焊接方法与设备使用.ppt
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1、2023/9/18,1,书名:焊接方法与设备使用ISBN:978-7-111-42121-4作者:曹朝霞 齐勇田出版社:机械工业出版社本书配有电子课件,第2章 焊条电弧焊(SMAW),第2章 焊条电弧焊,3,第2章 焊条电弧焊,学习目标掌握焊条电弧焊的原理、特点及应用。掌握常用焊条电弧焊设备的结构组成、性能特点及技术 参数。合理选择和使用焊条电弧焊设备及工具。能够制定焊条电弧焊工艺,实施焊条电弧焊操作。,4,第二章 焊条电弧焊,主要内容 2.1 焊条电弧焊概述 2.2 焊条电弧焊设备及工具 2.3 焊条电弧焊工艺,5,2.1 焊条电弧焊概述,焊条电弧焊通常用英文简称SMAW(Shielded
2、Metal Arc Welding)表示,是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。2.1.1 焊条电弧焊原理 热源:电弧(建立在焊焊条与熔池间)焊缝:熔化焊丝+母材金属 保护:气-渣联合保护,6,2.1 焊条电弧焊概述,2.1.1 焊条电弧焊原理,7,2.1.2 焊条电弧焊特点及应用范围 1.特点 与其它电弧焊方法相比,优点如下:(1)设备简单、维护方便;(2)操作灵活、适应性强;(3)对接头装配要求比较低;(4)应用范围广;但是,也存在不足:(1)焊接质量对焊工的操作技术、心理素质等要求比较高;(2)生产效率低;(3)劳动强度大、劳动条件差;,2.1 焊条电弧焊概述,8,2.1 焊条电弧焊概述
3、,2.1.2 焊条电弧焊特点及其应用 2.应用范围,(1)可焊工件厚度范围(2)可焊金属种类范围 能焊的金属有:非合金钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、铝铜及其合金;(3)最合适的产品结构和生产性质 结构复杂,短或不规则的、具有各种空间位置及不易实现机械化或自动化焊接的焊缝,单件或小批量;在安装或修理部门,亦宜采用焊条电弧焊。由于它具有以上特点及应用范围,所以仍然是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。,9,2.2.1 对焊条电弧焊设备的要求,2.2 焊条电弧焊设备及工具,1.对弧焊电源外特性形状的要求,焊条电弧焊最理想的外特性,电源外特性为陡降好一些,外拖特性焊接电源,2.2 焊条电弧焊设备及工具
4、,2.对弧焊电源空载电压的要求,保证引弧容易和电弧稳定,尽可能低。一般交流弧焊电源:U0=5570V,直流弧焊电源:U0=4585V。一般不得超过100V,特殊情况下,必须具有自动防触电装置。,3.对弧焊电源稳态短路电流的要求,一般限制短路稳态电流不大于焊接电流的50%。,2.2.1 对焊条电弧焊设备的要求,2.2 焊条电弧焊设备及工具,4.对弧焊电源调节特性的要求 弧焊电源能在一定范围内,对焊接电流作均匀、灵活的调节,以保证焊接接头的质量。5.对弧焊电源动特性的要求 动特性是指,电弧负载发生变化时,焊接电源输出电压和电流的响应过程。可以用弧焊电源与时间的关系表征,他表明焊接电源对负载的瞬态改
5、变的反应能力。动态性好,引弧容易、电弧稳定、飞溅少、焊缝成形好,是衡量弧焊电源质量的一个重要指标。,2.2 焊条电弧焊设备及工具,2.2.2 焊条电弧焊设备的选用 设备主要是指焊接电源,常称电焊机。焊接电源可以是交流也可以是直流。根据结构原理,焊条电弧焊的弧焊电源常有弧焊变压器、弧焊整流器和弧焊逆变器。1.弧焊变压器 也称交流弧焊电源,是最简单和常用的弧焊电源。它是把网路电压的交流电变成适宜于电弧焊的低压交流电。结构简单、易造易修、成本低、效率高、磁偏吹小、噪音小等优点,但电弧稳定性差、功率因数较低。常用的有动圈式的如BX3-300和动铁式的BX1-315。,2.2 焊条电弧焊设备及工具,2.
