焊接基本原理、手工电弧焊基本原理及操作课件.ppt

,手工电弧焊,一 目的及要求二 手工电弧焊概念和设备三 手工电弧焊训练四 安全操作要点,一 目的及要求,1. 了解手工电弧焊的过程、特点和应用2. 熟悉手工电弧焊的主要设备3. 掌握手工电弧焊的基本操作4.了解接头形式、坡口形式和焊接位置种类5.了解常见的焊接缺陷和焊接变形6. 熟悉手工电弧焊安全操作技术,二 手工电弧焊概念和设备,电弧焊是指利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，称为手弧焊。,1. 手工电弧焊概念：是用手操作焊条，利用焊条与被焊金属工件间产生的电弧热量加热并熔化金属，随后形成焊缝，获得牢固接头的焊接方法。 缺点：焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，焊缝质量不稳定。,2. 手工电弧焊设备,接头和焊缝名称,b）焊缝各部分名称,堆高,熔宽,熔深,a）焊接接头,热影响区,焊缝,熔合区,母材,（1）电焊机 手弧焊机简称电焊机或弧焊机，是手弧焊的电源。焊接电源在结构上及特性上与一般电源不同。手弧焊时，电焊机与电弧组成一个电源-负载系统，电弧是一个变动的负载. 在稳定状态下弧焊电源的输出电压与输出电流之间的关系称为电源的外特性。手弧焊时为保证电弧的稳定燃烧和引弧容易，要求焊接电源外特性必须是下降的。 此外，焊接电源还应具有适当的空载电压、良好的动特性、良好的调节特性等。,1）交流弧焊机 交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，又称弧焊变压器。它将电网输入的交流电变成适宜于电弧焊的交流电。此类焊接电源通过增大主回路电感量来获得下降特性，其中有一种方式是增强变压器本身的漏磁，形成漏磁感抗。弧焊变压器中可调感抗除用以获得下降特性外，还有稳定焊接电弧和调节焊接电流的作用。2） 直流弧焊机 常用的直流弧焊机有两类，一类是直流弧焊发电机，它坚固耐用，工作电流稳定，但由于制造成本高，效率低，消耗电能大，噪声大，故用电动机驱动的弧焊发电机已趋于淘汰。另一类是弧焊整流器，其结构相当于在交流弧焊机上加上整流器（如硅整流器），它将交流电变成直流电输出，既弥补了交流电焊机稳定性不好的缺点，又比直流弧焊发电机结构简单，消除了噪音。,直流电焊机,交流电焊机,（2）手工电弧焊接线 焊接前，将焊钳和焊件分别接到弧焊机输出端的两极，并用焊钳夹持焊条。焊条和焊件分别成为两个电极。,（3） 焊接电弧及其特性,由焊接电源供给的、具有一定电压的两电极间或电极与焊件间、在气体介质中产生的强烈而持久稳定的放电现象，叫焊接电弧。 一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的 43% ，阴极约 36% ，弧柱约 21% 。用钢焊条焊钢材时温度分布如下： 阳极区 2600K， 阴极区 2400K，电弧中心 6000-8000K 。 使用直流电源焊接时有正接、反接两种： 正接：正极接工件工件温度可稍高一些。 反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。 交流焊机,无正反接特点，温度均为 2500K 。 手弧焊时，电弧产生的热量只有 65 85 用于加热和熔化金属。其余的热量则散失在电弧周围和飞溅的金属熔滴中。,（4）手工电弧焊用焊条、焊钳和面罩,焊条是电焊条的简称，由药皮和焊芯两部分组成。它实际就是涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极。 1) 焊芯焊芯是指焊条中被药皮包覆的金属芯。其作用有二： 一是作为电极，传导电流，产生电弧； 二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起组成焊缝金属。 焊芯的牌号用 “ H” 即 “ 焊 ” 字汉语拼音的第一个字母表示；其后的牌号表示方法与钢号表示方法相同。例如： H08 MnA 表示高级优质，主要合金元素为 Mn ，其含量左右,含碳量为 0.08 的焊接用钢丝。 手弧焊时，焊芯金属约占整个焊缝金属的 50 70 。焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量。