手工电弧焊

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三种焊接技术——手工电弧焊气焊手工氩弧焊

三种焊接技术——手工电弧焊气焊手工氩弧焊

三种焊接技术——手工电弧焊气焊手工氩弧焊三种焊接技术——手工电弧焊、气焊、手工氩弧焊焊接技术是一种重要而常用的金属加工技术,广泛应用于制造业、建筑业以及各种维修领域。

在焊接过程中,根据不同的工作要求和材料特性,采取不同的焊接技术可以达到最佳效果。

本文将介绍三种常见的焊接技术:手工电弧焊、气焊、手工氩弧焊,以及它们的特点和适用范围。

手工电弧焊是最常见的焊接技术之一。

在手工电弧焊过程中,通过电极与工件之间的电弧放电来使工件产生高温,从而熔化工件表面并形成焊缝。

手工电弧焊设备简单易用,适用于不同材料的焊接,如钢铁、铝合金等。

手工电弧焊的优点是焊接速度快,焊缝强度高,并且适用于各种焊接位置。

然而,手工电弧焊也有一些缺点,比如操作技能要求较高,焊接过程中会产生大量光弧和烟尘,需要注意安全防护。

气焊是使用燃气和氧气混合燃烧产生的高温火焰进行焊接的一种技术。

在气焊中,通常使用的燃气是乙炔,通过调节氧气和乙炔的比例可以获得不同温度的焰火。

气焊广泛应用于各种金属的切割和焊接。

气焊的优点是能够进行大面积的金属加工,焊缝质量较高。

此外,气焊适用于户外工作环境和特殊工况,如野外建筑工地等。

但是,气焊需要使用大型气瓶和气焊设备,安全性较差,操作时需要注意防范火灾和爆炸的风险。

手工氩弧焊是一种高质量的焊接技术,特别适用于对焊缝质量和金属材料性能要求较高的场景。

手工氩弧焊是通过将惰性气体氩注入焊接区域形成弧光,以熔化金属并进行焊接。

使用氩气作为保护气体可以有效地阻止焊缝与周围空气接触,从而减少氧化和其他污染的可能性。

手工氩弧焊适用于焊接不锈钢、铜等腐蚀性金属。

它的优点是焊缝外观美观、无气孔、氧化和其他缺陷,焊接过程没有明火和烟尘产生。

但是,手工氩弧焊设备复杂,操作技巧要求较高,需要进行氩气供应和焊接电源的调节。

总结起来,手工电弧焊、气焊和手工氩弧焊都是常见的焊接技术,各自具有特点和适用范围。

对于选择合适的焊接技术,需要根据工作需求、材料特性和焊接质量要求综合考虑。

手工电弧焊

手工电弧焊

一、概述手工电弧焊,简称手弧焊。

它利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧,使焊条和工件熔化,从而获得牢固的焊接接头。

在焊接过程中,药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣,保护焊条端部、电弧溶池以及其附近区域,以防止熔化金属氧化,焊条芯棒也在电弧作用下不断熔化,进入溶池,构成焊缝填充金属。

也有焊条药皮掺合金粉末,提高焊缝的机械性能。

二、ZX7系列焊机的一次电线截面计算。

一次接线盒及空气开关的容量大小(根据额定容量测算)。

一、焊机面板上旋钮的调节方法和作用详见说明书。

四、手工电弧焊电流选择1、根据焊接金属材质、焊条类型、焊接结构来选择。

2、根据焊接结构所用的材料,板结构形式等因素确定所需电流的大小。

3、影响电流选择的其他因素(效率、电网容量、场地设施、噪音、维修、重量)用电量等因素。

五、电焊条的分类一般按药皮成份分类为10种类型,现列三种常用焊条举例说明如下:J422型该焊条引弧容易电弧稳定飞溅小,熔深较浅,熔渣复盖性好,脱渣容易,焊缝波纹特别美观,适用于全位置和薄板焊接,但塑性和裂性较差,能适用于一般低碳钢和同等强度的低合金钢焊接。

氧化钛钙型药皮,交直流两用。

焊缝金属抗热强度不低于420Mpa(42Kg/m㎡)。

结构钢焊条(表示用途类型)J507型该焊条熔渣流动性,其工艺性较好,能全位置焊,焊缝金属抗裂性能和机械性能较好,适用于焊接重要结构件,受压容量16MnR及中碳钢及低合金钢重要构件。

低氢钠型药皮,直流焊缝金属抗拉强度不低于500Mpa。

结构钢焊条A117型该焊条为低氢型不锈钢焊条,适用于铬18镍9不锈钢结构。

低氢型药皮---直流。

同一等级焊缝化学成分中的不同牌号。

焊缝金属主要化学成分类型Cr18%Ni8%;奥氏体不锈钢焊条。

六、电弧焊工艺1、焊条牌号及直径。

主要取决于材料性质,焊件的厚度,接头形式焊缝位置,焊缝参2、焊接电流:焊接电流的大小,主要根据焊条类型,焊条直径,焊件厚度以及接头型式焊缝位置及层次等因素,结构钢焊条平焊位置时,焊接电流可根据下列经验公式来初选。

手工电弧焊的特点工艺参数及焊接电弧的引燃运条接头和收弧

手工电弧焊的特点工艺参数及焊接电弧的引燃运条接头和收弧

手工电弧焊的特点工艺参数及焊接电弧的引燃运条接头和收弧一.手工电弧焊工艺特点手工电弧焊的代号是111,是手工操作焊条进行焊接的电弧焊的方法。

也是在焊接领域里劳动强度最大的焊接方法,电弧焊是利用电弧作热源的熔焊方法。

(一)优点:1.工艺灵活,适应性强,适合于各种金属的全位置焊接。

2.质量好,与气焊埋弧焊相比,金相组织细,热影响区小,接头性能好。

3.易于调整;易于通过工艺调整(如对称焊接等)来控制变形和改善应力。

4.简单方便:设备简单,操作方便。

(二)缺点;1.对焊工要求高:焊工的操作技术和经验,直接影响产品质量2.劳动条件差:焊工在工作时手脑并用,精神高度集中,而且还要受到高温度烘烤,及有毒、烟尘、弧光辐射和金属蒸气的危害。

3.生产效率低:焊工受体质的影响,焊接工艺参数选择范围较小,故生产效率低。

(三)应用范围在矿山、冶金、仪表、造船、锅炉及压力容器,机械制造,化工设备及航空航天制造维修业中都广泛的应用。

是工业上不可缺少的一项焊接方法。

二.手工电弧焊的工艺参数。

选择合适的焊接工艺参数,对提高焊接质量和生产率是十分重要的。

焊接工艺参数是指焊接时为提高焊接质量而选定的各个物理量。

(一)焊接电源种类和极性的选择手工电弧时采用的电源有交流电源和直流电源两大类,根据焊条性质进行选择。

1.焊接电源的选择酸性焊条可采用交、直流两种电源,但优先选用交流电源,碱性焊条由于电弧稳定性差,必须直流电源,但对药皮中含有较多稳弧剂的碱性焊条(低氢钾型),也可使用交流电源,但此时电源的空载电压应较高些。

2.极性的选择在采用正接,碱性焊条采用反接,这样电弧燃烧稳定,飞溅小,声音平静均匀。

(二)焊条直径的选择工件较厚,焊条直径越大,工件越薄,焊条直径越小。

焊条直径与焊件厚度的关系接头形式不同,焊条直径也不同,T 形接头应比对接接头使用焊条直径应大些,立焊、横焊等空间位置比平焊所选用的焊条直径应小一些,立焊最大直径不超过5MM ,所选用的焊条不超过4MM 。

简述手工电弧焊的优缺点。

简述手工电弧焊的优缺点。

简述手工电弧焊的优缺点。

手工电弧焊是一种常用的金属焊接方法,通过产生高温电弧来熔化金属表面,使其融合在一起。

手工电弧焊的优缺点如下:
优点:
1. 灵活性高:手工电弧焊适用于各种不同形状、尺寸和材料的焊接任务,能够灵活应用于多种场景。

2. 成本相对较低:相对于其他焊接方法,手工电弧焊设备和材料成本较低,适用于中小规模的焊接作业。

3. 简便易学:手工电弧焊技术相对容易学习,无需过多专业知识,可以快速上手,并且操作灵活便捷。

4. 可操控性好:手工焊接过程中,焊接工人可以对电弧的位置、速度和力度进行调整,从而控制焊接质量和焊缝形态。

1. 生产效率低:手工电弧焊需由操作员一次完成一点,焊接速度相对较慢,不能进行高速连续焊接,降低了生产效率。

2. 操控要求高:手工电弧焊对焊工的操作技巧和经验要求较高,对焊缝质量和强度影响较大,需要专业训练和经验积累。

3. 焊接质量不稳定:手工电弧焊容易受到操作员技术水平、环境因素和设备状况等多种因素的影响,焊接质量和焊缝性能不稳定。

4. 潜在安全风险:手工电弧焊涉及高温和电弧,存在一定的安全风险,如灼伤、火灾等,需要焊工严格遵守相关安全操作规程。

手工电弧焊具有灵活性高、成本相对较低等优点,但生产效率低、操控要求高以及焊接质量不稳定等缺点,因此在选择焊接方法时,需要综合考虑具体需求和条件,选择合适的焊接方式。

