第3章焊条电弧焊.ppt
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1、焊条电弧焊,第三章,焊条电弧焊动画,焊缝成形2动画,焊缝成形1动画,焊条电弧焊是一种应用广泛的焊接技术,焊条电弧焊具有如下优点:(1)使用设备比较简单,价格相对便宜,轻便。(2)焊条既能填充金属,又能产生保护气体,具有较强的抗风能力。(3)任意位置焊接。(4)应用范围广。,焊条电弧焊具有如下缺点:(1)对焊工操作技术要求高,培训费用大。(2)劳动强度大,劳动条件差。(3)参数选择范围小,焊接效率低。(4)不使用于特殊金属。如:活泼金属:Ti;难熔金属:Ta,Mo;低熔点金属:Sb,Se;,第一节 焊条电弧焊的原理及安全特点,一、焊条电弧焊的原理定义:焊条电弧焊是利用电弧放电时所产生的热量作为热
2、源,加热、熔化焊条和焊件并使之相互熔合,形成牢固接头的焊接过程。(属于熔化焊),1、焊接电弧的产生 所谓电弧,是指两电极之间的气体介质产生强烈而持久的放电现象。电弧放电的同时,会产生高热和强光。这就是电弧的光、热特性。引弧方法通常采用碰击法和划擦法:,(a)焊条与工件接触短路(b)接触处受电阻(c)电流由熔化的(d)电弧产生 热作用而熔化 金属细颈通过,2、电弧燃烧的必要条件(1)气体电离 热电离、电场作用下的电离、光电离(2)阴极电子发射 热发射、电场发射、撞击发射,3、电弧的构造及其温度 焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三个部分组成。,(5000 8000K),4、电弧的静特性 在气体介质
3、、电极材料、电弧长度一定的情况下,电弧稳定燃烧时,焊接电流与电弧电压之间的关系。,下降,平特性区,上升,电弧静特性曲线,焊接电流,电弧电压,二、焊条电弧焊和电弧切割的适用范围。1、焊条电弧焊的适用范围各种位置焊接:平焊,立焊,横焊,仰焊;,2、电弧切割的适用范围焊缝清根;改善了劳动条件;开U型坡口;使用方便,操作灵活;清除不合格焊缝中的缺陷,铸件中的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷;加工多种不能用气割加工的金属;设备、工具简单,操作使用安全。,三、焊条电弧焊与电弧切割的安全特点 1、焊条电弧焊的安全特点(1)触电事故(2)烟尘、有毒气体(3)弧光辐射(4)爆炸和火灾事故,2、电弧切割的安全特
4、点(1)顺风方向进行操作(2)抽风及排除烟尘措施(3)带铜皮的专用碳棒(4)连续工作时间,为克服电弧切割的粉尘大、有气味的缺点,还可采用水碳弧气刨的方法,如下图所示;它的原理与一般碳弧气刨相同,只是在压缩空气中含有大量水雾,利用喷雾来降低碳弧气刨的粉尘污染。水碳弧气刨可使环境粉尘降低4060左右。,水碳弧气刨示意图1-工件 2-碳棒 3-枪体 4-防护罩5-水管接头 6-风电合-碳弧气刨软管,第二节 焊条电弧焊的设备及工具,定义:电弧焊时,对焊接电弧供电的系统称为弧焊电源。分类:按输出电流种类的不同,手工电弧焊电源可分为交流、直流和脉冲三种类型。按结构特点不同,手工电弧焊电源又可分为弧焊变压器
5、、弧焊整流器和弧焊逆变器等。,一、对手工弧焊电源的基本要求1弧焊电源的外特性在稳定状态下,弧焊电源的输出电压与输出电流(即焊接电流)的关系,称为弧焊电源的外特性。2.弧焊电源的动特性 弧焊电源的动特性,是指弧焊电源对有陡降外特性焊接电弧的工作状态发生变化时适应的能力。,3弧焊电源的空载电压弧焊电源的空载电压越高,引弧越容易,电弧燃烧的稳定性就越好。4弧焊电源的调节特性在焊接过程中,为了适应不同厚度、材料、焊条直径以及不同位置焊缝的焊接,要求弧焊电源所提供的焊接电流应具有一定的调节范围,并能方便、灵活、可靠进行调节。,交流弧焊机主要是由具有下降外特性的降压变压器、电流调节机构和指示装置而构成,所
