑞典铁路轨道铝热焊11/15/202271第三节铝热焊一、铝热焊的工作原理及特点瑞典第三节铝热焊

二、铝热焊的适用范围铝热焊接属于一种古老的焊接方法，目前主要应用于钢轨的连接及钢筋、导线和大断面铸锻件的焊接和维修。11/15/202272第三节铝热焊二、铝热焊的适用范围11/11第三节铝热焊

三、铝热焊接材料及设备铝热焊接所使用的材料主要包括热剂、型砂和铸型、封箱材料及高温火柴等。其中热剂主要由铝粉、氧化铁、铁屑和铁合金、石墨等组成；型砂和铸型一般是由耐火度高的石英砂、膨润土和水玻璃等混合而成，型砂要求成形性好，耐高温且透气性好；铸型包括用来形成焊缝、预热及浇注系统等部分的型腔，铸型一般是用型砂制造的砂型，也有使用石墨型的。所使用的设备为坩埚、预热工具、装夹工具、支架和整修工具等；造型设备包括模型、轮辗式混砂机、恒温干燥箱等、11/15/202273第三节铝热焊三、铝热焊接材料及设备11/1第三节铝热焊

四、铝热焊焊接工艺

目前铝热焊主要用于钢轨的焊接。

1．焊前准备检查预铝热焊剂是否密封包装，储藏环境干燥，包装标记足否明确。砂模应预制好，并与待焊钢轨断面吻合；包装上有标记．便于识别产品类型，生产日期；不得受潮、破损、开裂；坩埚使用前不得受潮、破损、开裂。配备限制钢水飞溅的坩埚盖；坩埚底部易熔塞用来控制钢水流下的时间，必须保持完好状态。检查待焊钢轨端面是否平直，端面不平度不得大于2mm；钢轨不能有损伤、裂纹等；去除钢轨端面及距轨50mm范围内的油、锈和切割时残留下的熔渣。钢轨铝热焊接工艺11/15/202274第三节铝热焊四、铝热焊焊接工艺钢轨铝热焊接第三节铝热焊

2．组装焊接根据工艺要求要预留轨缝，为避免由于焊缝收缩造成的低接头(顶面下凹)，在固定钢轨时要留有一定的预拱度，其大小要根据焊接工艺和焊接时钢轨的支撑条件而定。装夹铸型时要将铸型中心与轨型中心固定好，用专用卡具卡紧。然后用封箱砂或封箱泥膏将铸型间和铸型与钢轨的接合处封严，避免钢水泄露。浇铸前应当钢轨端部进行预热，一般的预热方法要用气体火焰将钢轨端部预热到800～1000℃，为防止钢轨端部发生预热氧化，不得使用氧化焰，应使用中性焰进行预热。使用坩埚前需检查坩埚．受损、受潮的坩埚不能使用。11/15/202275第三节铝热焊2．组装焊接11/11/202第三节铝热焊

需清除坩埚内的杂物，易熔塞表面须干净。坩埚清理完后，从焊剂包中去取出焊剂，混合均匀后(反复倾倒三次)，将焊剂旋转倒入坩埚中，并使其顶部形成锥形，插入高温火柴，盖上坩埚盖，预热完成后，立即放入分流塞并将坩埚安置在砂模侧模板顶部定位槽内。焊剂高温反应时间一般为8～15s，镇静时间为8～18s(若大于30s，燃烧不均匀)。焊剂反应及浇注过程中操作者应该距离坩埚3m以上的距离，确保人身安全。反应完成后，如果钢水不能漏下来，应该让钢水在坩埚中冷却20分钟后才能移动坩埚。11/15/202276第三节铝热焊需清除坩埚内的杂物，易熔塞表面第三节铝热焊

3．焊后处理浇注1分钟后移去坩埚，5分钟后拆除侧模板、央紧装置及底模板，及时将轨面清理干净，防止推瘤时残渣拉伤轨面。当焊后20分钟后，可对焊接接头进行粗打磨，温度将至常温时方可进行精打磨，精打磨至0～+O．3mm，不能低凹，时速200km以上线路打磨要求为0～+0．2mm，精打磨后钢轨表面要求整洁、平滑，焊缝两侧1OOmm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。11/15/202277第三节铝热焊3．焊后处理11/11/202第三节铝热焊