,焊条钢芯性能、化学成分、规格GB1300-77 已标准化,焊条药皮“作用”非常重要,由焊条芯和药皮组成,焊条组成,2) 焊条的种类及编号 焊条的分类焊条按用途可分为九大类：即: 结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝和铝合金焊条、特殊用途焊条，其中应用最广的是结构钢焊条。 按药皮性质可分为酸性焊条和碱性焊条两大类。药皮中含有多量酸性氧化物（如 SiO2 ， TiO2 ， Fe2 O3 ）的焊条，称为酸性焊条；药皮中含有多量碱性氧化物（如 CaO ， FeO ， MnO ， Na2 O,MgO ）的焊条，称为碱性焊条。药皮类型中前五类为酸性焊条，其余的两类为低氢型焊条，属碱性焊条。,GB5117-85 规定了碳钢焊条的型号，以字母 E 字后加上四位数字表示。例如： E 4303 的含义如下： 字母 “E”表示焊条； 前两位数字 43表示焊缝金属的抗拉强度不小于 420MPa ； 第三位数字“ 0 ”表示全位置焊接； 第四位数字“ 3 ”表示氧化钛钙型药皮和交、直流两用。 焊条牌号是以各类焊条的相应汉字（或汉字拼音的首字母）加上三位数字表示的，例如：结 507 （或 J507 ）的含义如下： 汉字 结 （或 J ）-表示结构钢焊条；前两位数字 50-表示焊缝金属抗拉强度不小于 500MPa ；第三位数字“ 7 ”表示药皮类型是低氧钠型，只适用于直流焊接。,焊条电弧焊操作实训,1.手工电弧焊概念及应用 手工电弧焊简称手弧焊，是利用电弧产生热量来熔化被焊金属的一种手工操作的焊接方法，其采用手工操作进行引弧到形成焊接的过程，是焊接最基本的操作工艺。,4.2 手工电弧焊接工艺,焊条电弧焊操作实训,(1) 擦划引弧法 这种引弧方法与擦火柴有些相似，将焊条在焊件上划动一下，即可引燃电弧。当电弧发生后，趁金属还没有开始大量熔化的一瞬间，迅速将焊条轻轻提起和工件保持13毫米距离，使弧长维持到所需长度。,2.手工电弧焊引弧方法 手工电弧焊是采用低电压，大电流放电产生电弧。手工电弧焊可采用两种方法来引燃电弧(引弧)。,焊条电弧焊操作实训,(2) 敲击引弧法 焊条在焊件表面敲击接触后，便迅速缩回并保持一定的距离(13mm)，电弧即产生。此法方便，在用于各种位置特别是窄小位置焊接时更具适用性。,焊条电弧焊操作实训,(1) 焊条三个基本方向的运动 当电弧引燃后，在焊接过程中为了得到良好的焊缝，焊条必须要有三个基本方向的运动:焊条朝着熔池方向逐渐下降;焊条沿焊接方向前移;作横向摆动。,3.运条方法 为了确保焊缝质量，选用正确的运条方法对于初学者来说，尤其应该注意。,焊条电弧焊操作实训,直线形运条法,(2) 常用的运条方法及应用范围 运条方法很多，应根据接头的型式和间隙、焊缝的空间位置、焊条直径与性能、焊接电流及焊工的技术水平等方面来选用合适的运条方法。常用的运条方法有如下几种。 直线形运条法要求焊接时保持一定的弧长，并沿焊接主向作直线前进。,焊条电弧焊操作实训,锯齿形运条法操作容易，在实际中应用较广，多用于较厚钢板的焊接、平焊及仰焊的对接接头、立焊的对接和填角焊接头。,直线往复运条法,锯齿形运条法,直线往复运条法具有焊接速度快、焊缝窄和散热快的特点，所以多用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。,焊条电弧焊操作实训,月牙形运条法要求焊条末端焊接方向作月牙形的左右摆动。,月牙形运条法,此方法应用范围和锯齿形运条法基本相同，不过其焊出来的焊缝增高量较高，具有较长的保温时间、易使气体析出和熔渣浮到焊缝表面上来的优点。,焊条电弧焊操作实训,此方法适用于坡口立焊和填角立焊。它的特点是一次能焊出较厚的焊缝断面，焊缝不易产生夹渣，有利于提高生产率。,三角形运条法,三角形运条法要求焊条末端作连续三角形运动并不断前移。,焊条电弧焊操作实训,圆圈形运条法，如图所示，要求焊条末端连续作圆圈运动，并不断前进。,圆圈形运条法,此方法适用于平焊、仰脸焊位置的填角焊和横焊。它主要能控制熔滴金属不下淌，有助于焊缝成形。,焊条电弧焊操作实训,此方法的特点是使两个被焊件边缘充分加热，使之熔化均匀，保证焊透，适用于厚板有坡口的对接焊缝。,八字形运条法,八字形运条法要求焊条末端连续作字形运动，并不断前移。,焊条电弧焊操作实训,焊缝的起头和收尾 1）焊缝的起头焊缝的起头就是指开始焊接的部分，由于引弧后不可能迅速使这部分金属温度升高。所以起点部分的熔深较浅，焊缝余高较高。