焊接、气割设备及操作手法ppt课件.ppt

焊接、气割设备及操作手法技术教材,2015年8月18日,2,目录,一、电焊简介1.1电焊机工作原理及结构1.2焊接时手法及电流、焊条的选用二、氩弧焊简介2.1氩弧焊机工作原理及结构2.2氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择2.3氩弧焊机常见故障处理方法三、气割简介3.1气焊和气割的原理及组成3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节,3,一、电焊简介,1.1电焊机工作原理及结构:交流弧焊机如下图所示。它是一个结构特殊的降压变压器，属于动铁芯漏磁式类型。焊机的空载电压为6090V，工作电压为2040V，电流调节范围为50450A。,4,一、电焊简介,1.1电焊机工作原理及结构,电焊机就是一个特殊的变压器 ，普通电焊机的工作原理和变压器相似，是一个降压变压器。在次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，引燃电弧，在电弧的高温中将工件的缝隙和焊条熔接。1、初级（一次侧）电压U1：交流380V（单相）或220V ，不 随负载的变化而变化，其电压是恒定的。2、次级（二次侧）电压U2：随负载的变化而变化： (1) 空载电压：为了满足引弧与安全的需要，空载（焊接） 时 要求空载电压约为60 90V，这既能顺利起弧，又 对人身比较安全。,5,一、电焊简介,1.1电焊机工作原理及结构,3、交流电焊机具有焊接电流的可调节性 为了适应不同材料和板厚的焊接要求，焊接电流可根据工件的厚度和所用焊条直径的大小任意调节所需的电流值我们通过旋转手柄在空载的状态下调节电流。,6,一、电焊简介,1.2.焊接时手法及电流、焊条的选用,一、引弧定义：手工电弧焊时，引燃焊接电弧过程；引弧方法：划擦法和直击法，如图：,7,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,（1）划擦法动作要领： 末端对准焊件，手腕扭转一下，焊条在焊件上轻微划一下，提起2-4MM， 在空中起弧；引燃焊条不大于15MM，往回拉，有一定电弧产生，后开始焊接；（2）直击引弧法动作要领： 末端对准焊件，手腕下弯一下，轻碰一下焊件，迅速提起2-4MM，即产生 电弧，引弧后手腕放平，使电弧保持与用焊条直径适应范围，开始焊接；,8,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,一、运条定义：电弧焊时，焊把焊接母材的运行轨迹；常用的运条方法： 1.直线形运条方法保持一定弧长，不作摆动；板厚3-5MM的不开坡口对接平焊、多层焊的第一层封底焊和多层多道焊。,一、电焊简介,9,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,2.直线往返形运条法：来回直线，电弧拉长，向前跳动，待 熔池稍凝，再焊接。适用薄板和间隙较大底层焊接3.锯齿形运条法：运用广泛，厚板，用于平焊、立焊、仰焊对接接头和立焊角接接头4.月牙形运条法（正、反）：使焊缝两侧熔合较好，避免咬肉质量高；5.三角形运条法（正、斜）：适开坡口焊缝，焊出较厚焊缝断面,10,一、电焊简介,1.2 焊接时手法及电流、焊条的选用,各类运条手法图示：,11,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,三、焊缝的起头、接头及收尾1.起头：刚操作，电弧拉长，对焊缝预热，往复运条，使端部熔深和 所需宽度后再正常焊接。2.接头：一根焊条不可能焊完一道焊缝接头；如图几种方式：,12,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,焊条分类：1. 按熔渣碱度分：酸性、碱性2. 按焊条药皮成分分：钛钙型、钛铁矿型、低氢型、铁粉3. 从用途角度分：低温钢、堆焊、结构钢、钼、钼铬耐热钢 不锈钢（铬不锈钢、奥氏体不锈钢）铸铁、 镍及镍合 金、铝 及铝合金,13,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,一、酸性、碱性焊条使用比较：1.酸性焊条（含氧化铁、氧化钛、氧化硅）： 优点:电弧柔软、飞溅小，熔渣流动性好，型美观、平滑、可交、 直流两用。 缺点:焊接使合金元素烧损多、塑性和韧性差。2.碱性（大理石、萤石）焊条： 缺点:电弧不稳，熔渣覆盖性差，焊缝表面凸起，波纹粗糙，向 上立焊易操作。 优点:塑性和韧性高，一般焊接重要结构，压力容器和钢性较大 的结构使用。,14,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,二、按焊条用途分类： 国内现行分类，主要是依据焊条国家标准和机械工业委员会编制的 焊接材料产品样本共分成10大类,15,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,三、焊条型号及牌号表示方法型号的含义：焊条，焊条类别（如熔敷金属 抗拉强度、使用温度、焊芯金 属类型及化学成分），药皮类 型，焊接电源。划分：碳钢焊条型号划分：根据G5117-5 碳钢焊条标准规定，见表1-6 主要按熔敷金属抗拉强度、药皮类型、焊 接位置和焊接电流划分。,16,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,17,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,18,一、电焊简介,1.2焊接时手法及电流、焊条的选用,注：1.EA322型焊条适宜单道焊。 2.直径大于4MM的E5014、E5015、E5016、E5018及直径 不大于5MM的其他型号焊条，适用立焊和仰焊。