焊接基础知识2手工电弧焊

焊接基础知识2手工电弧焊

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。
焊机暂载率:
在一个工作过程中,焊接时间与总时间的 比值叫做电焊机的暂载率。比如: 每焊接 1min后,停顿1min ,再焊接1min ,再停 顿1min......,其实际暂载率是: 1/(1+1) =50% 电焊机都规定一个暂载率,如果实际 暂载率超过电焊机规定的暂载率时,就要 降低功率使用。焊接设备的标准暂载率分 为50%、65%、75%、100%四种,其中自 动焊接设备的暂载率为100%。中国的技术 标准规定工作周期以10min为计算依据 。
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。
U(V)
弧长5mm
弧长2mm
I(A)
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
(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。
2)药皮 焊条药皮的作用 压涂在焊芯表面上的涂料层称为焊条药皮,焊条的 药皮在焊接过程中起着极为重要的作用,是决定焊 缝质量的重要因素,因此,各个国家的焊接工作者对 焊条的药皮都给予高度重视,大家所研究和使用的 主要是厚药皮的焊条(药皮的重量与外涂药皮部分 的焊芯重量之比大于40%的焊条) (1) 对电弧和熔池的保护的作用----气渣联合保护 焊接时,焊条药皮熔化后产生大量的气体笼罩着电 弧区和熔池,基本上将熔化金属与周围空气隔绝开 来,这些气体中绝大部分是不太容易与金属起反应 且熔较池难周分 围解 形的 成还 一原个性很气好体的保(C护O2层H,2防),能止在空电气弧中区的和氧, 氮侵入,起到对熔化金属较好的保护作用

电弧焊的分类

电弧焊的分类

电弧焊的分类电弧焊是一种利用电弧的热量来熔化焊接材料的一种焊接方式,其主要分为几类不同的焊接方式,不同的焊接方式都有各自的特点和适用范围。

下面,我们将围绕电弧焊的分类进行详细阐述。

1.手工电弧焊手工电弧焊是最简单和最古老的电弧焊方式之一。

它主要适用于较粗的焊接工件。

手工电弧焊的优点是灵活性高,适用范围广。

不过它的生产效率低,焊缝质量也难以保证。

2.半自动电弧焊半自动电弧焊主要是利用无极调压技术来实现自动焊接,因此是一种较为高效的焊接方式。

半自动电弧焊的优点是操作简便,生产效率高,焊接质量好。

在一些大型焊接工程中,半自动电弧焊被广泛采用。

3.气体保护焊气体保护焊可以分为两类:惰性气体保护焊和活性气体保护焊。

两种气体保护焊的做用是相似的:在焊接时,在焊接区域的气体中保持一定的气压,以防止空气进入焊接区域,从而防止焊接材料氧化或与周围的环境产生化学反应。

惰性气体保护焊采用氩气、氦气作为保护气体。

这种焊接方式最适合不锈钢、铝制品、钛合金等材料的焊接。

活性气体保护焊则采用二氧化碳作为焊接保护气体。

活性气体保护焊比惰性气体保护焊便宜,因此常用于对焊材料质量要求不太高的地方。

活性气体保护焊适用于焊接普通钢和合金结构钢等。

4.等离子弧焊等离子弧焊是一种利用高温等离子体进行焊接的方式,因其具备焊接速度快、能量密度高等特点,因此适合要求较高的生产环境。

等离子弧焊广泛应用于制造空间航天器、汽车、水力机械等高强度、耐腐蚀的材料的焊接。

总之,电弧焊根据不同的焊接条件、材料类型和焊接方式的不同,可以分成多种不同的焊接类型。

如果您需要对工件进行焊接,可以根据材料的特点和要求,选择最适合的电弧焊方式。

手工电弧焊特点与分类

手工电弧焊特点与分类

手工电弧焊的特点一、手工电弧焊的特点:1.手工电弧焊与其他电弧焊方法相比,它具有如下特点:(1)电弧在焊条端部与工件之间燃烧,熔化的焊条要焊条部形成熔滴,在电弧力的作用下向熔池中过渡,与母材金属熔合在一起,冷凝后形成焊缝。

(2)焊条由焊芯和药皮组成。

焊芯是拉制或铸造的实心金属棒,或装入金属粉末的金属管,在焊接时,既是电极又是填充金属。

药皮是矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料按一定比例配置后压涂在焊芯表面的一层涂料。

它能提高电弧的稳定性、减少飞溅、改善熔滴过渡和焊缝成形,还能通过熔渣和熔池中熔化的母材进行脱氧、去硫、去磷、去氢和渗合金等焊接反应,去除有害兀素,添加有益兀素,从Ifn获得合适的焊缝化学成分。

(3)在焊接时,它既不采取保护气体,也不采取焊剂保护熔化的焊条和熔池,Ifn是通过焊条药皮熔化或分解后主生气体和熔渣,隔绝空气,防止熔滴的熔池金属与空气接触,熔渣凝固后形成的渣壳覆盖在焊缝表面,防止高温的焊缝金属被氧化,提高焊缝质量。

(4)手工电弧焊机由弧焊电源装置和焊钳组成,设备简单适用,简便灵活,适应性强,但对焊工操作技术要求高。

二、手工电弧焊的分类:1.根据所用焊接设备的不同,手工电弧焊可以分为:(1)交流电源的手工电弧焊: 流过电弧的电流为交流的手工电弧焊方法。

一般用在采用酸性焊条和低氢钾型焊条接普通焊接结构的场合。

(2)直流电源的手工电源弧焊: 流过电弧的电流为直流的手工电弧焊方法。

一般用在采用碱性焊条焊接重要焊接结构的场合。

2.根据所用焊条种类的不同,手工电弧焊可分为:(1)厚药皮焊条的手工电弧焊: 药皮的质量系数K30%一50 %,目前生产中使用的基本上都是厚药皮的焊条。

(2)薄药皮焊条的手工电弧焊:药皮的质量系数I} = I%一2%。

手工电弧焊工工艺规范

手工电弧焊工工艺规范

手工电弧焊工工艺规范文件编号:1.焊接方法简介1.1.手工电弧焊是利用焊条和工件之间产生电弧,将焊条和工件局部加热到融化状态,冷却结晶形成焊缝。

2.工艺要求2.1.工件焊接前必须进行清理油污,水分和锈蚀。

2.2.引弧和收弧处是焊缝的薄弱环节,必须进行有效的处理,填满弧坑缺陷。

2.3.焊接过程中应采用短弧焊接,焊条摆动不宜过大。

2.4.焊后要对所有焊缝清理焊渣。

2.5.中碳钢焊接要求2.5.1.尽可能选用碱性低氢型焊条,焊条使用前要烘干,特殊情况可选用铬镍不锈钢焊条,采用这种焊条是电流要小,尽可能采用多层焊。

2.5.2.焊前对工件预热,35号和45号钢预热温度150~250℃,加热范围在焊缝两侧150mm以上。

2.5.3.构件焊接后注意保温,并缓慢冷却至室温。

2.5.4.焊接时采用碱性焊条,直流反接。

2.6.锰钢16Mn焊接一般选用碱性焊条,J506及J507。

3.焊接规范参数3.1.焊条的选择3.1.1.选用焊条是应考虑◇与母材的机械性能和化学成分一致◇对于结构钢的焊接,可选用相应强度等级的焊条。

一般使焊缝强度等于或稍高于被焊材料的强度,不能过高,焊缝强度过高反而会引起脆性增加,产生裂纹。

◇重要结构应选用抗裂性较好的碱性焊条。

3.1.2.常用碳钢焊条型号:3.2.焊条直径的选择可根据焊件厚度结合实际情况参考选择:3.3.焊接电流选择3.3.1.在保证产品质量的前提下,尽可能选择较大的电流进行短弧焊件,以提高生产效率。