为了减少这种现象，可以采用较长的电弧对焊缝的起头处进行必要的预热，然后适当地缩短电弧的长度再转入正常焊接。,焊条电弧焊操作实训,2）.焊缝的收弧 焊缝结束时应当拉断电弧，称为收弧。如果收弧时立即拉断电弧则易产生弧坑，引起裂纹及气孔等缺陷，因此，要应用合理的收弧。常用的收弧方法有四种。划圈收弧法，适合于厚板焊接的收尾。反复断弧收尾法，适合于薄板和大电流焊接的收尾。回焊收弧法，适合于碱性焊条的收尾。转移收弧法，适合于有特殊要求的焊缝。,1）反复断弧收尾法 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧、引弧数次，直至填满弧坑，此法适用于薄板和大电流焊接时的收尾，不适于碱性焊条。,2）画圈收尾法 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处作圆圈运动，直至填满弧航再拉断电弧。此法适用于厚板。,3）回焊收尾法 焊条移至焊缝终点时即停住，并且改变焊条角度回焊一小段。此法适于碱性焊条。,4）转移收尾法 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处稍作停留，将电弧慢慢抬高，引到焊缝边缘的焊件坡口内。此法适用于换焊条或临时停弧时的收尾。,第三节 坡口形状与加工方法,坡口的形式,a）I形坡口 b）V形坡口 c）X形坡口 d）U形坡口,第三节 坡口形状与加工方法,坡口的加工1、圆形工件的坡口，可采用专用工具如铣管机或精加工车削。2、板状直线坡口可用刨边机或刨床。3、U形坡口，应用专用的成形刀具或专用铣削刀具。4、碳弧气刨也可加工坡口，但要注意材料的淬硬倾向。5、目前也用氧-乙炔火焰加工坡口，大都采用自动或半自动氧-乙炔切割机。手工的氧-乙炔火焰切割的坡口质量差，焊接时有影响，常用手提式砂轮机修整。,焊条电弧焊操作实训,4. 3电焊条的作用 一、焊条的组成 焊条由焊芯和药皮两部分组成。 1. 焊芯的作用 焊芯是具有一定长度和直径的焊接专用金属丝。它的作用如下：,(1)作用电极，起传导焊接电注的作用 (2)起填充金属的作用 (3)维持电弧稳定燃烧,焊条电弧焊操作实训,2. 药皮的作用 药皮的组成比较复杂，其组成物按作用分有稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂，合金剂及粘结剂等。焊条的药皮在焊接过程中起着极其重要的作用，是决定焊缝金属质量优劣的重要因素之一，其作用如下： 机械保护作用：利用药皮熔化后释放出的气体和形成的的熔渣隔离空气，防止有害气体侵入融化金属。 冶金处理作用：去处有害杂质（如氧、氢、硫、磷）和添加有益的合金元素，使焊缝获得合乎要求的化学成分和机械要求。改善焊接工艺性能：使电弧燃烧稳定，飞溅少，焊缝成型好，易脱渣等。,焊条电弧焊操作实训,4. 选择电焊条的原则 在生产中，可根据下述原则选择焊条。 (1)考虑焊接件的机械性能和化学成分。 (2)考虑焊接件的工作条件及使用要求。 (3)考虑焊接件几何形状的复杂程度及钢板的厚度。 (4)考虑现场的设备及工艺条件。 (5)考虑改善工人的劳动条件、生产率和经济性等。 在保证质量的情况下，尽量使用普通焊条。,焊接位置,立 焊,一、基本知识1.立焊的特点 立焊是指与水平面相垂直的立位焊缝的焊接。 根据焊条的移动方向，立焊焊接方法可分为二类，一类是自上向下焊，需特殊焊条才能进行施焊，故应用少。另一类是自下向上焊，采用一般焊条即可施焊，故应用广泛。,立焊的特点：铁水与熔渣因自重下坠，故易分离。但熔池温度过高时，铁水易下流形成焊瘤、咬边。温度过低时，易产生夹渣缺陷。易掌握熔透情况，但焊缝成形不良。,T型接头焊缝根部易产生未焊透现象，焊缝两侧易出现咬边缺陷。焊接生产效率较平焊低。 焊接时宜选用短弧焊。操作技术难掌握。,2. 立焊操作的基本姿势 （1）基本姿势 站姿、坐姿、蹲姿。,（2）握钳方法 正握和反握法两种。,3. 立焊操作的一般要求 （1）保证正确焊条角度 一般情况焊条角度向下倾斜6080，电弧指向熔池中心，借电弧向斜上方的吹力托住熔池。,（2）选用合适工艺参数 选用较小焊条直径（4.0mm），较小焊接电流（比平焊小20左右），采用短弧焊。 焊接时要特别注意对熔池温度控制，不要过高，可选用灭弧焊法来控制温度。,（3）起头、接头 起头时运用预热法施焊，在起焊端以上10mm处引弧，拉长电弧，由上而下到施焊处，压低电弧，左右连续摆动几次，再进行正常焊接。 