4．焊后检验精打磨后的焊接接头应满足以下要求：(1)不应出现裂纹；(2)可出现1个最大尺寸为1mm的气孔；(3)在轨头下鄂与焊筋边缘交界处半径为2mm的区域内，可出现1个最大尺寸为lmm的气孔、夹渣或夹砂；(4)焊接接头焊筋表面应满足最多可出现3个最大尺寸不超过2mm的气孔；焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的尺寸应符合下表的规定，这些缺陷不应侵入钢轨的横断面内；焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸为当缺陷面积每平方毫米小于等于lOmm时，缺陷深度小于等于3mm；当缺陷面积每平方毫米小于等于15mm时，缺陷深度小于等于2mm；当缺陷面积每平方毫米小于等于20mm时，缺陷深度小于等于lmm；11/15/202278第三节铝热焊4．焊后检验11/11/202

五、铝热焊的安全操作技术1．从事铝热焊人员应经过专门培训，掌握焊接安全技术，经考试合格放可进行操作；2．施工点附近不应有挥发、易燃、易爆物品；3．存放铝热焊材料的房间应配置干燥剂及干湿温度计，保证其环境相对湿度不大于60％；4．工件预热前，工人必须戴防护镜，以防伤眼睛；5．坩埚安装必须按说明书进行；

第三节铝热焊

11/15/202279五、铝热焊的安全操作技术第三节铝热焊11/6．点火浇铸人员必须佩戴防火手套、护目镜、防护衣，防止烫伤；7．拆模前周围人员必须远离焊接处，防止铁水烫伤人员。铁水要统一处理，不能随便丢弃；推瘤前要检查机子是否运转正常；8．打磨时人员必须佩戴护目镜、防护衣、面具安全帽、隔热手套。第三节铝热焊

11/15/2022806．点火浇铸人员必须佩戴防火手套、护目镜、防护衣，防

第四节电渣焊

一、电渣焊的工艺方法及原理电渣焊是利用液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状，可分为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊等。其基本原理是电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。电渣焊方法不同时其原理有一定区别。电渣焊11/15/202281第四节电渣焊一、电渣焊的工艺方法及原理电

1．丝极电渣焊丝极电渣焊是以焊丝为电极，焊丝通过不熔化的导电嘴送人渣池，这种焊接方法由于焊丝在接头间隙中的位置及焊接参数都容易调节，从而熔宽及熔深易于控制，故适用于环焊缝、高碳钢、合金钢对接焊缝及丁字接头的焊接；

2．板极电渣焊板极电渣焊的电极为板状，通过送进机构将板极不断向熔池送进。板极可以是铸造的也可是锻造的，板极电渣焊适于不宜拉成焊丝的合金材料的焊接和堆焊，目前多用于模具钢的堆焊、轧辊的堆焊等。

第四节电渣焊

11/15/2022821．丝极电渣焊第四节电渣焊11/11/2

3．熔嘴电渣焊其电极为固定在接头间隙中的熔嘴和由送丝机构不断向熔池中送进的焊丝构成。熔嘴电渣焊的设备简单，操作方便，目前已成为对接焊缝和丁字形焊缝的主要焊接方法。此外焊机体积小，焊接时，焊机位于焊缝上方，故适合于梁体等复杂结构的焊接。

第四节电渣焊

日本新日铁电渣焊11/15/2022833．熔嘴电渣焊第四节电渣焊日本新日铁电渣

第四节电渣焊

二、电渣焊的特点及适用范围在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。其特点是：1．适合垂直位置焊缝当焊缝中心线处于垂直位置时，电渣焊形成熔池及焊缝成形条件最好，故适用于垂直位置焊缝的焊接。2．完成接缝的速度，一般是每小时lm接缝，可不考虑厚度；3.无角形变；4．边角形变被限制在3mm／m焊缝；11/15/202284第四节电渣焊二、电渣焊的特点及适用范围1

第四节电渣焊

5．形成高质量的焊缝；6．简单的接头准备，如火焰切割直角边缘即可；7．通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理。它的缺点是输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。11/15/202285第四节电渣焊5．形成高质量的焊缝；11/