,二、氩弧焊简介,19,2.1氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,一氩弧焊的原理,氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法,1熔池 2一喷嘴 3一钨极 4一气体 5一焊缝 6一焊丝 7 一送丝滚轮,二、氩弧焊简介,20,2.1氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,（1）焊缝质量较高 由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学 反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护 层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。（2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。（3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊（4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。,二、氩弧焊的特点,21,二、氩弧焊机简介,直流氩弧焊,交流氩弧焊,根据所用的电极材料可分为:,钨极氩弧焊(不熔化极) (用TIG表示),熔化极氩弧焊(用MIG表示),根据操作方式可分为:,手工氩弧焊,半自动氩弧焊,自动氩弧焊,根据采用的电源种类可分为:,2.1氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,二、氩弧焊简介,22,2.1氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,四、钨极氩弧焊设备,手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系 统、控制系统和冷却系统等部分组成,1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却水 5-电源与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶,23,二、氩弧焊简介,2.1氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,控制系统：控制系统是通过控制线路，对供电、供气与稳弧 等各个阶段的动作进行控制。,24,二、氩弧焊简介,2.1 氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,（三）焊枪：焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、 输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统焊 枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分 为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于 150A时，可选择气冷式焊枪 见下图。,1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5-手把 6-电缆 7-气体开关手轮 8-通气接头 9-通电接头,25,二、氩弧焊简介,（4）供气系统 ：供气系统由氩气瓶、氩气流量调节器 及电磁气阀组成。,2.1 氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,1） 氩气瓶 ： 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。 氩 气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。,2）电磁气阀 ： 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可 起到提前供气和滞后停气的作用。,26,二、氩弧焊简介,2.1 氩弧焊机氩弧焊机工作原理及结构,3）氩气流量调节器 在供气系统中起到起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形如右图。,27,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（1）钨极直径与焊接电流,钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。,28,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（1）钨极直径与焊接电流,连续焊接时我们一般根据不锈钢板的厚度来选择焊接电流及焊丝的直径。,29,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（2）电弧电压,电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。,（3）焊接速度,焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。,30,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（4）氩气流量与喷嘴直径,喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝成形美观；流量不合适，熔池表面有渣，焊缝表面发黑或有氧化皮。氩气的合适流量为0.81.2倍的喷嘴直径。,31,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（5）喷嘴与焊件间的距离,喷嘴与焊件间的距离以814mm为宜。距离过大，气体保护效果差；若距离过小，虽对气体保护有利，但能观察的范围和保护区域变小。,（6）钨极伸出长度,为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度一般为34mm。