材料热处理 第一章 电弧焊1.ppt

第一章 电弧焊 第一节 电弧焊的焊接过程 1. 焊接电弧 1.1焊接电弧---是在电极与工件之间的气体介质强烈而有力的放电现象。 如图所示： 1.2电弧中的各区域：根据电弧各个部位的物理特性和作用，可将其分为三个区域：阴极区、阳极区和弧柱区； 电弧电压U=UK+UA+UC 引弧电压50~90V，电弧电压为16~35V； 1.3电弧中带电粒子的产生： 导电机构：正离子和电子（在电场的作用下做定向移动） 电离： 电子发射： 1.4焊接电弧的热： 焊接电弧既是热源又是力源，都是由电能转变而来的。 各区域的热量分配： 阳极区：43%；阴极区：36%；弧柱区：21%； 1.5 电弧的有效功率： 电弧的总功率Q0：Q0=IU； 电弧的有效功率Q：Q=ηIU η：电弧的有效功率系数，它与焊接方法、焊接规范及周围条件有关，如表所示： 埋弧焊的η=0.80~0.90，较大； 1.6电弧的温度分布： 弧柱的温度最高； 一般情况下，阳极温度高于阴极温度； 在弧柱中，总是靠近电极电弧直径小的一端温度高。 例如：钢焊条焊接钢材时，阳极区的温度为2600K，阴极区的温度为2400k，弧柱温度为6000~8000k； 2.手工电弧焊的焊接过程： 手弧焊：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法； 焊接过程：如图所示； 应用：应用广泛： 场所、位置、材料；设备简单，操作简单； 直流正接：工件接电源正极，焊条（电极）接电源负极；如图所示； 直流反接：工件接电源负极，焊条（电极）接电源正极；如图所示； 4手工电焊焊的辅助设备： 4.1电焊钳：又称焊把，有300Ａ、500Ａ两种型号； 4.2面罩和护目镜：分为盾式和盔式两种，如图所示； 4.3电焊条保温筒：烘干温度为150～400℃，保温时间为1～2ｈ； 4.4焊缝接头尺寸检测器： 4.5清渣榔头和钢丝刷； 4.6夹具和变位器：夹具用于定位，防止焊接变形；变位器用于将工件上的待焊缝置于更容易焊接的位置； 第二节 电弧焊的冶金过程特点 焊缝熔池中的金属熔化与结晶过程伴随着冶金过程。与一般意义上的冶金相比具有如下 特点： 1.焊接电弧和熔池金属的温度高于一般冶金温度。更易烧损合金元素及形成有害物质。 2.熔池体积小，金属冷却速度快，各种化学反应不充分，金属组织不均匀，易形成气孔、夹渣等缺陷； 保证焊缝质量，应采取的措施： 第三节 电焊条1.焊条的组成和作用： 1.1焊芯：如表所示； 作用：导电、作为填充金属； 常用焊条直径为：1.6，2.0，2.5，3.2，4，5等；长度在200~400mm； 1.2焊条药皮： 作用：如表所示； 2焊条的种类、型号和牌号： 2.1焊条的种类：如表所示； 按用途分为十类：结构钢焊条、耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条； 2.2焊条型号： 如：碳钢焊条； 2.3焊条牌号： 3.碱性焊条和酸性焊条： 3.1酸性焊条：焊条药皮中主要含酸性氧化物，其熔渣呈酸性； 特点：焊缝的冲击韧性、抗裂性差；但不易产生气孔，电弧稳定，成本低，适合各种电源，广泛用于一般结构的焊接； 3.2碱性焊条：焊条药皮熔渣呈碱性； 特点：焊缝的力学性能好，抗裂性好，但电弧不稳定，成本高，只适用直流电源，用于重要结构件的焊接； 4.焊条的选择原则： 4.1低碳钢和普通低合金钢构件，一般要求焊缝金属与母材等强度，因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。 4.2对焊缝的塑性、冲击韧性、抗裂强度或低温性能要求较高时，应选用碱性焊条， 否则，选用酸性焊条。 4.3低碳钢与低合金钢焊接时，可按异种钢接头中强度较低的钢材来选用焊条。 4.4焊接铸钢件时，一般应选用碱性焊条，并采取适当的工艺措施进行焊接。 4.5焊接特种钢时，应选用专业焊条。保证焊缝金属的主要化学成分及性能与母材相同。 第四节 埋弧自动焊 1. 埋弧自动焊的焊接过程与特点： 埋弧焊的电弧是掩埋在颗粒状焊剂下面的； 当焊丝与工件之间引燃电弧时，电弧热会使焊件、焊丝以及焊剂熔化以至于部分蒸发，金属与焊剂的蒸发气体形成一个气泡，电弧就在这个气泡中燃烧。 气泡上部被一层烧化了的焊剂－熔渣所构成的外膜包围，这层外膜不仅很好的隔离了空气与电弧、熔池的接触，而且使有碍操作的弧光辐射不再散射出来。 局限性： A)主要适用于平焊； B)只适于长焊缝，并且不适于形状复杂的焊缝的焊接； C)对于装配间隙、坡口加工要求严格； D)难以焊接氧化性强的金属与合金； E)当焊接电流小于100A时，电弧的稳定性差，所以不适于焊接厚度小于1mm的薄板； 2.焊剂与焊丝： 2.1焊丝： H08Mn、H08MnA； 焊丝直径：1.6~6mm； 焊前需对焊件进行清理：去除铁锈、油污、氧化