接头时首先清理掉原弧坑处的熔渣，在原弧坑上方处引弧，拉长电弧对原弧坑预热，压低电弧在原电弧处接头。,（4）收尾 采用反复灭弧收尾法，准确地在熔池左右两侧给两到三滴铁水，使弧坑饱满。,（5）选用正确运条方法 一般情况可选用锯齿形、月牙形、三角形运条方法。当焊条运至坡口两侧时应稍作停顿，以增加焊缝熔合性和减少咬边现象发生。,4. 焊接时注意事顼 焊接时注意对熔池形状观察与控制。 若发现熔池呈扁平椭圆形说明熔池温度合适。熔池的下方出现鼓肚变圆时则表明，熔池温度已稍高，立即调整运条方法。 若不能将熔池恢复到扁平状态，反而鼓肚有扩大的趋势则表明熔池温度已过高，不能通过运条方法来调整温度，应立即灭弧，待降温后再继续焊接。,熔池形状与温度的关系,握钳方法可根据实际情况和个人习惯来确定，一般常用正握法。采用挑弧焊时，为了有效地保护好熔池，挑弧长度不应超过6mm。采用灭弧焊时，在焊接初始阶段，因为焊件较冷，灭弧时间短些，焊接时间可长些，随着焊接时间延长，焊件温度增加，灭弧时间要逐渐增加，焊接时间要逐渐减短。这样才能有效地避免出现烧穿和焊瘤。,在起头或更换焊条时，当电弧引燃后，应将电弧稍微拉长，对焊缝端头起到预热作用后再压低电弧进行正式焊接。 不良：立焊选用的焊接电流较小、更换焊条时间过长、接头时预热不够及焊条角度不正确，造成熔池中熔渣、铁水混在一起，接头中产生夹渣和造成焊缝过高现象。,5. 焊接注意事项由于立焊位置的特殊性，故在焊接时要特别注意飞溅烧伤，应穿戴好工作服，戴好焊接皮手套及工作帽。清渣时要戴好护目平光眼镜。在搬运及翻转焊件时，应注意防止手脚压伤或烫伤。,工件摆放高度应与操作者眼睛相平行。将工件夹牢固，防止倒塌伤人。焊好的工件应妥善保管好，不能脚踩或手拿，以免烫伤。严格按照操作规程操作,6.易出现以下现象及焊接缺陷焊缝过宽、过高。产生的原因是：横向摆动时，手腕僵硬不灵活，速度过慢等。,焊接波纹粗大。产生的原因是：接弧位置过于偏上，正确接弧位置应与前一熔池重叠1/21/3。,挑弧焊时，焊缝窄而高。 产生的原因是：没有边焊边向上移动的意识，而且接弧温度过高等。 正确的接弧方法是：灭弧后，熔池开始冷却，这时焊条在空中做重新引弧的准备即焊条稍做稳定，并平稳向下移动准备引弧。当熔池中心冷却到黄豆粒大小时，电弧正好在相应的位置引燃。,接头及正常焊接时产生夹渣。 产生的原因是：运条没有规律，热量不集中，焊接时间短（每一个焊接过程），电流过小，不会观察熔池，不能根据熔池状态的变化调整运条等。,烧穿和焊瘤。产生的原因是：运条过慢，无向上意识，断弧不利落，接弧温度过高等。,立角焊焊接技术,（一）立角焊焊接特点 T形接头、塔形接头焊缝处于立焊位置的焊缝称为立角焊。 焊接时焊缝根部（角顶）易出现未焊透，焊缝两旁易出现咬边，焊缝中间易出现夹渣等焊缝缺陷。,（二）操作淮备实习工件：Q235，300mm150mm10mm，2块一组。弧焊电源：BX1315。焊条：E4303， 3.2mm，烘干。辅助工具：清理工具，个人劳保等。,（三）操作步骤 清理工件组装工件定位焊清渣选择焊接工艺参数焊接清渣、检验。（四）操作要领 用清理工具将工件表面上的杂物清理干净，将待焊处矫平直。 组装成T形接头，并用90角尺将工件测量准确后，再进行点固焊。,运条，根据工件厚度和焊脚尺寸的大小要求，常用的运条方法有挑弧法、锯齿形、三角型。对于小尺寸焊脚可采用单层焊，对于较大尺寸焊脚可采用多层焊。,焊接,打底层，挑弧法。焊条直径3.2mm，焊接电流为110120A。采用直线运条，从工件下端定位焊缝处引弧，引燃电弧后拉长电弧作预热动作，立即压低电弧至23mm，在起焊最端部进行微摆往复运条，使焊缝根部形成一个椭圆形熔池，必须保证顶角处焊透，电弧始终对准顶角，随即迅速将电弧向上提高35mm，等熔池冷却为一个暗点，直径约3mm时，将电弧下降到引弧处，重新引弧焊接，新熔池与前一个熔池重叠1/32/3。,第二层焊接时首先彻底清理干净第一层焊道熔渣及飞溅物，采用锯齿形或月牙形运条法短弧焊接。焊接时要控制好熔池温度，若出现温度过高时应随时灭弧，降低熔池温度后再起弧焊接，从而避免焊缝过高或焊瘤的出现。,焊条角度同第一层，焊条摆动的宽度以焊条中心到达第一层焊道两侧与母材交界处为宜，两侧要稍做停留，以保证与母材良好熔合，还要避免产生咬边缺陷，中间摆动要稍快些，以合理控制熔池的温度，防止出现焊脚中间凸起。