6、以又称弧焊变压器。1、BX1-330型交流弧焊机工作原理:主要是在次级回路中增加阻抗,阻抗上的压降随焊接电流的增加,电压下降以获得陡降外特性。焊接电流的粗调是改变次级绕组的匝数;细调是调节动铁芯的位置以改变漏磁来实现的。,二、交流弧焊机,2、构造图,焊机的空载电压为6070V,电流调节范围为50450A 这种焊机焊接电流的粗调分为两挡,主要是通过接线板不同的连接方法来改变次级线圈的匝数实现焊接电流的粗调 焊接电流的细调是通过移动可动铁心的位置,从而改变漏磁来实现的 焊机的主要缺点是焊接时易产生震动和位移,造成焊接电流不稳定。,3BX3-300型交流弧焊机BX3-300型交流弧焊机,属于动圈漏磁
7、式 焊机的空载电压为6075V,电流调节范围40400A 这种焊机焊接电流的细调是靠转动手柄,改变初级线圈与次级线圈的相对位置来实现的,两线圈间的距离越大,焊接电流就越小。焊接电流的粗调则是靠交换初级、次级线圈的接法来实现的,即转换开关位置I到位置。此类焊机没有活动铁心,因此震动很小,特别是小电流焊接时电弧燃烧较稳定。,BX3-300型交流弧焊机构造原理1-调节手柄;2-螺杆;3-铁心;4-次级线圈;5-初级线圈,三、弧焊整流器,弧焊整流器是直流弧焊电源中的一种,它将交流电经变压器降低,整流和滤波后而获得直流电。按整流元件不同,弧焊整流器分为硅(二极管)弧焊整流器和晶闸管(可控硅)弧焊整流器。
8、,整流器:,1硅弧焊整流器,硅弧焊整流器的主电路一般由降压变压器、硅整流器、输出电抗器和外特性调节机构等组成。由于其以硅二极管作为整流元件,故称为硅弧焊整流器或硅整流焊机。按外特性分类,硅弧焊整流器分为下降特性、平特性和多特性三种。按外特性调节机构不同,可分为抽头式、动绕组式、动铁式、磁放大器式和自调电感式等硅弧焊整流。按其用途可分为单站式、多站式和交直流两用式等。,下降特征的硅弧焊整流器适用于手工电弧焊和钨极氩弧焊,而平特性则适用于熔化极气体保护焊。国产硅弧焊整流器主要有ZXG型、ZPG型、ZDG型系列产品。,2晶闸管弧焊整流器,晶闸管弧焊整流器是一种新型的直流弧焊电源。它利用可控的晶闸管桥
9、作为整流器,而且完全采用电子线路来实现控制功能。因此,可以获得多种所需的外特性,且可方便、精确、无级地调节焊接电流和电压。所以它又是电子控制的弧焊电源之一。,与硅弧焊整流器相比,晶闸管弧焊整流器的主要优点有:结构简单,可获得多种外特性且可无级调节,动特性好,反应速度快,电源输入功率小,电流、电压调节范围大,对网路电压和温度能较好补偿等。由于晶闸管弧焊整流器可有多种外特性,因此适用于手工电弧焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊,甚至作为机器人用的弧焊电源。这种焊机国产型号主要有ZX5、ZDK等系列。,四、逆变弧焊机:,1、基本原理 单机或三相工频(5060Hz)网路交流电经整流,
10、借助大功率电子开关元件的交替开关作用,又将直流变换成几千至几万赫(一般为2025kHz,甚至更高一些)的中频交流电,再经变压器和整流器的降压、整流,从而得到所需的焊接电源。,(ZX7逆变直流手弧焊机系列),弧焊逆变器的逆变系统:“交流直流交流”和“交流直流交流直流”两种,通常多采用后一种。弧焊逆变器具有的优点:(1)电弧稳定性高。(2)高效节能。(3)质量小、体积小。(4)具有良好的动特性和工艺性能。(5)焊接电流调节方便、准确、直观。,五、负载持续率:是在选定的工作时间周期内允许焊接设备连续负载的时间。,负载持续率的计算公式:,在选定的工作时间内负载的时间负载持续率100 选定的工作时间周期
11、,5 分钟,?,60,七、焊条电弧焊工具,1、电焊钳(300A 500A)2、面罩/护目镜,3、焊条保温筒4、钢丝刷(注意焊接不同的材料,钢丝刷的材料相应不同):手动/电动5、气铲,6、渣锤,角磨机(手提砂轮机:电动/气动),安全插头(欧式插头),地线夹,第三节电焊条,一、焊条的组成及作用,定义:焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极。焊条的组成1、焊芯:焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯作用:传导电流,填充金属通常所称的焊条直径就是焊芯直径。,焊芯中各合金元素对焊接的影响:,1、碳(C)5、镍(Ni)2、锰(Mn)6、硫(S)3、硅(Si)7、磷(P)4、铬(Cr),焊芯的分类按GB13
