第二章 焊接方法——手工电弧焊
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手工电弧焊的焊接技术使用不同的方法保护焊接熔池,防止和大气接触。
热能也是由电弧提供。
和MIG焊一样,电极为自耗电极。
金属电极外由矿物质熔剂包覆,熔剂熔化时形成焊渣手工电弧焊盖住焊接熔池。
此外,包覆的熔剂还释放出气体保护焊接熔池,而且,还含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。
在有些情况下,包覆的熔剂内含有所有合金元素,中部的焊条仅是碳钢。
然而,在采用这些类型的焊条时,需要特别小心,因为所有飞溅都具有软钢性质,在使用过程中焊缝会锈蚀。
如果使用直流电弧,焊条连接到正极,但如果使用钛型焊条,也可以使用交流电弧。
电压一般为20~30伏,电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构,范围在15~400安。
编辑本段手工电弧焊基本知识1888年,俄罗斯发明了手工电弧焊接技术,使用无药皮的裸露金属棒来产生保护气体。
直到20世纪初,在瑞典发明卡尔伯格过程(Kjellberg process)和Quasi-arc方法传入英国后,药皮焊条才开始发展起来。
值得注意的是,由于成本较高,刚开始人们不怎么使用药皮焊条。
但是随着人们对好的焊缝质量需求的日益增长,手工电弧也开始使用药皮焊条。
金属棒(焊条)和工件之间形成的电弧会熔化金属棒和工件的表面,形成焊接熔池。
同时,金属棒上熔化的药皮会形成气体和熔渣,保护焊接熔池不受周围空气的影响。
因为熔渣会冷却、凝固,所以一旦焊缝焊完(或在熔敷下个焊道前)就必须从焊道上清除熔渣。
在焊钳更换新的焊条前,手工电弧焊过程只能完成短焊缝的焊接。
焊缝熔深浅,熔敷质量取决于焊工的技能编辑本段电弧焊的特点手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法,简称手弧焊。
其特点:1、设备简单。
2、操作灵活方便。
3、能进行全位置焊接适合焊接多种材料。
4、不足之处是生产效率低劳动强度大。
编辑本段什么叫电弧在两电极间的气体介质中强烈而持久的放电现象称之为电弧,电弧放电时,一方面产生高温,同时产生强光,手弧焊就是利用电弧产生的高温熔化焊条和焊件,使两块分离的金属熔合在一起,从而获得牢固的接头。
手工电弧焊手工电弧焊是融化焊中基本的一种焊接方法。
手工电弧焊按电极材料的不同可分为融化极手工电弧焊和非融化极手工电弧焊(如手工钨极焊)两种。
融化极手工电弧焊(简称手弧焊)是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法,操作时,焊条和焊件分别作为两个电极,利用焊条与焊件之间产生的电弧热量融化焊件金属,冷却后形成焊缝。
手弧焊使用的设备简单,操作方便,灵活,适用于各种条件下的焊接特别是用于结构形状复杂,零件小,焊缝短小或弯曲的焊件或各种空间位置的焊缝的焊接,因此,当前手弧焊仍是我国各个工业部门在焊接工作中应用最广泛的焊接方法。
六焊接电弧电弧具有两个特性,它能放出强烈的光和大量的热,电弧发出的光和热被广泛的应用于工业中,如电弧是所有电弧焊接方法的能源。
目前,电弧焊在焊接方法中其所以占据着主要地位,它的重要原因就是因为电弧能有效而简便地把电能转换成融化焊接过程所需要的热能和机械能。
教学目的:在教学过程中:为了认识和掌握电弧焊方法,必须弄清电弧的性质,掌握电弧的基础知识,从理论上对电弧的性质及作用进行分析,通过学习,能把焊接电弧知识应用到焊接工作中,从而达到提高焊接质量的目的。
§6—1焊接电弧的引热过程一焊接电弧的概念焊接时,将焊条与焊件接触后形成短路,瞬时拉开,在焊条端部和焊件之间立即会产生明亮的电弧。
电弧是一种气体放电现象。
我们在日常生活中是经常可以看到气体放电现象,当每次我们切断电源的时候,在闸刀刚刚离开接触处的瞬间,往往会产生明亮的火花,这就是气体放电现象,但它与焊接电弧相比较,焊接电弧不但能量大,而且连续持久。
因此可以说:“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的放电现象;称为焊接电弧。
”一般情况下:由于气体的分子和原子都是呈中性的,气体中几乎没有带电质点,因此气体不能导电,电流也通不过,电弧就不能自发得产生。