伸出长度过小，焊工不便于观察熔化状况，对操作不利；伸出长度过大，气体保护效果会受到一定的影响。,32,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,用焊点试验法来判断气体保护的效果,具体的方法是在铝板上点焊。电弧引燃后焊枪固定不动，待燃烧510s后断开电源。这时铝板上焊点周围因受到“阴极破碎”作用，出现银白色区域，这就是气体有效保护区域，称为去氧化膜区，其直径越大，说明保护效果好。,1钨极、2焊枪、3焊件,33,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,手工钨极氩弧焊操作要点：,（1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离，就能在施焊点上直接引燃电弧。如没有引弧装置操作时，可使用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热到一定温度（约1s），立即移到焊接部位引弧焊接。这种接触引弧，会产生很大的短路电流，很容易烧损钨极端头。（通常不建议使用此方法引弧）,34,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（2）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置,平焊时持枪的姿势,焊枪、焊件与焊丝的相对位置一般焊枪与焊件表面成7080左右的夹角，填充焊丝与焊件表面为1520,35,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（3）焊丝送进方法,一种方法是以左手的拇指、食指捏住，并用中指和虎口配合托住焊丝便于操作的部位。需要送丝时，将弯曲捏住焊丝的拇指和食指伸直如下b图，即可将焊丝稳稳地送入焊接区，然后借助中指和虎口托住焊丝，迅速弯曲拇指、食指，向上倒换捏住焊丝如下a图，如此反复的填充焊丝。,36,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（3）焊丝送进方法,另一种方法如下图所示夹持焊丝，用左手拇指、食指、中指配合动作送丝，无名指和小手指夹住焊丝控制方向，靠手臂和手腕的上、下反复动作，将焊丝端部的熔滴送入熔池，全位置焊时多用此法。,37,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（4）收弧 一般氩弧焊机都配有电流自动衰减装置，收弧时，通过焊枪手柄上的按钮断续送电来填满弧坑。若无电流衰减装置时，可采用手工操作收弧，其要领是逐渐减少焊件热量，如改变焊枪角度、稍拉长电弧、断续送电等。收弧时，填满弧坑后，慢慢提起电弧直至熄弧，不要突然拉断电弧。熄弧后，氩气会自动延时几秒钟停气，以防止金属在高温下产生氧化。,38,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（5）焊接质量考核表,39,二、氩弧焊简介,2.2,氩弧焊基本手法介绍及焊丝型号及选择,（5）焊接质量考核表（续前表）,40,二、氩弧焊简介,2.3,氩弧焊及常见故障及处理方法,41,二、氩弧焊简介,2.3,氩弧焊及常见故障及处理方法 （续前表),三、气割简介,42,3.1气焊和气割的原理及组成,一、气焊与气割的基本原理和适用范围(1)气焊气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧的火焰去熔化工件接缝处的金属和焊丝而达到金属间牢固连接的方法。这是利用化学能转变成热能的一种熔化焊接方法。它具有设备简单、操作方便、实用性强等特点。因此，在各工业部门的制造和维修中得到了广泛的应用。气焊所用的可燃气体主要有乙炔(C2H2)、液化石油气丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)等和氢气(H2)等。氧气(O2)为助燃气体气焊应用的设备及工具包括氧气瓶、乙炔瓶(或乙炔发生器)、回火防止器、焊炬、减压器及氧气输送管、乙炔输送管等。这些设备器具在工作时的应用情况见图21。,三、气割简介,43,3.1气焊和气割的原理及组成,图21 气焊应用的设备和器具1焊丝；2焊件；3焊炬；4乙炔发生器；5回火防止器；6氧气减压器；7氧气橡皮管；8乙炔橡皮管；9氧气瓶。,三、气割简介,44,3.1气焊和气割的原理及组成,（1）气焊用的焊丝起填充金属的作用，焊接时与熔化的母 材一起组成焊缝金属。因此，应根据工件的化学成份 机械性能选用相应成份或性能的焊丝。（2）焊接有色金属、铸铁和不锈钢时，还应采用焊粉(熔剂 用以消除覆盖在焊材及熔池表面上的难溶的氧化膜和 其它杂质，并在熔池表面形成一层熔渣，保护熔池金 属不被氧化，排除熔池中的气体、氧化物及其它杂质 提高熔化金属的流动性，使焊接顺利并保证质量和成形（3）气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料(有色金属及其合金 铸铁件、硬质合金刀具等材料的焊接，以及磨损、报废零 件的补焊、构件变形的火焰矫正等。,三、气割简介,45,3.1气焊和气割的原理及组成,(二)气割气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的，气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。,三、气割简介,46,3.1气焊和气割的原理及组成,(二)气割气割时应用的设备器具除割炬外均与气焊相同。气割过程是预热燃烧吹渣过程，但并不是所有金属都能满足这个过程的要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割。