6、弧焊整流器 弧焊整流器是把交流电经降压整理后获得直流电的电器设备。具有制造方便、价格低、空耗小、噪音小、可远距离调节、磁偏吹较大的特点。常用的硅弧焊整流器(ZXG系列)、晶闸管式焊整流器(ZX5系列)。另外要说的直流弧焊发电机,虽然坚固耐用,电弧燃烧稳定能用于没有电源的野外施工,但损耗大、效率低、噪音大、成本高、重量大、难维修,属于国家规定的淘汰产品。,2.2 焊条电弧焊设备及工具,3.弧焊逆变器 是把三相或单相交流经整流后,由逆变器转变为几百至几万赫兹的中频交流电,降压后输出交流或直流。整个过程是:工频交流-直流-逆变为中、高频交流-降压-交流-再次变直流。与传统的弧焊电源比,具有:引弧成功
7、率高;电源电压适用范围宽;电弧稳定,熔池易于控制;飞溅小、不粘焊条;可调节推力电流,保证最佳引弧性能;可调节引弧电流,保证最佳引弧性能;特别是体积小、重量轻、高效低耗,符合国家可持续化发展战略。所以是最有发展前景的焊接电源。当然也有设备复杂、维修成本高等缺点。,2.2 焊条电弧焊设备及工具,根据采用大功率开关电子元件的不同,可分为晶闸管式、晶体管式、场效应晶体管式和绝缘栅极双极晶体管式等种类。根据输出电流的不同,又分为交流式弧焊逆变器、直流式弧焊逆变器式脉冲式逆变器。常用的国产型号有ZX7-250、ZX7-400等。使用中,可以根据产品的技术要求、经济效益、工作条件及生产的实际需要来选择焊接电
8、源种类。一般应尽量选用弧焊变压器,必须选直流电源时(如碱性焊条),最好选用弧焊逆变器,其次是弧焊整流器,尽量不要选弧焊发电机。另外具体的弧焊电源型号,可参考GB10249-2010电焊机型号编制方法。,2.2 焊条电弧焊设备及工具,2.2.3 焊条电弧焊设备常见故障判断与排除 弧焊电源是电弧的供电设备,使用过程中要注意对焊工的安全,避免发生人身触电事故。同时,要保证焊机的正常运行,防止焊机损坏。为了正确使用,当发生故障时,能及时处理才能保证完好和生产的正常运行。要懂得一些常见故障的分析与处理方法。具体的请参考表2-1 弧焊变压器常见故障产生原因及处理方法、表2-2 ZX5晶闸管弧焊整流器常见故
9、障产生原因及处理方法和表2-3 ZX7弧焊逆变器常见故障产生原因及处理方法。,2.2 焊条电弧焊设备及工具,2.2.4 焊条电弧焊所用工具1.焊钳和焊接电缆 2.面罩和护目镜,2.2 焊条电弧焊设备及工具,3.焊条保温筒和焊缝检验尺,(a)测错边量(b)测焊缝宽度(c)测角焊缝有效厚度,2.2 焊条电弧焊设备及工具,(d)测X形坡口角度(e)测焊缝余高(f)测焊脚高度,(g)测坡口间隙(h)测坡口角度(板)(i)测坡口角度(管),2.2 焊条电弧焊设备及工具,4.常用清渣打磨工具和劳动保护用品,2.3 焊条电弧焊工艺,2.3.1 焊接接头形式及焊缝符号 1.焊接接头形式,常见的四种接头形式,2
10、.3 焊条电弧焊工艺,2.焊接坡口形式,坡口是指根据设计或工艺需要,在焊件待焊部位加工成一定几何形状经装配后构成的沟槽,俗称开坡口,使焊接电弧深入坡口底层,保证焊透,便于清渣,获得较好成形,还能调节母材和填充金属的比例。,2.3.1 焊接接头形式及焊缝符号,2.3 焊条电弧焊工艺,3.焊缝符号(1)基本符号 基本符号表示焊缝横截面的基本形式或特征,采用近似于焊缝横断面形状的符号表示。(2)补充符号 补充符号用来补充说明有关焊缝或接头的某些特征(诸如表面形状、衬垫、焊缝分布、施焊地点等)。(3)尺寸符号 尺寸符号是表示坡口和焊缝尺寸的符号,必要时,可以在焊缝符号中标注尺寸。,2.3.1 焊接接头
11、形式及焊缝符号,2.3 焊条电弧焊工艺,2.3.2 焊前准备 1.坡口的选择与加工 以常见的碳钢、低合金高强钢为例来说明。坡口形式取决于焊接接头形式,工件厚度以及对接头质量的要求。根据板厚不同,焊条电弧焊接头常用的坡口类型有I形、V形、Y形、X形、U形等。坡口制备的方法很多,应根据工件的尺寸、形状与加工条件综合考虑进行选择。目前工厂中常用剪切、气割、刨边、车削、碳弧气刨等方法制备坡口。,2.3 焊条电弧焊工艺,2.3.2 焊前准备 2.焊接区域的清理 焊前对接头坡口及其附近(约20mm内)的表面油、锈、漆和水等的清理。碱性焊条焊接时,清理要求严格和彻底,否则极易产生气孔和延迟裂纹。酸性焊条对锈
12、不很敏感,若锈蚀较轻焊缝质量要求不高时,可以不清理。清理时可根据被清物的种类及具体条件,分别选用钢丝刷刷、砂轮磨或喷丸处理等手工或机械方法,也可用除油剂(汽油、丙酮)清洗的化学方法,必要时,还可用氧乙炔焰烘烤清理的部位,以去除工件表面油污和氧化膜。,2.3 焊条电弧焊工艺,2.3.2 焊前准备 3.焊条烘干 一般酸性焊条的烘干温度为70150,最高不超过250,时间11.5h;碱性焊条极易吸潮且药皮中没用有机物,因此烘干温度高些,一般为300400,保温12h。4.工件的装配定位 目的是使工件对正,以及达到预定的坡口形状和尺寸。装配间隙大小和在接头长度方向上的均匀性对焊接质量、生存率以及制造成
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