3.3.2.焊件电流大小可根据焊条直径、牌号、焊接位置以及接头形式来选择。

4.质量检验方法及标准参考二氧化碳气体保护焊工艺规范。

第二章 焊接方法——手工电弧焊

第二章 焊接方法——手工电弧焊
焊条钢芯 起传导电流和填补焊缝 合金的作用
焊条组成
由焊条芯 和药皮
组成
焊条药皮 “作用”非常重要
药皮的作用
提高焊接电弧 的稳定性;造气、 造渣防止空气侵 入熔滴和熔池; 对熔池脱氧、脱 硫和脱磷;向焊 缝金属渗入合金 元素,提高其力 学性能。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数
1、焊条直径
通常在确保焊接的质量前提下,尽量选用较大直径的焊条,
以提高焊接生产率。 焊条直径大小与哪些因素有关?
• 焊件厚度
随着板厚增加, d 焊增加; 薄板焊接时,应选 小 d 焊
• 焊缝位置
板厚相同:d平焊 > d其他位置焊 ; d横仰焊 ≯ Φ4 mm
d立焊 ≯
Φ5 mm
• 焊接层数 • 接头形式
第一层: 采用小直径焊条: d ≯ Φ3.2mm 填充层: 宜选稍大的焊条直径常用Φ5mm 盖面层: 宜选小一点焊条直径,最好为Φ4mm 搭接、T形接头、角接,选稍大 的焊条直径。
Ⅴ焊过慢
热影响区大,晶粒粗化,力学性能下降, 薄板易烧穿,变形大,生产率下降。
选择原则 应根据板厚、焊条直径、焊接电流、坡口形式、 焊缝位置及母材熔化情况等由焊工自行掌握。
一般在保证焊缝质量的基础上,采用较大的焊条直径 和焊接电流,还应适当加大焊接速度,以提高生产效率。
四、手工电弧焊工艺技术—工艺参数 5、焊接速度
二、工作原理:
3、引弧:
瞬间短路,产 生低压大电流
产生大量电子发射,两极间 气体介质电离形成电弧
瞬时接触, 迅速分离2-4mm。
具备两个条件: 电子发射、 气体电离。
正离子奔向阴极,电子奔向阳极,他们在运动过程中和到达两
极时不断碰撞和复合,使得动能变为热能,产生大量的光和热,

手工电弧焊

手工电弧焊

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。

手工电弧焊

手工电弧焊

手工电弧焊手工电弧焊工艺的讨论一、手工电弧焊的基本原理及优点1.1手工电弧焊是熔化焊中最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熔化极手工电弧焊和非熔化极手工电弧焊《如手工钨极气体保护焊》两种。

但对一些结构形状复杂。

零件小。

焊缝短或弯曲的焊件,如果采用自动化焊接就较为困难,而必须采用手工电弧焊来完成。

因此无论国内外,手工电弧焊目前仍然是焊接工作的主要方法之一。

1.2手工电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热将焊条和工件加热熔化而进行的焊接。

这样焊接方法可在室内、野外、高空等各种场合下进行。

它的设备简单,容易维护,焊钳小,使用灵活,广泛适用于各种黑色金属和有色金属的焊接。

1.3手工电弧焊的优缺点1.3.1手工电弧焊的优点:设备简单,操作灵活方便,能进行全位置焊接适合焊接多种材料,不受场地限制。

1.3.2手工电弧焊的缺点飞溅大,生产效率低劳动强度大,手工电弧焊易于分散应力和控制变形所有焊接结构中,因受热应力的作用,都存在着焊接残余应力和变形,外形复杂的焊缝、长焊缝和大工件的焊缝,共残余应力和变形问题更为突出。

采用手工电弧焊,可以通过工艺调整,如跳焊、逆向分段焊对称焊等方法,来减少变形和改善应力分布。

二、焊接常用接头形式和破口的选择原则2.1焊接接头形式用焊接的方法连接的接头称为焊接接头《简称接头》。

焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。

在手工电弧焊中,由于焊件的厚度、结构形状及使用条件不同,其接头形式及破口形式也不相同。

根据国家标准GB985/80规定,焊接接头的基本形式可分为;对接接头、T 形接头、角接接头、搭接接头四种。

除基本形式之外,焊接结构中还有一些其它类型的接头形式,如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接头、锁底对接接头等。