由于立角焊电弧的热量向焊件三个方向传递，散热快，所以在与立对接焊相同条件下，焊接电流可稍大些，以保证焊缝两侧熔合良好。,（五）注意事项 焊接电流可稍大些，以保证焊透。 焊条角度应始终保持与焊件两侧板获得温度一致为标准。若达不到即会出现夹渣、咬边现象。,焊接时要特别注意对熔池形状、温度、大小的控制，一旦出现异样，立即采取措施。后一个熔池与前一个熔池相重叠23为佳，接头时要注意接头位置，避免脱节现象发生。焊条摆动应有规律、均匀，当焊条摆到工件两侧时，应稍作停顿，且压低电弧。这样一可防止夹渣产生；二可防止咬边产生；三可得到均匀的焊缝。,立角焊视频,v形坡口立对接焊,（一）焊接特点 v形坡口立对接双面焊焊接技术与6mm板立焊相比较操作方法较好掌握，熔池温度较好控制，但由于焊件较厚，需采用多层多道焊，故给焊接操作带来一定困难，特别是打底焊，若掌握不好会出现多种焊接缺陷，如夹渣、焊瘤、咬边、未焊透、烧穿、焊缝出现尖角等。,（二）操作实例 工件：300mm150mm10mm，2块一组。 弧焊设备：Bxl315。 焊条：E4303，3.2mm 。 辅助工具：清渣工具、处理缺陷工具、个人劳动保护用品等。 （三）操作步骤 清理工件校对坡口角度组装定位焊清渣反变形打底焊填充焊盖面焊反转180焊清渣检查。,（四）操作要领（1）清理工件 校对坡口角度、组装、定位焊、清渣与开坡口平对接焊基本相同。组装时预留间隙23mm为宜，反变形角度23为宜。,（2）打底焊 v形坡口底部较窄，为获得良好焊缝质量，应选用直径为3.2mn焊条，电流90100A，焊条角度与焊缝成7080，运条方法运条采用挑弧微摆法或灭弧微摆法。 焊接时采用短弧，注意对熔池形状、大小的控制，防止烧穿、夹渣，防止焊道中间凸形。,引弧： 在定位焊缝上端部引弧，焊条与试板的下倾角定为7580，与焊缝左右两边夹角为90。当焊至定位焊缝尾部时，应稍作停顿进行预热，将焊条向坡口根部压一下，在熔池前方打开一个小孔（称熔孔）。此时听见电弧穿过间隙发出清脆的“哗、哗”声，表示根部已熔透。这时，应立即灭弧，以防止熔池温度过高使熔化的铁水下坠，使焊缝正面、背面形成焊瘤。,在灭弧后稍等一会儿，此时熔池温度迅速下降，通过护目玻璃可看见原有白亮的金属熔池迅速凝固，液体金属越来越小直到消失。这个过程中可明显地看到液体金属与固体金属之间有一道白发亮的交接线。这道交接线轮廓迅速变小直到一点而消失。 重新引弧时间应选择在交接线长度大约缩小到焊条直径11.5倍时，重新引弧的位置应为交接线前部边缘的下方12mm处。这就是打底层的“半击穿焊法”。,收弧： 打底层焊在更换焊条前收弧时，先在熔池上方作一个熔孔，然后回焊约10mm再灭弧，并使其形成斜坡形状。,接头 分热接头和冷接头两种。 热接头：当熔池还处在红热状态时，在熔池下方约15mm坡口引弧，并做横向摆动焊到收弧处，使熔池温度逐步升高，然后将焊条沿着预先做好的熔孔向坡口根部压一下，同时使焊条与试板的下倾角度增加到约90。此时听到“哗、哗”的声音。然后，稍作停顿，再恢复正常焊接。 停顿时间要合适。若时间过长，根部背面容易形成焊瘤；若时间过短，则不易接上接头或背面容易形成内凹。要特别注意：这种接头方法要求换焊条动作越快越好。,冷接头：当熔池已经冷却，最好是用角向砂轮或錾子将焊道收弧处打磨成长约10mm斜坡。在斜坡处引弧并预热。当焊至斜坡最低处时，将焊条沿预作的熔孔向坡口根部压一下，听到“哗、哗”的声音后，稍作停顿后恢复焊条正常角度继续焊接。 打底层焊缝厚度：坡口背面11.5mm，正面厚度约为3mm。,（3）填充焊 焊前应对底层焊进行彻底清理，对于高低不平处应进行修整后再焊，否则会影响下一道焊缝质量。 调整焊接工艺参数，焊接电流95105A，运条方法与打底焊相同，但摆动幅度要比打底焊宽，焊条横摆频率要高，到坡口两侧停顿时间要稍长，以免焊缝出现中间凸，两侧低，造成夹渣现象。,引弧、接头： 在距焊缝始焊端上方约10mm处引弧后，将电弧迅速移至始焊端施焊。每层始焊及每次接头都应按照这样的方法操作，避免产生缺陷。,运条： 采用横向锯齿形或月牙形，焊条与板件的下倾角为7080。 焊条摆动到两侧坡口边缘时，要稍作停顿，以利于熔合和排渣，防止焊缝两边未熔合或夹渣。填充焊层高度应距母材表面低11.5mm，并应成凹形，不得熔化坡口棱边线，以利盖面层保持平直。,（4）盖面焊 焊前要彻底清理前一道焊缝及坡口上的焊渣及飞溅。 盖面前一道焊缝应低于工件表面0.51.0mm为佳，若高出该范围值，盖面时会出现焊缝过高现象，若低于该范围值，盖面时则会出现焊缝过低现象。 