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大家好

这节课我们学习手工电弧焊

通常所说的手工电弧焊

是指涂药皮焊条的手工电弧焊

它一直是锅炉 压力容器制造当中

广泛应用的一种焊接方法

它的设备简单 易于维护 使用灵活方便

可以在室内室外和高空等

各种位置施焊

对材料的适用性很强

比如碳钢 低合金钢 耐热钢 低温用钢 不锈钢等

都可以采用手工电弧焊施焊

在过程设备制造中

手工电弧焊多用于

设备内部附件的焊接和支座

接管与开孔补强等部位的焊接

对于单件生产的设备

其它焊缝也采用手工电弧焊

对于某些特殊类型的设备

比如扁平钢带倾角错绕式的容器

或因空间位置焊缝较多

或短焊缝多

也主要采用手工电弧焊

有些压力容器的打底焊

也采用手工电弧焊

手工电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热

将工件和焊条加热熔化而进行焊接的

焊缝形成过程如图所示

电弧在焊条与被焊工件间燃烧

焊条熔化后形成熔滴

熔滴脱离焊条

向母材运动并和熔化的母材金属混在一起

形成液态的“焊接熔池”

熔池处于电弧中心位置

熔池中的金属总是处于过热的液体状态

这和炼钢炉的熔池类似

电弧热还同时使药皮熔化或燃烧

药皮熔化后滴入熔池

和液体金属一起作用

所形成的熔渣和气体不断地从熔池

中向上浮起并逸出

药皮燃烧时

还产生大量二氧化碳气流包围在电弧周围

熔渣和气流可以保护熔化金属

以减少空气当中氧

氮元素的有害作用

当电弧向前移动的时候

工件和焊条金属不断熔化形成新的熔池

原来的熔池

则不断地冷却凝固构成连续的焊缝

焊缝凝固的速度

大致相当于电弧向前移动的速度

覆盖在熔池表面的熔渣

也随之逐渐凝固成为固态渣壳

这层熔渣

和渣壳对减缓焊缝金属的冷却速度

和保证焊缝质量

具有重要的作用

手工电弧焊最主要的焊接要素是焊条本身

它是由金属焊芯 药皮 夹持端 引弧端组成

其中金属焊芯起传导电流 引燃电弧

作为填充金属与熔化的母材形成焊缝的作用

药皮可以起造渣 造气 稳弧 脱氧 合金等作用

造渣作用的意思是凝固的焊渣在焊缝金属上的覆盖

降低了焊缝金属的冷却速度

造气作用指的是药皮分解后可产生气体

气体为熔融金属提供保护

稳弧作用指的是药皮改善了

电特性以增强电弧稳定性

脱氧作用指的是药皮可脱除

焊缝金属当中的O元素

以及有害的S P元素

合金作用呢

指的是药皮为焊接熔池提供合金化元素

根据焊条药皮不同的组织成分

焊条药皮可分为氧化钛型 氧化钛钙型

钛铁矿型 还有氧化铁型 纤维素型 低氢型等

如果药皮熔化后形成的熔渣中

酸性氧化物比碱性氧化物多

那么这类焊条称为“酸性焊条”

反之如果熔渣中的

碱性氧化物比酸性氧化物多

则称为“碱性焊条”

这些药皮类型中

氧化钛型 氧化钛钙型 钛铁矿型

氧化铁型 纤维素型五种属于酸性焊条

低氢型属于碱性焊条

生产中要根据具体情况选用焊条类型

由于焊条在手工电弧焊中的影响很大

就有必要了解它的分类和品种

美国焊接学会给出了焊条的标记方法

对应于我们中国的焊条的型号

型号可反映焊条的类别

药皮类型

电源要求和熔敷金属化学成分或抗拉强度

这是一种焊条型号的表示法

焊条牌号也是表征

焊条基本性能指标和特点的一种形式

这是一种焊条牌号的表示法

我国焊条牌号和型号

都是按照材料类别与用途分类编制的

类别不同

编制方法和表示方式也不同

同学们可以课后查阅相关的国家标准学习

对于手工电弧焊的焊接工艺有其独特性

包括具体的焊接规范参数和焊接技术

手工电弧焊焊接规范

通常是指焊条牌号及直径

电源的种类和接法

焊接电流大小

焊接层数和焊接速度等

其中最重要的是焊接电源和焊接的速度

因为这二个参数决定了

焊接过程的线能量和焊缝金属的性能

手工电弧焊的焊接技术

对焊缝的质量起着决定性的作用

内容包括

引弧 收弧 运条方式

焊条的倾角 焊道接头的方法等

所以手工电弧焊焊工的技术

往往对焊缝的质量起着相当大的作用

焊接时按焊缝在空间位置的不同

又可分为

平缝 立缝 横缝和仰缝

那么这四种

不同的焊接空间位置

对焊接质量和工艺影响非常大

锅炉和压力容器等过程设备

承压焊缝通常都要求全焊透

但有时候由于受结构尺寸或形状等的限制

无法在两面进行焊接

只能在一面进行焊接

且要求焊后正反两面都要得到均匀齐整

成形良好和质量符合要求的焊缝

这种工艺方法

就叫做单面焊双面成形焊接工艺或技术

这是过程设备焊接当中应用较多

且在手工电弧焊中难度比较大的一种工艺技术

关键在于第一层焊缝必须熔透和无夹渣等缺陷

所以这种工艺要求如下

第一 坡口加工

板厚大于4mm应开坡口

开坡口是为了使焊条深入焊缝的根部

保证根部焊透

便于清除熔渣和获得较好的焊缝形状

并调节母材和填充金属的熔合比

坡口角度有张角ɑ 钝边高P和间隙C

钝边作用主要是为防止烧穿

一般是1.5－2毫米为宜

间隙的作用是保证根部焊透

一般间隙取2－3毫米为宜

钝边和间隙应合理配合

例如钝边过厚而间隙过小的时候

就可能焊不透

第二 焊条直径选择和烘干

焊条直径与单面熔透质量关系非常密切

焊条过粗会造成未焊透和成形不良

焊条过细又会降低生产效率

焊条必须按要求烘干后方能使用

否则容易形成焊接缺陷

影响焊接质量

第三 装配组合与坡口清理

装配组合时应保证间隙均匀

防止错边超标

焊缝坡口

及其两侧二十毫米以内应清理干净

除掉油污与锈蚀

否则易产生气孔 夹渣 裂纹等缺陷

常用的弧焊电源分为交流和直流两类

交流电源是焊接变压器

习惯称之为流焊机

直流电源有焊接发电机和焊接整流器

而习惯上将焊接发电机称为直流焊机

交流电焊机

是手工电弧焊中应用最广的一种供电设备

常见的型号为BX1-300 BX3-300 BX3-330等

型号中B表示焊接变压器

即交流电焊机

X表示下降外特性

后面的数字表示焊机系列号

最后面的三位数字为额定的焊接电流

比如BX3-300

即为额定电流为300A

具有下降特性的第三系列交流电焊机

旋转式直流电焊机性能可靠

是目前应用较多的直流电源

常见型号有AX-300 AX1-500 AX3-300等

型号中的A表示旋转式直流电弧焊机

其余的表示和刚才提到的交流焊机是一样的

硅整流式直流电焊机也称为手弧焊整流器

目前这种电焊机已部分

被旋转式直流电焊机所代替

这张图ZXG-500是常见的型号

Z表示 整流器焊机

G表示整流器

关于手工电弧焊内容

这节课我们就学习到这里

再见！