在船体修理中常见的是对接接头、T 形接头,比如板与板;管与管的纵、环焊缝,以及接管的组合焊缝等。

2.1.2对接接头在同一平面上,两焊件端面相对平地的接头称为对接接头。

手工电弧焊

手工电弧焊

手工电弧焊1.1焊接的基本原理电弧焊是利用在两极之间的气体介质中产生持久而强烈的放电现象,产生高温使焊件熔接在一起.其主要特点是,电弧是熔化金属的热源,而电弧的能量来自电源.手工电弧焊(简称手弧焊),是利用手工操纵焊条进行电弧焊的方法.操作中焊条和焊件分别作为两个电极,利用焊条和焊件之间产生的电弧热量来熔化焊件金属,冷却后形成焊缝.1.1.1焊接电弧的引燃手工电弧焊开始,焊机开动,虽有空载电压作用在焊条和焊件(或称两极)上,但这时电极之间的气体仍保持为原子状态,还没有产生电弧,面电弧只有经过引燃过程后才能产生.当气体原子或分子获得足够能量时,便可释放电子,形成正离子和负离子.这些正\负离子及电子组成的带电质子,在气体中达到一定浓度以后,就使气体变成导电体.引燃电弧的重要条件之一就是使电极之间的气体导电.引燃电弧时,焊条未端碰触被焊件,焊接回路短路,强大的短路电流流过短路处,将产生很多的热量,焊条末端与焊件的接触处迅速熔化甚至蒸发.在提起焊条瞬间,短路电流通过金属的细颈,这时电流密度迅速增大,它的温度突然升高.当焊条与焊件迅速分开以后,在两极间的气体间隙中,充满了容易导电的金属蒸气.在焊条与焊件分开的同时,很高的电压作用在两电极之间,使阴极向外发射电子,因为气体里有金属蒸气和药皮蒸气,气体开始导电,电弧便引燃了.电弧引燃以后,气体的带电质点迅速增加,它的浓度达到平衡.阴极的连续电子发射,气体的不断电离,就能使电弧持久而稳定地燃烧.1.1.2焊接电弧的构成焊接电弧由阴极区\阳极区和弧柱区三部分组成.电弧紧靠阴极表面的区域称为阴极区,紧靠阳极表面的区域称为阳极区.由于正离子的质量要比电子质量大得多,因此在同一电场的作用下,电子离开阴极而跑向阳极的速度要比正离子离开阳极而跑向阴极的速度大得多.这样,在阴极区便剩有较多的正离子,造成阴极区电压降.同理,在阳极区便有较多的电子造成阳极区电压降.阴极区的电场强度较大,电弧里的正离子轰击阴极表面,把它们的电场能量转变为热能,在阴极表面形成白亮的辉点,叫做阴极辉点.阴极辉点的最高温度可以达到阴极材料的沸点.同样原因,负离子和电子轰击阳极表面,形成阳极辉点.用直流电源焊接,被焊工件可以接到焊机输出端的正极或负极,前者称为焊接的正极性或正接,后者称为焊接的反极性或反接.正接的阳极辉点都落在被焊工件上,反接的阴极辉点都落在被焊工件上.熔深主要是在辉点处加热形成的,如果阴极和阳极是同样的材料,由于阳极辉点的温度高于阴极辉点的温度,所以正接比反接产生的熔深大.位于阴极区和阳极区中间部分的电弧叫弧柱.弧柱长度随两个电极之间的距离而变化,但因为阴极区和阳极区厚度很小,通常便用弧柱的长度来代表电弧的长度.弧柱的温度由于不受电极材料沸点的限制,因此弧柱温度通常高于阴极辉点和阳极辉点的温度,可达达5000--8000℃.一般情况下,焊接电流越大,弧柱中电离程度也越大,弧柱温度也越高.焊接电弧的能量是由焊接电源(弧焊发电机或弧焊变压器)供给的.这些能量消耗于阴极发射电子,气体分子吸热以后分解为原子,原子电离并激励带电质子的运动.这些消耗的能量又通过电弧各个区域的带电质点碰撞相应电极\异性带电质点的复合\吸热化学反应\受激励的原子回复到稳定的状态等途径,以热能和辐射能等形式释放出来.实质上,电弧燃烧是能量转换的过程,焊接电弧所产生的能量能用于焊接.1.1.3焊接电弧的静特性当一定的电极材料\气体介质和一定长度的电弧稳定燃烧时,电弧电压和电流的关系称为电弧的静特性,也称伏-安特性.典型的电弧静特性曲线如图焊接电流静特性曲线的ab段是焊接电流较小的范围,当电流密度增大时,阴极辉点的面积增大,阴极发射电子能量增强,电极之间的气体更多地电离,同时弧柱的横截面也扩大.弧柱电阻减小的倍数大于焊接电流增加的倍数.结果,随着焊接电流的增加,电弧电压降低.在静特性曲线的bc段,随着电极电流密度的增加,阴极发射的电子\阴极辉点的面积\电极之间气体电离和弧柱截面积有所增加,弧柱的电阻也有所减小.但弧柱减小的倍数等于焊接电流增大的倍数,所以电压大小不变,得出接近水平线段.在静特性曲线的cd段,大电流密谋继续增加,阴极辉点布满电极端面,弧柱横截面积和单位体积内气体带电质点数量增加很少,强大的焊接电流是在高的弧柱电压条件下产生的,所以电弧电压随着焊接电流的增加而提高,从而得出静特性曲线的上升线段.手弧焊时,由于使用电流受到限制(通常不大于500A),一般使用静特性曲线的ab段末端部分和bc端全部,而无需使用cd段.1.1.4焊接时的熔滴过渡手弧焊时,熔化的焊条或焊丝金属以颗粒形式进入熔化的过程称为熔滴过程.熔滴过渡的形式影响到飞溅的严重程度\焊缝形状\是否产生焊接缺陷和电弧是否稳定燃烧等方面,从而对焊接质量产生很大的影响.1参与熔滴过渡的力熔滴是否过渡和过渡的形式取决于以下几种力的综合作用.1)表面张力表面张力是由物体内部的原子或分子吸引表面的原子或分子所五项形成的.对于一定体积的液体,在不受外力作用的条件下,液体自发地保持最小的表面面积,就是表面张力的一种表现.焊接过程中,如果焊丝或焊条末端接触熔池,焊条或焊丝的熔融金属便会合并到熔池中去,当达到一定的液态金属时,保持最小表面面积.这时,表面张力有利于熔滴过渡.2)熔滴重力熔滴重力在平焊时有利于过渡,在仰焊时妨碍过渡,其它位置焊接时使熔滴落入熔池发生困难.3)电磁收缩力从电工知识可知,两根平行的载流导线通过同向电流时,这两根导线在磁场的作用下会相互靠拢,这种作用力叫做电磁收缩力.焊接时,可以把焊丝和它的末端的熔滴看成是许多细的通过同向电流的载流导线.最初的电磁收缩力垂直于焊丝纵轴线,使焊丝末端的熔融金属产生细颈,这种收缩力与焊接电流值的平方成正比.当形成细颈后,电力线不再平行于焊丝纵轴线,因为磁场作用力垂直于电力线,使电磁收缩力具有水平力和垂直力,既掐断细颈,以把熔滴推离焊丝末端.焊接时,一般焊条所通过的电流密度比较大,电磁收缩力也就比较大,相比之下,重力所起的作用很小.液体熔滴主要是在电磁收缩力的作用下,以较小的熔滴向熔池过渡,而且方向性较强,不论是平焊或仰焊,熔滴金属在电磁收缩力的作用下,总是沿着电弧轴线向熔池过渡.4)极点压力电弧焊时,由于电场的作用,正离子要加速跑向阴极,电子和负离子要加速跑向阳极,这些带电微粒撞击在两极的辉点上,便产生机械压力,称为极点压力,是一种阻碍熔滴过渡的力.在直流正接时,阻碍熔滴过渡的是正离子压力;直流反接时,阻碍熔滴过渡的力是电子的压力.由于正离子比电子质量大,因此正离子流的压力比电子流的压力大,在直流反接时容易产生细颗粒过渡,而直流正接时则不易做到.5)气体吹力电弧焊时,焊条药皮的熔化稍微落后于焊芯的熔化,在药皮的末端形成一小段尚末熔化的喇叭形套管.套管内有大量的造气剂分解产生的气体以及焊芯中碳元素氧化生成的CO气体,这些气体加热到高温时,体积急剧膨胀,并顺着未熔化套管方向把熔滴吹到熔池中去.不论焊缝的空间位置如何,这种吹力都将有利于熔滴过渡.2熔滴过渡的形式金属熔滴向熔池过渡分为短路过渡\粗滴过渡和喷射过渡这三种形式.1)短路过渡它的特征是熔滴在焊条末端长大后与熔池接触,形成短路,电弧熄灭,熔滴进入熔池,随后又重复上述过程.短路过渡在小电流\低电压情况下发生,易达到稳定的金属熔滴过渡和稳定的焊接过程,适合于焊接薄板或堆焊.2)粗滴过渡它的特征是当电弧电压比较高时,焊条端部的熔滴长大后不会接触熔池,焊接电路未短路,熔滴以较大颗粒进入熔池.增大电流密度会使熔滴变细,过渡频率增加.由于焊接过程中电弧电压与焊接电流波动较小,焊缝的横截面成扁豆状,焊丝末端圆秃.手弧焊时多为粗滴过渡.3)喷射过渡它的特征是焊丝较细,电流密度不断增大,焊丝产生电阻热很大,当电流密度增大到某一临界值时,熔滴突然变得很细,过渡频率和过渡速度也突然增大,产生了喷射过渡.由于焊接过程中电流和电弧电压波动更小,因此焊接过程稳定,飞溅小,熔深大,焊缝成形美观,焊缝横截面成菌状.这种过渡多用于细丝直流反接惰性气体保护焊.1.1.5焊接熔池与冶金特点手弧焊时,焊件和焊条在电弧热量的作用下,不断熔化,焊件上形成液体金属的小池称为熔池.熔池和熔滴周围充满着大量的气体,同时有熔渣覆盖.这些气体\熔渣与液体金属不断地进行着一系列复杂的物理\化学反应,这种在高温时发生在熔滴过渡和熔池的焊接区内的各种物质相互作用的过程,称为焊接冶金.冶金反应的结果显著地影响着焊接质量.其冶金特点有以下几个方面.1电弧温度高手弧焊碳钢材料时,随着焊接工艺参数不同,熔滴平均温度在1800--2400℃,且不均匀;熔滴过渡时,穿过温度高达4500--7800℃的弧柱区,极高温度能使液体金属强烈地蒸发,使气体分子(N2\H2\O2等)分解.分解后的气体原子或离子很容易溶解到液体金属中去,这就增加了金属凝固后产生气孔的可能性.而熔池也被液态金属所包围,两者温差很大,又使焊接结构常常产生内应力,以致引起变形或产生裂纹.2熔池体积小,熔池金属不断更新手弧焊时,熔池体积平均只有有2-10cm3,同时,加热及冷却速度很快,从局部金属开始熔化并形成熔池到结晶完毕的整个过程,一般只有几秒种时间,而温度又在不断变化,因此整个冶金反应过程达不到平衡.化学成分在很小的金属体积内有较大的不均匀性,易形成偏析.随着焊接熔池的不断移动,新的铁水和熔渣加入到熔池中参加冶金反应,增加了冶金反应的难度.3熔滴金属与气体\熔渣接触面积大虽然熔滴尺寸很小,但熔滴比表面积极大,约比炼钢时大1000倍.比表面积大可以加速冶金反应的进行,但同时气体侵入液体金属的机会也增多,因而使焊缝金属发生氧化\氮化以及产生气孔的可能性增大.1.1.6焊缝的形成和结晶1焊缝的形成金属熔滴从焊条末端向熔池过渡途中,一部分变为金属蒸气或被氧化形成烟尘,一部分飞溅出熔池外,而大部分则落入熔池.