盖面焊焊接电流应比填充焊要小10A左右，焊条角度应稍大些，运条至坡口边缘时应尽量压低电弧且稍停片刻，使坡口边缘熔化12mm，以防咬边中间过渡应稍快，防止中间外凸或产生焊瘤，手的运动一定要稳、准、快，只有这样才能获得良好焊缝。焊接中要采用短弧，有节奏快速左右摆动运条。,背面焊电流应稍大，运条方法与盖面焊相同，行走速度应稍快些，以免焊缝过高。焊条摆动的速度较平焊稍快一些，前进速度要均匀，每个新熔池覆盖前一个熔池2/33/4为佳。换焊条后再焊接时，引弧位置应在坑上方约15mm填充层焊缝金属处引弧，然后迅速将电弧拉回至原熔池处，填满弧坑后继续施焊。,立焊工艺参数,（五）注意事项 焊接过程中，要分清铁水和熔渣，避免产生夹渣。 在立焊时密切注意熔池形状。发现椭圆形熔池下部边缘由比较平直轮廓逐步变成鼓肚变圆时，表示熔池温度已稍高或过高，应立即灭弧，降低熔池温度，可避免产生焊瘤。,严格控制熔池尺寸。打底焊在正常焊接时，熔孔直径大约为所用焊条直径1.5倍，将坡口钝边熔化0.81.0mm,可保证焊缝背面焊透，同时不出现焊瘤。当熔孔直径过小或没有熔孔时，就有可能产生未焊透。,与定位焊缝接头时，应特别注意焊接透度对每层焊道的熔渣要彻底清理干净，特别是边缘死角的熔渣。 盖面时要保证焊缝边缘和下层熔合良好。如发现咬边，焊条稍微动一下或多停留一会，焊缝边缘要和母材表面圆滑过渡。,2. 弧焊工艺,焊条电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移动、熔池后边缘的液态金属温度逐渐降低，液态金属以母材坡口处末完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝金属的枝状晶体并向焊缝中心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化，使焊接熔池向前程动。当焊接过程稳定以后，一个形状和体积均不变化的熔他随焊接电弧向前移动，形成一条连续的焊缝。,(1）焊接工艺参数,1)焊条直径 手弧焊焊接工艺参数的选择，一般先根据焊件的厚度选择焊条直径。焊条直径的选择还与焊接层数、接头形式、焊接位置等有关，立焊、横焊、开坡口多层焊的第一层施焊时应选用直径小一点的焊条。,2)焊接电流 焊接电流与焊条直径有关。 I = ( 30 60 ) d,3)焊接速度 焊接速度指焊条沿焊缝方向向前移动的速度。一般当焊道的熔宽为焊条直径的2倍时，焊速较适当。,4) 电弧长度 电弧长度指焊条末端与起弧处工作表面间的距离。保持电弧长度约等于焊条直径。5)焊接层数 当工件厚度较大时，需要采用多层焊接，以保证焊缝的力学性能。一般每层厚度为焊条直径的0.8 1.2倍时，比较合适，生产率高且易控制。3 .平板焊接操作要点（下表）,3.焊条的选用 （1）按强度等级和化学成分选用 1）焊接一般结构，如低碳钢、低合金钢结构件时，一般选与焊件强度等级相同的焊条，而不考虑化学成分相同或相近。 2）焊接异种结构钢时，按强度等级低的钢种选用焊条。 3）焊接特殊性能钢种，如不锈钢、耐热钢时，应选用与焊件化学成分相同或相近的特种焊条。 4）焊件碳、硫、磷质量分数较大时，应选用碱性焊条。 5）焊接铸造碳钢或合金钢时，因为碳和合金元素的质量分数较高，而且多数铸件厚度、刚度较大，形状复杂，故一般选用碱性焊条。,（2）按焊件的工况条件选用焊条 1）焊接承受动载、交变载荷及冲击载荷的结构件时，应选用碱性焊条。 2）焊接承受静载的结构件时，应选用酸性焊条。 3）焊接表面带有油、锈、污等难以清理的结构件时，应选用酸性焊条。 4）焊接在特殊条件，如在腐蚀介质、高温等条件下工作的结构件时，应选用特殊用途焊条。,（3）按焊件形状、刚度及焊接位置选用焊条 1）厚度、刚度大、形状复杂的结构件，应选用碱性焊条。 2）厚度、刚度不大，形状一般，尤其是均可采用平焊结构件，应选用适当的酸性焊条。 3）除平焊外，立焊、横焊、仰焊等焊接位置的结构件应选用全位置焊条。,三、 焊条电弧焊接工艺规范,1. 焊条直径的选择 焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊层（道）数等因素。根据焊件厚度平焊时焊条的选用原则：一般当焊件板厚t4mm时，焊条直径d=t；当t4mm时，常采用多层焊，焊条直径为4mm-6mm。 2. 焊接电流的选择 焊接电流大小根据焊条直径来选择。 