(1)金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点；(2)气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点；(3)金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应；(4)金属的导热性不应太高；(5)金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金,三、气割简介,47,3.1气焊和气割的原理及组成,(三)气焊优缺点气焊的优点是：(a)设备简单、使用灵活； (b)对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性 (c)在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以 发挥更大的作用。其缺点是：(a)生产效率较低； (b)焊接后工件变形和热影响区较大； (c)较难实现自动化。,三、气割简介,48,3.1气焊和气割的原理及组成,(三)气割优缺点,气割的优点是：设备简单、使用灵活。 其缺点是：对切口两侧金属的成份和组织产生一定 的影响、以及引起被割工件的变形等。,三、气割简介,49,3.1气焊和气割的原理及组成,(一)气焊设备的组成（1）氧气瓶：氧气瓶是运送和贮存高压氧气的容器，其容积为40L，工作压力为15Mpa。按照规定，氧气瓶外表漆成天蓝色，并用黑漆标明“氧气”字样。保管和使用时应防止沾染油污；放置时必须平稳可靠，不应与其他气瓶混在一起；不许曝晒、火烤及敲打，以防爆炸。使用氧气时，不得将瓶内氧气全部用完，最少应留100200kpa，以便在再装氧气时吹除灰尘和避免混进其他气体。,三、气割简介,50,3.1气焊和气割的原理及组成,(一)气焊设备的组成（2）乙炔瓶 ：乙炔瓶是贮存和运送乙炔的容器，国内最常用的乙炔瓶公称容积为40L，工作压力为1.5Mpa。其外形与氧气瓶相似，外表漆成白色，并用红漆写上“乙炔”、“不可近火”等字样。在瓶体内装有浸满丙酮的多孔性填料，可使乙炔稳定而又安全地贮存在瓶内。使用乙炔瓶时，除应遵守氧气瓶使用要求外，还应该注意：瓶体的温度不能超过3040；搬运、装卸、存放和使用时都应竖立放稳，严禁在地面上卧放并直接使用，一旦要使用已卧放的乙炔瓶，必须先直立后静止20min，再连接乙炔减压器后使用；不能遭受剧烈的震动等。,三、气割简介,51,3.1气焊和气割的原理及组成,(一)气焊设备的组成,（3）减压器 ：减压器将高压气体降为低压气体的调节装置。对不同性质的气体，必须选用符合各自要求的专用减压器 。通常，气焊时所需的工作压力一般都比较低，如氧气压力一般为0.20.4Mpa，乙炔压力最高不超过0.15Mpa。因此，必须将气瓶内输出的气体压力降压后才能使用。减压器的作用是降低气体压力，并使输送给焊炬的气体压力稳定不变，以保证火焰能够稳定燃烧。减压器在专用气瓶上应安装牢固。各种气体专用的减压器，禁止换用或替用。,三、气割简介,52,3.1气焊和气割的原理及组成,(一)气焊设备的组成,（4）焊炬 ： 焊炬的作用是将乙炔和氧气按一定比例均匀混合，由焊嘴喷出，点火燃烧，产生气体火焰。常用的氧乙炔射吸式焊炬如图4-21所示。各种型号的焊炬均配备35个大小不同的焊嘴，以便焊接不同厚度的焊件时使用。,三、气割简介,53,3.1气焊和气割的原理及组成,(4)焊炬的基本参数,三、气割简介,54,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（一）根据钢板厚度选用割嘴，并按照规定调节工艺规范,三、气割简介,55,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（二）点火、调节火焰与灭火 点火时，先微开氧气阀门，再打开乙炔阀门，随后点燃火焰。这时的火焰是碳化焰。然后，逐渐开大氧气阀门，将碳化焰调整成中性焰。同时，按需要把火焰大小也调整合适。灭火时，应先关乙炔阀门，后关氧气阀门。,焊嘴倾角与焊件厚度的关系,三、气割简介,56,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（三）预热 （1）气割工件采用氧化焰，火焰的大小应根据工件的厚度 适当调整。 （2）调节预热氧气阀气割时割嘴对准气割线一端加热工件 至熔融状态，开快风（调节切割氧气阀）使金属充分 燃烧，工件烧穿后再开始沿气割线移动割嘴。,三、气割简介,57,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（四）割操作 气割所用的割炬如图4-2所示。工作时，先点燃预热火焰，使工件的切割边缘加热到金属的燃烧点，然后开启切割氧气阀门进行切割,三、气割简介,58,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（五）割操作注意事项 1、气割薄板时，割嘴不能垂直于工件，需偏斜5度 10度，火焰能率要小，气割速度要快。 2、气割厚板，割嘴垂直于工件，距表面35mm，切 割终了割嘴向切割方向的反向倾斜510度，以利 收尾时割缝整齐。 3、使用拖轮切割弧线，割枪不可抬太高，尤其割小弧 线厚板应使割枪与工件平行。 4、工作时应常用针疏通割嘴，割嘴过热应浸入水中冷却。 5、气割特殊钢材，按工艺要求进行切割。,三、气割简介,59,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（六）气割过程中紧急情况处理乙炔管破裂起火：气焊（割）作业中，当乙炔管发生脱落、破裂、着火时，应先将焊机或割炬的火焰熄灭，然后停止供气。当氧气管着火时，应立即关闭氧气瓶阀，停止供氧。禁止用弯折的方法断气灭火。进入容器内焊割时，点火和熄灭均应在容器外进行。气焊时不要把火焰喷到人身上和胶皮管上，不得拿着有火焰的焊炬和割炬到处行走；回火：熄灭气焊火焰时，先灭乙炔，后关氧气，以免回火。气焊如发现火焰突然回缩并听到“嗤嗤”声，就是回火的象征，当发生回火，胶管或回火防止器上喷火，应迅速关闭焊宽慰上的氧气阀和乙炔气阀，再关上一级氧气阀和乙炔气阀门，然后采取灭火措施。,三、气割简介,60,3.2气焊、气割的割嘴的选用、火焰的调节（七）气焊（割）设备维护保养（1）每周及使用前检查焊枪和胶皮管是否损坏；（2）每月进行全面检查保养（压力表、减压器）是否正常。（3）气焊（割）安全卫生:,61,