随着电弧的移动,熔池金属不断冷却而形成焊缝.熔池的几何尺寸与焊接工艺参数\母材性质\坡口的形状和大小等有关;焊接电流增大,则熔深增加;提高电弧电压,则可增大熔宽;而熔池长度则与电弧功率及焊接速度有关.2焊缝金属的两次结晶过程焊缝金属的组织是在第一次结晶之后金属继续冷却到相变温度以下,经过二次结晶的实际组织.第一次结晶是从液体变成固体的结晶过程.焊接时,液体金属的温度降低到熔点时,原子间的活动能力逐渐减小,原子间吸引力逐渐增强,当达到凝固温度时,液体金属原子中,开始有一些原子有规则的排列,形成微小晶体--晶核.然后,这些晶核就依靠吸附周围液体中的原子进行生长,称为长大.第二次结晶是当焊缝金属温度降低至相变温度时发生的组织转变.由于焊缝金属由填充金属及母材金属共同组成,而且二者在焊缝中的比例又与坡口形式\焊缝成形工艺有关,因此,在对焊缝的二次组织要具体分析.1.1.7熔化金属与气体的相互作用1气体的来源焊接熔池周围充满了大量的气体,其主要成分有H2\O2\N2\CO\CO2\水蒸气和金属蒸气等,它们的来源有1)热源周围的气体介质(如空气);2)焊条药皮内的水分;3)母材金属和焊条金属由于冶炼过程而残留的气体;4)焊件表面存在的各种杂质(如油\漆\锈),焊接时会产生大量的气体;5)在电弧的高温下,金属和药皮发生强烈的蒸发现象,放出气体.由此可见,焊接过程中,气体的数量\种类是相当多的,并且随焊接方法\焊条种类及焊接工艺参数的不同而不同.这些气体残留在熔池中,对焊缝质量均有不同的影响.2熔化金属与气体的相互作用1)金属的氧化及其影响手弧焊钢铁时,由于电弧高温,氧由分子状态分解为原子状态,并能使铁激烈氧化生成氧化铁,还会使其它元素氧化生成氧化锰\氧化硅等.其中氧化铁能溶于钢液中,又使钢中其它元素进一步氧化,生成一氧化碳和二氧化碳气体.由于氧化的结果,使焊缝中有益元素大量烧损,氧化的产物在焊缝中无论是以夹杂物的形式存在,还是以固熔的形式存在,都对金属的力学性能有不良的影响,使金属的强度极限\屈服极限\冲击韧性和硬度都有显著的降低.此外,还使钢的耐腐蚀性降低.钢中存在过量的氧,加热时晶粒有长大的趋势.以上事实表明,氧在焊缝中的害处很多,为了得到可靠的焊接质量,焊前清除焊件边缘和坡口表面的铁锈,合理使用焊条是每个焊接工作者必不可少的工作.2)金属的氮化及其影响焊接区周围的空气是氮的主要来源,氮在焊接电弧高温中分解,在电弧空间与氧发生反应,生成氧化物(NO2),并且吸附在金属熔滴表面,或溶入熔滴中,NO2由固体中析出,分解为原子态的氧和氮.原子氮可以与铁生成氮化物(Fe2N),夹杂于金属之中,使钢的硬度增加,塑性下降.高温时,液体金属可以熔解大量的氮,而在熔池开始凝固时,氮从金属中析出并形成气泡.这些气泡要向外逸出,当熔池金属的结晶速度大于气泡的逸出速度时,气泡残留在焊缝中而形成气孔.由上述可知,氮对金属的力学性能影响很大,随着含氮量增加,强度极限和屈服极限上升,延伸率和断面收缩率下降.焊接时必须设法使焊接熔池里含氮量减少,但是脱氮并不很容易,最好的办法是加强保护,如使用优质焊条\采用短弧焊接\把焊接区和空气有效地隔离等.3)氢对焊缝金属的影响焊接区的氢主要来自药皮中的水分和有机物\焊件表面的结晶水,以及油脂\油漆等.焊接时,高温下氢激烈分解成氢原子,并以原子状态溶解于金属中.氢在钢中的溶解度与温度以及铁的同素异晶体有关,还与氢的压力有关.在冷却时,焊缝中的氢的熔解度急剧下降,而形成分子氢,它不溶解于金属,当冷却速度较快而来不及逸出时,就会形成气孔.焊接碳钢和低合金钢时,大量的氢溶入熔池,如果焊件承受较大的拉应力而断裂,那么断裂面上就会出现光亮圆形的白点,这是氢使钢材白璧发生氢脆,其原因是由于焊缝塑性和韧性明显降低的结果.焊接合金钢时,氢是产生延迟裂纹的一个重要原因.延迟裂纹是当焊缝冷却至200℃以下时,相隔一段时间(甚至几个月),在焊缝与母材的交界处产生的一种冷裂纹.由以上所知,防止氢危害的主要措施是焊前清除焊件表面\坡口的油和锈,烘干焊条,对重要焊件焊前进行加热保温,作去氢处理,选用低氢焊条和直流反接等.1.1.8熔渣的作用手弧焊时,由于使用厚药皮焊条,焊缝能获得较高的质量,熔渣起到主要作用.1机械保护作用焊接时,熔渣总是覆盖在熔滴和熔池金属表面,从而使熔化金属与周围空气隔绝,并使焊缝金属的结晶处于缓慢冷却的条件下,这样不仅隔绝了气体侵入焊缝,同时还改善了焊缝的结晶和形成.2稳定电弧作用在焊条药皮中加入稳弧剂,用来提高电弧燃烧的稳定性.一般稳弧剂多采用碱金属或碱土金属(钾\钠\钙)的化合物\石灰石\碳酸钠\水玻璃\花岗石\长石等.3脱氧作用焊缝金属的脱氧是将脱氧剂加在焊条药皮中,焊接时脱氧剂熔化在熔渣里,通过溶渣和熔化金属进行一系列的脱氧冶金反应,从而实现焊缝金属的脱氧.目前常用的脱氧剂有Mn\Si\Ti\Al等.4脱硫作用硫是钢中有害杂质之一,在钢材和焊芯中都要加以限制.但在焊条药皮中的某些物质常含有硫,硫在钢中以FeS和MnS形式存在.FeS可溶解于液体铁中,当熔池结晶时,FeS因溶解度降低而析出,并与α-Fe\FeO在晶界形成塑性很低的低熔点共晶,当焊缝冷却收缩时,作用在焊缝上的应力将引起热裂纹.MnS在液体铁中溶解度极小,所以容易排除入渣,对钢的力学性能影响不大.目前常用冶金方法脱硫,所用脱硫剂是Mn.5掺合金其目的首先是补偿焊接过程中由于蒸发\氧化等原因所造成的合金元素的损失;其次是改善焊缝金属的组织和工艺性能,消除工艺缺陷.手弧焊时,向焊缝金属掺合金的方式有两种:一是通过焊芯(利用合金钢焊芯);二是通过焊条药皮(将合金加在药皮里).两种方式可同时采用.采用合金焊芯,外面涂以碱性熔渣的药皮,效果和可靠性都比较好.通过焊条药皮来实现掺合金方式,在生产上应用很广泛.通常采用低碳钢或低合金钢焊芯,然后在焊条药皮中加入合金剂,如锰铁\硅铁\铬铁\镍铁等,从而达到焊缝金属合金化的目的.1.1.9焊接接头的组织焊缝附近的金属,从室温加热,迅速使金属熔化,然后再逐渐冷却下来.由于母材金属离焊缝金属的距离不同,各点被加热的温度也有所差别,金属内部组织发生变化形成一段热影响区.焊接低碳钢时,热影响区可分为六个区段,即不完全熔化区\过热区\正火区\不完全重结晶区\再结晶区\蓝脆区.各段组织分布特征如下表所示.1.2主要焊接设备1.2.1对手弧焊设备的要求根据电弧燃烧的规律和焊接工艺的需要,对手弧焊机提出下列要求:1具有适当的空载电压就是在焊接前测的焊机两个输出端的电压.空载电压越高,越容易引燃电弧和维持电弧的稳定燃烧,但是过高的电压不利于焊工的安全.所以一般将焊机的空载电压限制在90V以下.2具有陡降的外特性这是对手弧焊机重要的要求,它不但能保证电弧稳定燃烧,而且能保证短路时不会因产生过大电流而将电焊机烧毁.一般电焊机的短路电流不超过焊接电流的1.5倍.3具有良好的动特性在焊接过程中,经常会发生焊接回路的短路情况.焊机的端电压,以短路时的零值恢复到工作值(引弧电压)的时间间隔不应过长,一般不大于0.05s.使用动特性良好的电焊机焊接,容易引弧,且焊接过程中电弧长度变化时也不容易熄弧,飞溅也少.施焊者明显感到焊接过程很平静,电弧很柔软.使用动特性不好的电焊机焊接,情况恰恰相反.4具有良好的调节电流特性焊接前,一般根据焊件的材料\厚度\施焊位置和焊接方法来确定焊接电流.从使用角度,要求调节电流的范围越宽越好,并且能够灵活\均匀地调节,以保证焊接的质量.5焊机结构简单\使用可靠\耗能少\维护方便焊机的各部分连接牢靠,没有大的振动和噪声,能在焊机温升允许的条件下连续工作.同时,还应保证使用安全,不致引起触电事故.1.2.2选择手弧焊机的方法目前使用的手弧焊机按照输出的电流性质不同,可分为直流焊机和交流焊机两大类;按照结构不同,又可分为弧焊变压器\弧焊发电机和弧焊整流器三种类型1.3焊接工艺1.3.1焊接热循环与焊接工艺的关系所谓焊接热循环是指在焊接热源作用下,焊件上某点的温度随时间变化的过程.在这个过程中,焊件的焊缝处和热影响区受到加热和冷却的作用,由于焊接热源的热量集中且不断地移动,焊缝和热影响区被加热和冷却的过程并不均匀.由于焊接时的局部加热会在焊件上产生不均匀的温度场,使材料产生不均匀的膨胀,处于高温区域的材料在加热过程中的膨胀量大,但受到周围温度较低\膨胀量较小的材料的限制而不能自由地进行膨胀,于是在焊件中出现内应力,使高温区的材料受到挤压,产生局部压缩变形.在冷却过程中,经受压缩塑性变形的材料,由于不能自由地收缩而受到拉伸,于是在焊件中又出现一个与焊接加热的方向大致相反的内应力场.另一方面,焊接时,各部位不同的加热速度\加热温度及冷却速度将决定热影响区的组织和性能,因此,在一定的焊接工艺参数条件下,热循环曲线具有一定的形状.在不能获得满意的焊接性能时,就要通过改变或调节热循环曲线的形状来保证焊接接头性能.具体方法是选择好焊接工艺参数.1改变线能量改变线能量即改变单位长度内输入到材料中的热量.线能量把焊接过程中的焊接电流\电弧电压和焊接速度三个参数密切联系在一起.当焊接电流增大或焊接速度减慢而使线能量增大时,过热区的晶粒粗大,韧性降低 ;当焊接电流减小或冷却速度增大时,硬度\强度提高,但韧性也会降低.2改变材料的初始温度如采取预热,可以减小温差和减慢冷却速度,从而减小焊接应力.焊接是否需要预热,主要根据钢材的化学成分\厚度和结构刚度等方面来考虑.而预热温度的选择则主要是根据钢材的化学成分.3焊后加热(缓冷)或改变焊接层数焊后加热主要是指焊后进行退火处理.焊件是否需要热处理主要考虑焊件的化学成分\厚度\结构刚度和使用条件等方面的情况.消除应力退火分整理体退火和局部退火两种.1.3.2金属焊接性与焊接工艺的关系。

