材料连接设备及工艺 作者 杨立军_ 第2章 焊条电弧焊.ppt

第2章 焊条电弧焊 本章主要讨论焊条电弧焊的特点，应用范围及焊条电弧焊所用设备和焊接工艺。 2.1 概述 2.1.1 焊条电弧焊的基本原理 焊条电弧焊同其它电弧焊 方法一样，是利用电弧放电时 产生的热量加热熔化焊条和工 件，从而获得牢固焊接接头的 一种电弧焊方法（如右图） 属：气——渣联合保护的熔化焊 2.1.2 焊条电弧焊的特点及应用 1．优点： （1）操作灵活，适应性强。 设备简单，不受焊缝空间位置、接头形式及操作场合的限制。 （2）对焊接接头的装配要求低。 （3）可焊材料广，常用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。 2．缺点： （1）生产率低，劳动强度大。 （2）焊缝质量依赖性强 目前，焊条电弧焊广泛应用于船舶、车辆、桥梁、建筑、压力容器、石油化工、机械制造等部门的结构工程和产品制造中 2.2 焊条电弧焊设备 焊条电弧焊设备主要由焊接电源和焊钳两都分组成，还有面罩、焊条保温筒等辅助设备或工具。如下图 1.焊接电源 常用电源有弧焊变压 器、弧焊发电机、磁放大 器式弧焊整流器以及晶闸 管弧焊整流器、弧焊逆变 电源等。电源都应当具有 下降外特性，最好是陡降的外特性。 选择适合的电源应考虑以下因素： 1)所要求的焊接电流的种类 2)弧焊电源的功率 3)工作条件和节能要求等 2.焊钳-夹持焊条传导焊接电流进行焊接的工具 要求：应是具有良好的导电性、不易发热、重量轻、夹持牢 固、装换焊条方便以及安全耐用等 注：常用的市售焊钳有300A和500A两种 3.面罩与护目玻璃-面罩是防止焊接时的飞溅、弧光及其它辐射对焊接操作人员面部和颈部损伤的一种遮蔽工具。 要求：质轻、坚韧、绝缘性和耐热性好 4.焊条保温筒-装载己烘干的焊条 2.3 焊条（具体可以参考张文钺主编的《焊接冶金学》） 2.3.1 焊条的组成及分类 焊条是焊条电弧焊的焊接材料，它由焊芯和药皮(涂层)组成 药皮：不断地分解、熔化而生成气体及熔渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害污染 焊芯：在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，成为焊缝的填充金属。，此外太充当电极。 焊条种类繁多，焊条的分类方法也很多，可以从药皮主要成分、熔渣性质、用途、性能等几个方面分类 2.3.2 焊条的选用 焊条的选用应根据被焊工件的情况、施工条件及焊接工艺等因素综合考虑。一般考虑的原则可参考下表： 2.4 焊条电弧焊工艺 2.4.1 焊前准备 焊条电弧焊焊接产品质量的好坏，在很大程度上取决于焊前的准备工作。应根据工件的厚度、结构形状及对产品的使用要求等来确定接头形式和坡口形状，选择坡口加工方法。 1．主要焊接接头形式 对接接头：两焊件端面相对平行的街头。（包括I形 、V形 、 X形 、 U形 、 双U形对接接头） 角接街头：两钢板端面构成大于30度，小于135度夹角的接头 T型接头：一焊件表面与另一焊件面构成直角或近似直角的接头 搭接街头：两 钢板部分重叠构成的接头 卷边接头：是指焊件端部预先卷边的接头 注：焊条电弧焊焊接厚度不大于60mm的碳钢、低合金钢焊接接头坡口形式和坡口尺寸，可查阅国家标准GB985—88。 2．坡口准备 坡口作用：一是为了使电弧能深入到焊缝根部，保证根部焊透，便于清除熔渣，获得较好的焊缝成形；二是为调节焊件和填充金属在焊缝中的熔合比。 选择应考虑的因素：尽量提高生产率、减少焊条消耗量；焊接可达性要好，保证根部焊透；坡口形状易加工；焊接受形要小。 2.4.2 焊接工艺参数的选择 （重点） 正确的选择焊接工艺参数是获得高质量焊缝的首要条件 主要工艺参数及条件包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数、焊条牌号、电源种类和极性等。由于焊前准备、焊工的技术水平、坡口形状选择及工艺要求和现场情况等的不同，因此参数的选择可以是多种组合，对于同样的焊件可选用不同的焊接规范，均能满足焊缝质量要求。 以下仅作原则性介绍： 1．焊条直径的选择 焊条直径的选择主要考虑下列因素： （1）焊件厚度：焊件厚度大，应选择直径较大的焊条。从提高生产效率的角度看，应尽量选择直径较粗的焊条 （2）焊缝位置：平焊时的焊条直径应比其它位置大些；立焊、仰焊、横焊时焊条直径要小些 （3）焊接层数：一般多层焊时，为防止产生未焊透，在焊第一层焊道时应选用较小焊条直径，以后各层尽可能选用大直径焊条。 2．焊接电流的选择 一般焊接电流的大小取决于焊条直径和焊缝位置，即对一定直径的焊条有一个合适的电流选择范围，其关系： 式中，I-焊接电流（A）