要是气体呈现导电性必须使气体电离。
气体电离后,原来气体中一些中性分子和原子转变为电子,正离子等带电质点,这样电流才能通过气体间隙而形成电弧。
手工焊接方法及技巧手工焊接是一种常见的金属加工方法,可以用于连接和修复金属零件。
手工焊接的方法和技巧在学习和实践中逐渐发展,这里将介绍一些常用的手工焊接方法及其技巧。
1.常用的手工焊接方法(1)手工电弧焊接:手工电弧焊接是常见的手工焊接方法之一,其原理是利用焊条电弧的高温将金属零件加热到熔化状态,然后通过加入相同或相似材料的焊条使其连结。
手工电弧焊接适用于各种金属,如铁、铝、铜等,广泛应用于机械制造、修理和建筑等行业。
(2)气焊:气焊是利用气体燃烧的高温将金属加热到熔化状态,通过金属熔融使其连结的焊接方法。
气焊具有温度高、工作灵活等优点,适用于焊接较厚的金属板。
(3)氩弧焊:氩弧焊是利用氩气的电弧燃烧产生高温将金属加热到熔化状态,并通过加入相同或相似材料的焊丝使其连结的焊接方法。
氩弧焊常用于不锈钢的焊接,它具有弧光稳定、焊缝美观等优点。
2.手工焊接的技巧(1)选择合适的焊接电流和电压:根据焊接材料和焊接件的厚度,选择适合的焊接电流和电压。
电流选大会导致焊渣过多,电流选小则焊接不牢固。
(2)保持电弧和焊缝的稳定:焊接时应保持电弧和焊缝的稳定,避免电弧断裂和焊缝不均匀。
可以通过适当调整手的位置、工艺参数等来控制电弧和焊缝。
(3)控制焊条的垂直角度和推力:焊条的垂直角度和推力会影响电弧的稳定性和焊缝的质量。
垂直角度大于90度可以产生较深的焊缝,但会导致熔渣嵌入焊缝中。
推力过大会导致焊缝凹陷,推力过小会导致焊条离开焊缝。
(4)控制焊接速度:焊接速度对焊缝的质量有很大影响。
焊接速度过快会导致焊缝凹陷和质量不好,速度过慢会导致过度熔化和熔渣残留。
(5)定期修整焊条:焊条在使用过程中会产生氧化皮和熔渣,应定期使用砂轮或剪刀修整焊条,以保持焊条的良好导电性和焊接质量。
(6)做好焊后处理:焊接完成后要进行焊后处理,包括修整焊缝、清除熔渣和清洁工件等。
这样可以提高焊接质量和外观。
总之,手工焊接是一项需要技巧和经验的工艺,通过选择合适的焊接方法和掌握焊接技巧,可以实现高质量的焊接。
5.1 概述5.1.1 焊接方法的分类焊接是通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料使焊件达到原子结合的一种加工方法。
因此,焊接是一种重要的金属加工工艺,它能使分离的金属连接成不可拆卸的牢固整体。
焊接方法可分为三大类:熔化焊、压力焊和钎焊。
熔化焊是将焊接接头加热至熔化状态而不加压力的一类焊接方法。
其中电弧焊、气焊应用最为广泛。
压力焊是对焊件施加压力,加热或不加热的焊接方法。
其中电阻焊应用较多。
钎焊是采用熔点比焊件金属低的钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料的熔点而焊件金属不熔化,利用毛细管作用使液态钎料填充接头间隙与母材原子相互扩散的焊接方法。
如铜焊等。
熔化焊、压力焊和钎焊三类焊接方法,依据其工艺特点又可将每一类分成若干种不同的焊接方法,如图5-1所示。
图5-1 常用的焊接方法5.1.2 焊接的特点及应用当今世界已大量应用焊接方法制造各种金属构件。
焊接方法得到普遍的重视并获得迅速发展,它与机械连接法(如铆接、螺栓连接等)相比具有以下特点:⑴焊接质量好。
焊缝具有良好的力学性能,能耐高温、高压、低温,并具有良好的气密性、导电性、耐腐蚀性和耐磨性等;焊接结构刚性大,整体性好。
⑵焊接适用性强。
可以较方便地将不同形状与厚度的型材相连接;可以制成双金属结构;可以实现铸、焊结合件,锻、焊结合件、冲压、焊结合件,以致实现铸、锻、焊结合件等;焊接工作场地不受限制,可在场内、外进行施工。
⑶省工省料成本低、生产率高。
采用焊接连接金属,一般比铆接节省金属材料10%~20%。
焊接加工快、工时少、劳动条件较好,生产周期短,易于实现机械化和自动化生产。
⑷焊接设备投资少。
焊接生产不需要大型、贵重的设备,因此投产快,效率高,同时更换产品灵活方便,并能较快地组织不同批量、不同结构件的生产。
⑸焊接也存在一些问题,例如焊后零件不可拆,更换修理不方便;如果焊接工艺不当,焊接接头的组织和性能会变坏;焊后工件存在残余应力和变形,影响了产品质量和安全性;容易形成各种焊接缺陷,如应力集中,裂纹,引起脆断等。