手工焊条电弧焊

手工焊条电弧焊

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焊接操作前检查
在开始焊接前,应检查周 围环境是否安全,包括是 否有易燃物品、是否存在 电气安全隐患等。
穿戴防护用品
焊接时必须穿戴防护眼镜、 手套、口罩等防护用品, 以防止弧光、飞溅等对身 体的伤害。
保持安全距离
在焊接过程中,应保持与 焊接点的安全距离,避免 因高温、火花等造成烫伤 或火灾。
发展
近年来,随着新材料和新工艺的出现,手工焊条电弧焊在焊接技术方面不断得 到改进和完善,提高了焊接质量和效率。同时,新型焊接设备的出现也对手工 焊条电弧焊的发展产生了积极的影响。
02 手工焊条电弧焊的基本操 作
焊接前的准备
工具和材料的准备
确保焊机、焊条、手套、面罩 等工具和材料齐全,并检查其
完好性。
手工焊条电弧焊的应用范围
建筑行业
钢结构、钢筋等材料的焊接。
机械制造业
各种金属零件的拼接、修复和加固。
管道安装
管道、阀门等金属部件的焊接连接。
船舶制造与维修
船体结构、甲板等金属材料的焊接。
手工焊条电弧焊的历史与发展
历史
手工焊条电弧焊起源于20世纪初,随着焊接技术的发展和普及,逐渐成为一种 重要的焊接方法。
焊接质量的判断与控制
总结词
焊接质量是评价手工焊条电弧焊技术水平的重要指标。
详细描述
通过观察焊缝的外观、检测焊缝的强度、硬度等指标来判断焊接质量。同时,应遵循焊接工艺规范, 控制焊接参数,确保焊接质量稳定可靠。对于不合格的焊缝应及时处理,避免出现安全事故。
04 手工焊条电弧焊的安全与 防护
焊接操作的安全要求
实例二:厚板焊接
总结词
焊接效率高,成本低
详细描述

手工电弧焊概述

手工电弧焊概述

手工电弧焊概述电弧焊是一种常用的金属连接方法,广泛应用于工业生产和个人修理。

其中,手工电弧焊作为最基本的电弧焊方法之一,具有简单、灵活、易于掌握的特点。

本文将对手工电弧焊进行概述,介绍其原理、设备和技术要点,以及常见应用领域。

一、手工电弧焊原理手工电弧焊是通过直流或交流电弧炉、焊条、气体保护等设备进行的焊接方法。

焊条在使用时会产生弧光和熔融金属,将被焊接的两个金属件融合在一起。

手工电弧焊的原理基于热弧作用,利用焊条的材料在高温条件下融化产生的熔融电极短路电弧。

二、手工电弧焊设备进行手工电弧焊需要准备以下设备:1. 电弧焊机:用于提供电能源和调节电流强度。

2. 焊条:由金属和化学涂层组成,可以选择适合不同焊接需求的焊条材料。

3. 电焊钳:用于操控焊条和焊接位置。

4. 面罩和防护设备:保护焊工的安全。

三、手工电弧焊技术要点1. 准备工作:清洁焊接金属表面,保证良好的接触和质量。

2. 电流选择:根据焊接金属的材料和厚度选择合适的电流强度。

3. 焊条操作:掌握焊条的角度和接触位置,保持适当的稳定和均匀的焊接速度。

4. 焊缝质量:通过适当的焊接参数控制焊缝的宽度和深度,确保焊接质量和强度。

5. 安全防护:佩戴面罩、手套和防护服,保护焊工的安全。

四、手工电弧焊应用领域手工电弧焊广泛应用于以下领域:1. 金属制造业:手工电弧焊在金属结构搭建、焊接和修理方面有着重要作用,如建筑、桥梁和船舶制造。

2. 汽车维修:手工电弧焊可用于汽车修理和车身维护,如焊接车身零部件、补强结构等。

3. 家庭修理:手工电弧焊适合进行家庭修理和DIY项目,如金属家具修复和焊接、金属零件搭建等。

综上所述,手工电弧焊作为一种简单、常见且广泛应用的焊接方法,在工业生产和个人修理中发挥着重要作用。

了解手工电弧焊的原理、设备和技术要点,掌握恰当的操作技巧,将有助于提高焊接质量并确保焊工的安全。

无论是在金属制造业、汽车维修还是家庭修理中,手工电弧焊都是一项重要的技能。

手工电弧焊

手工电弧焊

一、手弧焊的焊接过程及焊接电弧1.焊接过程焊接前,先将焊件和焊钳通过导线分别接到弧焊机输出端的两极,并用焊钳夹持焊条。

焊接时,首先在焊件与焊条间引出电弧,电弧热将同时熔化焊件接头处和焊条,形成金属熔池,随着焊条沿焊接方向向前移动,新的熔池不断产生,原先的熔池则不断冷却、凝固、形成焊缝,使分离的两个焊接连接在一起。