焊接电流选择亦可用经验公式进行估算，估算公式为：I=Kd，式中I-焊接电流（A）；d-焊条直径（mm）；K-经验系数，常取30-40（A/mm）。,4.焊接接头形式、坡口形式 （1） 焊接接头形式 常用焊接接头形式有：对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头等,接头基本形式,（ 2） 坡口形式 焊件较薄时，在焊件接头处只要留出一定的间隙，采用单面焊或双面焊，就可以保证焊透。焊件较厚时，为了保证焊透，焊接前要把焊件的待焊部位加工成为所需的几何形状，即需要开坡口。,对接接头的坡口形式,加工坡口时，通常在焊件厚度方向留有直边，称为钝边，其作用是为了防止烧穿。接头组装时，往往留有间隙，这是为了保证焊透。,(3) 多道焊与多层焊 焊接较厚焊件时，为了焊满坡口，应采用多层焊或多层多道焊（每一层由数道窄道并列组成）。,a）多层焊 b）多层多道焊对接平焊的多层焊,5. 焊接工艺参数对焊缝成形的影响 焊接工艺参数的选择是否合适，直接影响焊缝的质量，右图表示焊接电流和焊接速度对焊缝形状的影响。（1）焊接电流和焊接速度合适，焊缝的形状规则，焊波均匀并成椭圆形，焊缝各部分的尺寸符合要求（图a）。 （2）焊接电流太小，电弧不易引燃，燃烧也不稳定，弧声变弱，焊波呈圆形，而且堆高增大，熔宽和熔深都减小（图b）。 （3）焊接电流太大，弧声强，飞溅增多，药皮往往变得红热，焊波变尖，熔宽和熔深都增加。焊薄板工件时，有烧穿的可能（图c）。 （4）焊接速度太慢，焊波变圆，而且堆高、熔宽和熔深都增加。焊薄板工件时有可能烧穿（图d）。（5） 焊接速度太快，焊波变尖，焊缝形状不规则而且堆高、熔宽和熔深都减小（图e）。,焊接电流和焊接速度对焊缝形状的影响,6. 焊接缺陷与防治,（1）焊接应力和变形的形成和危害 焊接应力增加结构工作时的应力,降低承载能力;焊接变形影响组装质量,矫正变形增加成本,还要降低塑性. 由于焊接是局部加热,在加热和冷却过程中,有一定的刚性约束, 加热时金属受压应力,产生塑性压缩变形;在冷却过程中,不能完全自由收缩,也能收缩一些,因此,金属受拉应力并保存下来,这就是焊接残余应力.,焊接应力过大的严重后果是焊件（工件）产生裂纹，危害极大，对重要工件焊后应探伤。 焊接裂纹与焊接材料的成分（如硫、磷含量高）有关；和焊缝金属的结晶特点（结晶区间要小）有关； 所以焊接中应：合理选材、采取措施减少应力、选用合理的焊接工艺、焊接参数 （如：采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序等）,（2）减少和消除焊接应力的措施,1）设计措施:尽量减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密 集和交叉。（采用型材、冲压件等）采用刚度较小的接头。（易变形而减小应力）2）工艺措施:采用合理的焊接顺序， 使焊缝收缩较为自由。 如下图所示拼板件焊接。,拼板焊缝的焊接顺序1、2、4、6短焊缝，3、5 直通的长焊缝,（3）控制和矫正焊接变形的措施,降低焊接接头的刚度 如采用反变形法降低刚度而减小应力。加热减应区： 焊前或焊时在焊件的适当部位加热， 使焊缝收缩时的约束减小。焊缝锤击:焊后趁热锤击焊缝使之塑性伸长，以抵消焊缝受热时产生的压缩塑性变形。预热和后热：即焊接前或后对焊件全部或局部进行适当加热。,1）机械矫正法:即利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形。如：手工锤击、用辊床、压力机等。2）火焰矫正法:即利用火焰局部加热焊件的适当部位使其产生压缩塑性变形，以抵消残余变形。如采用气焊炬。,3.焊缝内部缺陷,（1）未焊透应力集中严重，降低强度，开裂根源。（2）夹渣 减少工作截面，造成应力集中，降低焊缝强度和冲击韧性。（3）气孔 减少有效工作截面，降低机械强度。（4）裂纹 热裂纹和冷裂纹,四 安全操作要点, 防止触电, 焊前检查焊机接地是否良好，焊钳和电缆的绝缘必须良好，不得赤手接触导电部分，焊接时应站在木垫板上 防止弧光伤害和烫伤 穿好工作服，焊接时戴手套和脚盖，并戴好面罩，隔离焊接场地，防止弧光伤害他人；不要用手去触摸刚焊过的工件；除渣时，注意防止焊渣烫伤脸和眼睛。 防止中毒, 焊接场地应通风良好或配置通风设备；焊接铝。黄铜、铅及锌时，应配戴口罩。 