12、00-77的规定分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类,结构钢焊条,不锈钢,合金钢焊条,2、药皮,1)矿物类:主要是各种矿石和矿砂等.比如:大 理石、萤石、金红石、赤铁矿、钛铁矿、长石、云母等;2)铁合金和金属粉类:主要有硅铁、锰铁、钛铁、镍粉、铬粉等;3)有机物类:主要有木粉、淀粉等;4)化工产品类:主要有碳酸钠、碳酸钾、水玻璃等。,组成,(1)保证焊接电弧稳定燃烧;(2)造气保护熔池,防止空气侵入;(3)向焊缝金属渗合金;(4)脱氧,去除硫、磷有害杂质;(5)造渣保护焊缝金属和改善焊缝成形。,药皮的作用,焊条的一种分类就是按照药皮在焊接过程中生成的熔渣的碱度来划分的。,二、焊条的分类:,1
13、、按焊条的用途分:十大类1)低碳钢和低合金高强度钢焊条(结构钢焊条)2)钼和铬钼耐热钢焊条3)不锈钢焊条4)堆焊焊条5)低温钢焊条,6)铸铁焊条7)镍及镍合金焊条8)铜及铜合金焊条9)铝及铝合金焊条10)特殊用途焊条,2、按焊条药皮熔化后的熔渣,(1)酸性焊条(2)碱性焊条,3、按药皮类型不同,焊条可分为钛钙型、钛铁矿型、低氢型和纤维素型等。4、按性能不同,焊条可分为低尘低毒焊条、立向下焊条、水下焊条和重力焊条等。,三、碳钢和低合金钢焊条型号的编制方法 E表示其含意为:1、字母“E”表示焊条。2、前两位数字表示熔敷金属最小抗拉强度值,单位为MPa 3、第三位数字表示焊条的焊接位置。“0”、“1
14、”表示焊条适用于全位置焊接,“2”表示焊条适用于平焊及平角焊,“4”表示焊条适用于向下立焊。,4、第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。“03”表示电流种类为交流或直流正、反接,药皮类型为钛钙型;“15”表示直流反接,药皮为低氢钠型;“16”表示交流或直流反接,药皮为低氢钾型。E4303 J422 E5015 J507 E5016 J506,对应的牌号,四、焊条的选用原则,1等强度原则2等同性原则3等条件原则选用焊条时还应考虑工地供电情况、工地设备条件、经济性及焊接效率等实际情况决定。,五、焊条的储存、保管和烘干(1)焊条必须存放在干燥、通风良好的室内仓库里。焊条储存库内,不允许
15、放置有害气体和腐蚀性介质,室内应保持整洁。(2)焊条应存放在架子上,架子离地面的距离应不小于300mm,离墙壁距离不小于300mm,室内应放置去湿剂,严防焊条受潮。(3)焊条堆放时应按种类、牌号、批次、规格、入库时间分类堆放,每垛应有明确的标志,避免混乱。发放焊条时应遵循先进先出的原则,避免焊条存放期太长。(4)焊条在供给使用单位以后,至少在6个月之内能保证继续使用。,(5)特种焊条的储存与保管制度,应比一般焊条严格,并将它们堆放在专用库房或指定区域内,受潮或包装损失的焊条未经处理不准入库。(6)对于已受潮、药皮变色和焊芯有锈迹的焊条,须经烘干后进行质量评定。若各项性能指标都满足要求时,方可入
16、库,否则不准入库。(7)一般焊条一次出库量不能超过两天的用量。已经出库的焊条,焊工必须保管好。(8)焊条储存库内,应设置温度计和湿度计。低氢型焊条库内温度不低于5,空气相对湿度应低于60。(9)存放期超过一年的焊条,发放前应重新做各种性能试验,符合要求时方可发放,否则不准发放。,第四节 焊条电弧焊工艺,一、焊条的选择焊条选择的基本原则是:1.碳钢和低合金钢(1)碳钢和低合金钢焊接,应按钢材强度等级选用焊条,同时还应综合考虑焊缝的塑性、韧性。(2)不同强度等级的碳钢和低合金钢或不同低合金钢之间焊接,应按异种钢接头中强度等级较低的钢种选用焊条,保证焊缝及接头强度高于较低一侧强度。塑性、韧性应不低于
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- 焊条 电弧焊
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