焊后用清渣锤把覆盖在焊缝上的熔渣清理干净,检查焊接质量。

手工电弧焊手工电弧焊是电弧焊的一种,因手工操作而得名,简称手弧焊。

手弧焊所用设备比较简单,操作机动灵活,能在任何场合和空间位置焊接各种形式的接头。

焊缝形状和长度也不受限制,是目前应用最广泛的一种焊接方法。

1. 电弧焊的基本知识利用电弧作为焊接热源的熔焊方法,称为电弧焊。

1)焊接电弧焊接电弧是在焊条端部与焊件之间的空气电离区内产生的一种强烈而持久的放电现象,实质上,电弧是在一定条件下电荷通过两电极间气体空间的一种导电过程。

2) 焊接电弧构造焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。

① 阴极区阴极区是电子发射区。

发射电子需消耗一定能量,阴极区产生的热量略少,约占电弧热量的36%,其平均温度为2400K。

② 阳极区阳极区表面受高速电子的撞击,产生较大的能量,占电弧热量的43%,其平均温度为2600K。

③ 弧柱区弧柱区长度几乎等于电弧长度,弧柱区产生的热量仅占电弧热量的21%,但弧柱中心温度高达6000-8000K。

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滴中。

铸铁零件的常用焊接方法由于铸铁的一些优点,在汽车制造材料中占有很大的比重。

铸铁零件大多是加工精度高、价格昂贵的基础零件,如气缸体、气缸盖、变速器壳体等。

铸铁零件在制造及使用过程中,经常会出现裂纹、气孔、损坏等情况。

据统计,汽车在正常使用情况下,这类零件达到磨损极限时,其尺寸变化只有0.08%~0.40%,质量损失只有0.1%~1.8%,此时将零件报废,无疑是非常浪费的。

手工电弧焊

手工电弧焊

焊条 (1)焊条是指涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极,如图6-2-4所示。焊条燃烧如图6-2-5 所示。
手工电弧焊,焊条既作为电极,又在熔化后作为填充金属进入熔池,与母材金属熔合形成焊 缝金属。焊条的药皮熔化后成为熔渣,起着隔离、清除、保护作用。由此可知,焊条不但 影响电弧的稳定性,还直接影响焊缝金属的化学成分和力学性能。
(1)焊接电弧的概念。焊接电弧是由焊接电源供给的、在电极与钣件间气体介质中产 生的强烈而持久的放电现象。焊接电弧温度高达5730~7730℃,能有效地将电能转变为
热能、光能和机械能,从而熔化金属并进行焊接。
(2)焊接电弧的产生过程。在焊接时,通常先将焊条的末端与钣件表面相接触.然后很快 地将焊条拉开,使之保持3~4mm的间隙,则电弧就在这个间隙中引燃了。
(2)焊条由焊芯和药皮组成。焊芯:被药皮包裹着的金属称为焊芯,它是通过 特殊冶炼而成的钢丝。 药皮:指压涂在焊芯上的涂层。药皮通常是由各种矿石粉、铁合金粉和有 机物、化工 产品等混合而成。 (3)焊条的规格。焊条以焊芯的直径为公称直径,根据焊芯材质和直径决定 焊条的长度。不同类别焊条的规格及相应焊接参数见表6-2-1和表6-2-2
三、引弧操作要领 1.操作姿势
操作姿势一般采用蹲姿,两脚分开与肩同宽,自然下蹲,将身体重心放在两腿 之间,如图 6-2-12所示
2.引弧方法
常用的手工电弧焊引弧方法有以下两种 (1)划擦法引弧,适应于初学者,方法如同划火柴焊条的滑行长度不得超过 10mm。
(2)直击法引弧,适应于熟练者,方法是将焊 条直接碰击工件,出现弧光后迅速垂直提起 焊条,完成引弧动作。这种方法不易掌握,操 作时易出现粘焊条现象,所以图6-2-12手工 电弧焊蹲式操作姿势要进行多次练习。