防火，防爆 焊接时，周围不能有易燃易爆物品。 保证设备安全 线路各连接点必须紧密接触，防止因松动接触不良而发热；焊钳任何时候都不得放在工作台上，以免短路烧坏焊机；发现焊机或线路发热烫手时，应立即停止工作；操作完毕或检查焊机及电路系统时必须拉闸。,其他焊接方法, 2004 金工教研室,机械制造基础,2、埋弧焊,埋弧焊演示, 2004 金工教研室,机械制造基础,埋弧焊特点,大电流（1000A）、生产率高焊接质量高且稳定节约金属热量集中、可无坡口、无焊条头、飞溅少改善劳动条件无弧光、烟雾自动化程度高工艺装备复杂，适合批量生产, 2004 金工教研室,机械制造基础,焊丝与焊剂,焊丝焊剂决定焊缝化学成分、力学性能熔炼焊剂、陶质焊剂, 2004 金工教研室,机械制造基础,埋弧焊工艺,仔细下料、准备（清理）坡口、装配引弧板与引出板焊后去掉, 2004 金工教研室,机械制造基础,防止烧穿焊剂垫、垫板, 2004 金工教研室,机械制造基础,环缝焊接, 2004 金工教研室,机械制造基础,3、气体保护焊氩弧焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,气体保护焊CO2保护焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,4、等离子弧焊接与切割,电弧压缩机械压缩热压缩电磁收缩中心区域温度极高16000K焊接/切割熔点很高的金属不锈钢钛、钨, 2004 金工教研室,机械制造基础,用电弧焊焊接钢板的问题,如图拼焊一张大钢板焊缝布置合理吗？如何改进？对称，错开如何合理安排焊缝顺序？先短后长, 2004 金工教研室,机械制造基础,三、特种焊接工艺方法,简略了解其它焊接方法电阻焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊真空电子束焊接、激光焊接讨论可以用于焊接的能源形式, 2004 金工教研室,机械制造基础,1、电阻焊,电阻热Q=I2Rt特点生产率高、焊接变形小操作简便、易实现自动（汽车外壳焊接）设备复杂、耗电量大接头形式、工件厚度受到限制点焊、缝焊、对焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,点焊,局部高温焊合分流现象焊点的分布最小距离限制, 2004 金工教研室,机械制造基础,点焊的接头形式,硬规范软规范电极压力表面清洗接头形式, 2004 金工教研室,机械制造基础,缝焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,对焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,对焊接头形式, 2004 金工教研室,机械制造基础,讨论这个问题,铜及铜合金可以采用电阻焊吗？, 2004 金工教研室,机械制造基础,2、摩擦焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,摩擦焊的接头形式, 2004 金工教研室,机械制造基础,3、钎焊,焊接过程示意图毛细管作用, 2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊,硬钎焊450以上、接头强度200MPa以上自行车架、工具、刀具软钎焊450以下、接头强度70MPa以下仪表、导电元件、各种低载荷构件加热方式烙铁、火焰、电阻、感应, 2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊的常见接头形式, 2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊接头的比较, 2004 金工教研室,机械制造基础,4、电渣焊, 2004 金工教研室,机械制造基础,5、真空电子束焊接, 2004 金工教研室,机械制造基础,6、激光焊接,化工设备的组装,第一节 设备组装的技术要求,138,容器主要受压部分焊接接头分类,139,一、对口错边量,（1）A、B类焊接接头对口错边量b的规定,a.单层板对口错边量b,140,141,b.复合钢板对口错边量b,142,二、棱角度,a.焊接在环向形成的棱角规定,143,b.焊接在轴向形成的棱角规定,144,三、筒体的直线度,第二节 组装工艺及装备,一、纵缝组对,二、环缝组对,三、附件组装,