第四节电渣焊

三、电渣焊的设备和焊接工艺

1．电渣焊设备

电渣焊设备主要由焊接电源、控制箱、机头、导轨等组成。电渣焊一般采用空载电压低、功率大的平外特性电源。

2．电渣焊焊接材料

电渣焊焊接材料包括焊丝及焊剂和管极涂料，常用的钢材电渣焊焊丝见表17－2；常用的钢材电渣焊焊剂见表17－3。

3．电渣焊焊接参数部分对接直焊缝丝极(直径3mm)电渣焊焊接参数见表17－4。11/15/202286第四节电渣焊三、电渣焊的设备和焊接工艺1表17－2常用钢材电渣焊焊丝及选用种类焊件钢号焊丝牌号Q235AQ235BQ235CH08AH08MnAQ345AQ345BH08Mn2SiH10MnSiH10Mn2H08MnMoA钢板15MnV15MnTi16MnNb09Mn2H08Mn2MoVA15MnVN15MnVTiReH10Mn2MoVA14MnMoV14MnMOVN15MnMoVN18MnMoNbH10Mn2MoVAHlOMn2NiMo15、20、25、35H10Mn2H10MnSi铸锻件20MnMo20MnVH10Mn2H10MnSi20MnSiH10MnSi

第四节电渣焊

11/15/202287表17－2常用钢材电渣焊焊丝及选用种类焊件钢

第四节电渣焊

表17－3常用钢材电渣焊焊剂及选用种类类型焊件钢号用途HJl70无锰、低硅、高氟Si026～9Ti0235～4lCaOl2～22CaF227～40NaF1.5～2.5固态时有导电性用于电渣焊开始时形成渣池HJ360中锰、高硅、中氟

Si0233～37Ca04～7Mn020～26Mg05～9CaF210～19A120311～15FeO≤1.0S≤O．10P≤0．IO用于焊接低碳钢和某些低合金钢HJ43l高锰、高硅、低氟S10240～44Mn034～38Mg05～8CaO≤6CaF23～7A1203≤4FeO≤1.8S≤0.06P≤0.08用于焊接低碳钢和某些低合金钢11/15/202288第四节电渣焊表17－3常用钢材电渣焊焊剂及选

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表17－4部分对接直焊缝丝极(直径3mm)电渣焊焊接参数单根焊丝所能焊接的木材板厚母材金属的5070100含碳量(％)送丝速度临界值(m／h)最小焊接电压(v)送丝速度临界值(1n／h)最小焊接电压(v)送丝速度临界值(m／h)最小焊接电压(v)

＜O．1328045—4742050～5250054—560.14～0.1725044—4636549～5148054—560.18～0.2223043～4533548～5044052—540.23～O.2622042—4429046～4838050—520.27～O.301704225045—4732048～500.3l～0.3515543—4522543～4529048～500.36～0.4014044—4622043—4526046—4811/15/202289第四节电渣焊表17－4部分对接直焊缝丝极(直

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4．电渣焊焊接操作工艺(1)焊前准备

①焊件和焊丝的表面清理

一般电渣焊焊件的接缝面都是机械加工的，也有气割的。气割面应用砂轮打磨氧化皮，并修补气割缺陷，距接缝两侧100mm范围内都要进行打磨。焊丝表面的油污需进行清理，发现锈蚀，应用砂纸去锈，焊丝有死弯应及时矫直。

②焊件的装配和定位焊根据间隙要求准备问隙垫、拉筋及引弧板和收弧板。将焊件吊放在平台上，并垫起，以便在底部装焊拉筋。装配时，先在一侧接缝面上焊好间隙垫，再和另一块对装，对装问隙与错边量要符合要求，焊接拉筋时要进行定位，装焊好收弧板和引弧板，如图17－l所示。形铁焊好后将间隙垫割掉．11/15/202290第四节电渣焊4．电渣焊焊接操作工艺11/

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③焊件的固定：将装配定位旱好的焊件吊到焊架上，打入楔铁，如图17－l所示。图17－1丝极电渣焊焊件的装配及定位焊1－收弧板2－拉筋3－引弧板4－引弧楔铁5－限位间隙垫11/15/202291第四节电渣焊③焊件的固定：将装配定位旱好

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(2)焊接①联接设备，给控制箱送电，检查焊丝送进和焊丝摆动机构沿导轨上下行走的情况。②矫平导电嘴，使三个导电嘴平行。③将焊机吊装就位，使焊丝处在间隙中间，吊装时注意不要把导电嘴碰坏，调好横向和纵向调节余量，固定焊机，并空载试车，检查导电嘴运行的平行度及停摆位置是否合适，并予以调整，松开焊丝压紧机构。④准备铜滑块和夹具，接好水管并调试流量，装焊固定铜滑块夹具。11/15/202292第四节电渣焊(2)焊接11/11/202