手工电弧焊原理

手工电弧焊原理

手工电弧焊原理1. 什么是电弧焊?电弧焊作为一种重要的焊接方法,在工业生产中得到了广泛应用。

它是通过电弧的高温效应将焊丝和工件熔化,并在冷却后形成焊缝的过程。

手工电弧焊是电弧焊的一种形式,由焊工手持电弧焊枪完成焊接操作。

2. 手工电弧焊的基本装备手工电弧焊的基本装备包括焊机、焊枪、焊接电缆等。

•焊机:焊机是将电能转化为电弧焊接所需的电能设备。

它通过控制电压和电流大小,提供所需的焊接能量。

焊机通常由变压器、整流器和控制电路等组成。

•焊枪:焊枪是焊工用于保持和控制电弧的手持工具。

它由手柄、电缆、电极头和电极夹等部分组成。

焊枪通过电缆与焊机相连,将电流传递到电极头,形成电弧。

•焊接电缆:焊接电缆用于连接焊机和焊枪,传递电流和电能。

焊接电缆要求导电性能好,并具有足够的柔性和耐高温性能。

3. 手工电弧焊的原理手工电弧焊依赖于电弧的高温效应,在电弧形成时,电极和工件之间的电流产生高温,将工件和焊丝熔化,并形成焊缝。

下面介绍手工电弧焊的具体原理。

1)电流产生: 手工电弧焊使用直流电流或交流电流。

在直流电弧焊中,阳极和阴极之间的电流方向是恒定的,而交流电弧焊则会反复改变电流方向。

电流的大小取决于焊接过程中所需的焊接能量和工件的类型。

2)电弧形成: 焊工通过按下焊接枪上的开关,使两个电极头接触,形成电弧。

在电弧形成的瞬间,电极头与工件之间的接触点开始产生电弧放电。

3)电弧维持: 电弧在电弧区域内燃烧,并维持在放电状态。

电弧燃烧过程中,电弧区域的气体被电弧电流加热,产生高温和高能量的等离子体。

4)熔化和熔池形成: 电弧的高温效应使工件和焊丝熔化,形成熔池。

焊丝的一端被电弧熔化,形成熔滴,并从焊枪的喷嘴中喷出。

熔滴和熔池冷却后形成焊缝。

5)熔池保护: 手工电弧焊需要保护熔池免受外界空气的氧化和污染。

常用的熔池保护方法是可燃性保护剂,如焊接电极上的涂层材料,在电弧燃烧的同时产生保护气体。

4. 手工电弧焊的步骤手工电弧焊的步骤通常包括准备工作、焊缝准备、焊接操作和焊后处理。

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直流反接
3.弧焊电源的使用与维护 ① 注意电网电压、相数与焊机铭牌标示相符。 ② 接地。 ③ 电源线和焊接电缆线的导线截面积和长度要合适。 ④ 焊机摆放位置。 ⑤ 焊前要仔细检查各部接线是否正确。 ⑥ 在焊接过程中,不得随意打开机壳顶盖。 ⑦ 改变焊接接法时应在切断电源的情况下进行。 ⑧ 防止焊机受潮。 ⑨ 及时切断焊机电源。
低合金钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、化学成分、 涂层类型、焊接位置和焊接电流划分。
3.焊条的使用 1)焊条涂层的类型与适用范围 •钛型焊条的应用 •酸性焊条与碱性焊条的性能比较
2)焊条的选用原则
① 工件的力学性能和化学成分。 ② 工件的使用性能与工作条件。 ③ 工件的结构特点和受力状态。 ④ 施工条件及设备。 ⑤ 改善工艺性能 ⑥ 降低成本,提高生产率
2)碱性氧化物焊条 一般称为碱性焊条,药皮中主要含有 CaCO3、CaF2、MnO2和MgCO3等碱性氧化物,并含有较 多的铁合金作为脱氧剂和渗合金剂,使焊条具有足够的脱氧 能力。碱性焊条主要特点是焊缝金属的抗裂性良好,力学性 能特别是冲击韧性较高。由于焊缝金属扩散氢含量低,亦称 之为低氢型焊条。但碱性焊条主要缺点是工艺性能差,易 吸潮,对油、锈、水分等脏物敏感性强,脱渣性极差等。 组成各种型号药皮的酸性氧化物和碱性氧化物在焊接时汇 同合金元素蒸发氧化,变成各种有毒物质,呈气溶胶状态 逸出,有碍人的身体健康,尤其是碱 性焊条比酸性焊条危害性大。
四、电焊条
焊条就是带有涂层的供手工电弧焊使用的熔化电极。 1.焊条的组成与作用
焊条规格以焊芯直径来表示。其长度依焊条规格材料、涂层类型等不同而不 同,通常在200~500mm之间。
焊芯
焊芯就是被涂层覆盖的金属芯,其作用是传导电流,产 生电弧,并且在熔化后作为填充金属与被熔化的母材熔合 形成焊缝。
焊芯金属约占整个焊缝金属的50%-70%,因此焊芯的 化学成分直接影响焊缝质量。焊芯用钢丝为焊接专用钢丝, 经特殊冶炼制成,单独规定了其牌号和化学成分。 如用于埋弧焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊方法 中作为填充金属时,称为焊丝。
①焊芯的化学成分 焊芯中通常含有碳(C)、锰(Mn)、硅(S0、铬(Cr)、镍 (Ni)、硫(S)、磷(P)等合金元素, 其中硫(S)、磷(P)元素为有害杂质,降低焊缝的力学性 能,因此其含量越少越好,通常不超过0.04%,焊接重 要结构时,不得超过0.03%。其他几种成分如含量适当, 一般来说是对钢有益的合金元素,可提高焊缝的力学性能。 但含量过高时则会带来不利影响,降低焊接质量。
6.能量的选择
熔化焊时,由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量,称为线能量
线能量与焊接电流和电弧电压成正比,与焊接速度成反比。
(三)引弧
手工电弧焊时引燃电弧的过程称为引弧。 常用的引弧方法有划擦引弧法和直击引弧法
(四)焊接操作
焊接操作时,焊工左手持面罩,右手握焊钳
焊条工作角 焊条轴线在和焊条前进方向垂直的平面内的投影与工件表面间的夹角为90°
②焊芯的分类及牌号
涂 层 压涂在焊芯表面上的涂料层称为涂层(又称药皮)
①涂层的作用 保护作用
焊接时,涂层熔化后产生大量的气体,使熔化金属与空气隔离开来,形 成一个很好的保护层。涂层熔化后形成熔渣,覆盖着熔滴和熔池。这样 不仅隔离开空气中的氧气、氮气,保护焊缝金属,而且降低了焊缝冷却 速度,促进熔池中气体逸出,减少气孔生成,并改善焊缝成形和结晶。
手工电弧焊
重点:①手工电弧焊的基本原理
②焊接设备的使用。 难点:①手工电弧焊的操作方法 学习方法建议: ①对焊接电弧的基础知识,包括手工电弧焊的物理基础、 导电特性的内容 不必追求过深、过细; ②准确把握各种焊接方式的特点,,理解它们的应用; ③结合实训操作,体会并熟悉常见焊接工艺参数、焊接 手法及因素对焊缝成形(质量)的影响规律。
对接焊缝各部分的名称如图
角接焊缝各部分的名称如图
(六)手工电弧焊的常用工具
1.焊钳 焊钳是用来夹持焊条并传导焊接电流以进行焊接的工具, 常用焊钳的型号有300A、500A两种。
2.焊接电缆 焊接电缆是连接焊接电源与焊钳、工件的导线, 其作用是传导焊接电流。 3.焊条保温筒
4.敲渣锤和钢丝刷 敲渣锤和钢丝刷的作用主要是清理焊缝表面、焊缝层间的焊 渣及焊件上的铁锈、油污 。
2.焊接电流的选择
(1)焊条直径与焊接电流的关系
焊条直径 /mm 焊接电流/A
1.6
25~40
2.0
40~65
2.5
50~ 80
3.2
4.0
5.0
100~130 160~210 220~270
I=(35~45)d
(2)焊接位置与焊接电流的关系 在其他焊接条件相同的情况下,平焊可选择偏大的焊接电流, 横焊、立焊、仰焊的焊接电流应小些,约小10%~20%。 (3)焊道与焊接电流的关系
2.焊条型号编制方法 1)碳素钢焊条型号的编制方法 碳素钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、涂层类型、焊 接位置和焊接电流划分。 按照熔敷金属抗拉强度不同,碳素钢焊条形成两个系列,即 FA3系列(熔敷金属抗拉强度)420MPa)和E50系列(熔敷金属抗 拉强度~>490MPa)。
2)低合金钢焊条型号编制方法
2.手工电弧焊的特点 (一)操作灵活、适应性强 (二)无论交流或直流电源,设备结构简单且质量小, 便于移动,便于现场维护和维修。 (三)可通过调整工艺参数来控制焊接应力与变形。 (四)生产效率低、劳动条件差
二、 焊接电弧
电弧引燃有两种方法: 一是高频高压引弧法,主要用于钨极惰性气体保护焊 二是接触短路引弧法,用于手工电弧焊等
通常焊接打底焊道时,使用的焊接电流应小些,便于焊接操作和保证焊接质量 焊接填充焊道时,使用较大的焊接电流,以提高效率,保证熔合良好 焊盖面焊道时使用的焊接电流应小些,弧电压的选择
手工电弧焊的电弧电压与电弧长度成正比。在焊接过程中,电 弧不宜过长,平焊时一般取焊条直径的0.5~1倍。在立焊、仰焊 时电弧长度比平焊时更短些,以利于熔滴过渡,防止熔池下淌。
三、常用弧焊设备与使用
1.常用的弧焊设备 弧焊变压器
弧焊整流器
弧焊整流器是一种将工业交流电经变压器降压,并经整流元件 整流变为直流电,再以直流或交流的形式输出而对焊接回路供电的 一种弧焊电源 。
2.直流弧焊电源的极性与应用
使用直流弧焊电源焊接时,工件与电源输出端正、负极的接法,称为电源的极性
焊接薄板时采用反接,以防止烧穿,获得良好的工艺性 采用反接,以减少飞溅现象和减小气孔倾向,并能使电弧稳定性良好。
2.焊条的分类与型号 焊条按其用途分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊 条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金 焊条等 习惯上按焊条药皮的化学成分不同又可分为酸性氧化物 焊条和碱性氧化物焊条两大类。 (1)酸性氧化物焊条 一般称为酸性焊条,其药 皮中主要含有TiO2、FeO和SiO2等酸性氧化物,所以焊 条药皮的氧化性较强。酸性焊条的主要特点是工艺性能良 好,成形美观,对油、锈和水分的敏感性不大,抗气孔能 力强。
1.焊道的起头 起头时焊件温度较低,所以起点处熔深较浅,可在引弧后将电 弧稍微拉长,对起头处预热,然后再适当缩短电弧进行正式焊接 2.运条
常有以下运条方法
4.焊接速度的选择 焊接过程中焊条沿焊接方向移动的速度,即单位时间内完 成的焊缝长度,称为焊接速度 。 手弧焊1小时1米~1.2米 5.焊接层数的选择
中厚板焊接时,需开坡口,然后进行多层焊。 根据实际经验,每层厚度约等于焊条直径时生产率较高,也容易操作。 焊层厚度过大时,对焊缝金属塑性有不利影响,因此焊层厚度最好不超过4~5mm
②熔合区的组织和性能 熔合区紧邻焊缝金属,温度在固相线与液相线之间。熔合区 很窄,金属处于部分熔化状态,晶粒粗大,化学成分与组织很 不均匀,冷却后的组织为过热组织
③热影响区的组织和性能
(2)焊接接头形式 在手工电弧焊中,由于焊件厚度、结构形状以及使用条件和 质量要求不同,其接头形式也不相同。焊接接头的形式很多, 其基本形式可分为4种
5.角向磨光机 实际上是一种小型电动砂轮机,主要用 于打磨坡口和焊缝头处,如换上同直径钢 丝轮,还可以用来除锈。
6.扁铲 扁铲用于清除焊渣、飞溅物和焊瘤等
三、 任务实施
(一)劳动保护
1.面罩 面罩是用来保护面部、颈部的一种遮蔽工具,以防止焊接 时的飞溅、弧光及熔池和焊件高温的灼伤 。
2.工作服 工作服是防止弧光及火花灼伤人 体的防护用品,在穿着时应扣好纽 扣,扣好袖口、领口、袋口,上衣 不要束在裤腰内 3.焊工手套 焊工手套是保护焊工手臂和防止触 电的专用护具。工作中不 要戴手套直接拿灼热焊件和焊条头,破 损时应及时修补或更换。
冶金作用
涂层中加有脱氧剂,通过熔渣与熔化金属的化学反应,减少氧、硫等有 害杂质对焊缝金属的危害,使焊缝获得符合要求的力学性能。
渗合金作用 改善焊接工艺性能
在涂层中加入低电离电位的物质,可以提高电弧燃烧的稳定性;焊接时, 在焊条端头形成一小段涂层套管,套管使电弧热量更集中,使电弧燃烧 更稳定,并可减少飞溅,有利于熔滴向熔池过渡,提高了熔敷效率。
2.焊接坡口 根据设计或工艺需要,在焊件待焊部位加工并装配成的一定 几何形状的沟槽,称为坡口。
3.焊缝 根据焊缝所在空间位置的不同,焊缝可分为平焊缝、横焊缝、 立焊缝、仰焊缝4种形式
根据结合形式的不同,焊缝主要分为对接焊缝和角接焊缝, 另外还有塞焊缝和端接焊缝。 根据焊缝的连续情况,焊缝可分为连续焊缝和断续焊缝,且 大部分应用连续焊缝。
①涂层的成分
焊条涂层的组成成分相当复杂,每种涂层配方中通常有7— 10余种之多。按其在焊接过程中所起的作用不同,可分为以 下几种: (1)稳弧剂。稳弧剂的主要作用是改善焊条引弧性能和提高 焊接电弧稳定性。一般多采用碱金属及碱土金属的化合物, 如钾、钠、钙的化合物。 (2)造渣剂。造渣剂的主要作用是能形成具有一定物理、化 学性能的熔渣,产生良好的保护作用和冶金处理作用
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