焊接方法与设备第3章 埋弧焊教学讲义
第3章 埋 弧 焊
自动调节系统的组成
自动调节系统:有开环系统和闭环系统之分, 机构组成:测量机构、比较环节、执行机构等几部分组 成。 控制调节对象:电弧长度(L) 上述自动调节焊丝的熔化速度的方法采用等速送丝调节 系统,常见于气体保护焊工艺;自动调节送丝速度的方 法采用变速送丝调节系统,常见于埋弧焊工艺。
3. 等速送丝埋弧焊调节系统
控制硫、磷含量
硫和磷都是焊缝中的有害杂质,也会使焊缝的热裂和冷 脆倾向加剧,降低焊缝金属抗冲击能力
减少硫、磷在焊缝中的含量的途径主要有两个 ①要严格限制焊接材料和被焊材料中硫、磷的含量,这 是最主要的途径 ②通过冶金反应减少焊缝中硫、磷的含量。 增加含锰量及焊剂碱度都有助于利用冶金反应减少焊缝 中硫、磷的含量。但是,焊剂碱度提高,会使焊接性能 下降,最好的方法仍是严格限制焊接材料和母材中硫、 磷杂质的含量。
图3-6 等速熔化(电弧自身调节静特性)曲线 1—ϕ2mm V =7.1cm/s 2—ϕ4mm V =2.5cm/s
3—ϕ4mm
Vf=4.4cm/s
f
4—ϕ5mm
Vf=2.9cm/s
f
影响焊丝熔化速度的因素
1)焊丝直径 2)送丝速度 3)焊丝伸出长度 4)焊丝电阻率 5)电弧的长度-影响最小可以忽略不计
焊剂的分类
熔炼焊剂 烧结焊剂 黏结焊剂
焊剂
图3-2 焊剂的分类
二、埋弧焊的冶金特点
埋弧焊的冶金过程:是指液态熔渣与液态金属以及电弧 气氛之间的相互作用。
主要包括:氧化、还原反应,脱硫、脱磷反应以及去除 气体等过程。 1)焊缝保护效果好 2)冶金反应充分 3)焊缝的化学成分稳定 4)焊缝的组织易粗化 5)焊丝和焊剂要配合选用
图3-5 电弧静态工作点的波动
3章-埋焊弧焊解析
2016年10月27日
第三章 埋 弧 焊
埋弧焊的特点和应用, 焊丝和焊剂的选配原则, 埋 弧焊机的典型结构和工作原理, 最后简述埋弧焊技术 及其发展。
第一节 埋弧焊的特点及应用
埋弧焊是以颗粒状焊剂作为保护介质, 电弧掩埋在 焊剂层下的一种熔化极电弧焊接方法, 也是最早获得 应用的机械化焊接方法。
3. 夹渣
焊缝内夹渣除与焊剂的脱渣性能有关外, 还与工 件的装配情况、焊接工艺参数、层间清渣不净以及 焊丝位置不当等因素相关。
二、埋弧焊的其他焊接技术
单丝埋弧焊仍最为普遍的方法, 派生多种改进形式, 提高焊接生产率和焊接质量,适应各种要求。
(一)双丝和多丝埋弧焊
(二)附加焊丝、冷丝、添加铁粉埋弧焊
3. 埋弧焊机控制系统
通用小车式埋弧焊机控制系统由送丝与行走驱动 控制、引弧和熄弧程序控制、电源外特性控制等环 节组成。
二、MZ—1000 型埋弧焊机
是目前国内广泛应用的一种通用埋弧焊机, 配用 交流电源时的电路原理如图 3-5 。
第三节 埋弧焊技术
一、常用埋弧焊技术
(一)焊前准备1.坡口设计与加工一、 Nhomakorabea类及结构
(一)埋弧焊机分类
1. 按调节方式 分为等速送丝式和变速送丝式焊机, 前者适于细焊丝高电流密度, 后者则多用于粗焊丝较 低电流密度条件。
2. 按焊机用途 分为通用和专用埋弧焊机, 前者用 于各种结构的对接、角接、环缝和纵缝等焊接, 后者 只用于某些特定焊缝或结构的焊接, 例如埋弧自动T 形梁焊机、堆焊机等。
一、分类及结构
(一)埋弧焊机分类
3. 按行走机构形式 分为焊车式、机床式、悬臂式、 门架式。通用埋弧焊机大多采用焊车式结构。
全面讲解埋弧焊
全面讲解埋弧焊第一节埋弧焊的工作原理及特点埋弧焊也是利用电弧作为热源的焊接方法。
埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧,电弧不外露,埋弧焊由此得名。
所用的金属电极是不间断送进的光焊丝。
一、工作原理图4—1是埋弧焊焊缝形成过程示意图。
焊接电弧在焊丝与工件之间燃烧,电弧热将焊丝端部及电弧附近的母材和焊剂熔化。
熔化的金属形成熔池,熔融的焊剂成为溶渣。
熔池受熔渣和焊剂蒸汽的保护,不与空气接触。
电弧向前移动时,电弧力将熔池中的液体金属推向熔池后方。
在随后的冷却过程中,这部分液体金属凝固成焊缝。
熔渣则凝固成渣壳,覆盖于焊缝表面。
熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外,焊接过程中还与熔化金属发生冶金反应,从而影响焊缝金属的化学成分。
埋弧焊时,被焊工件与焊丝分别接在焊接电源的两极。
焊丝通过与导电嘴的滑动接触与电源联接。
焊接回路包括焊接电源、联接电缆、导电嘴、焊丝、电弧、熔池、工件等环节,焊丝端部在电弧热作用下不断熔化,因而焊丝应连续不断地送进,以保持焊接过程的稳定进行。
焊丝的送进速度应与焊丝的熔化速度相平衡。
焊丝一般由电动机驱动的送丝滚轮送进。
随应用的不同,焊丝数目可以有单丝、双丝或多丝。
有的应用中采用药芯焊丝代替实心焊丝,或是用钢带代替焊丝。
埋弧焊有自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种方式。
前者的焊丝送进和电弧移动都由专门的机头自动完成,后者的焊丝送进由机械完成,电弧移动则由人工进行。
焊接时,焊剂由漏斗铺撒在电弧的前方。
焊接后,未被熔化的焊剂可用焊剂回收装置自动回收,或由人工清理回收。
二、埋弧焊的优点和缺点(1)所用的焊接电流大,相应输入功率较大。
加上焊剂和熔渣的隔热作用,热效率较高,熔深大。
工件的坡口可较小,减少了填充金属量。
单丝埋弧焊在工件不开坡口的情况下,一次可熔透20mm。
(2)焊接速度高,以厚度8~10mm的钢板对接焊为例,单丝埋弧焊速度可达50~80cm/min,手工电弧焊则不超过10~13cm/min。
埋弧焊教案
埋弧焊实验角焊缝主要用于T形接头和角接接头,埋弧焊较多的是焊接T形接头角焊缝。
焊接时有两种焊法:倾斜焊丝焊,即平角焊;船形位置角焊。
T形接头的两板,一板称为腹板(垂直板),另一板称为翼板(水平板)。
翼板和腹板连接的角焊缝的角平分线处于水平线上并成45°角,用倾斜焊丝焊接这样位置的角焊缝,称为横角焊,但习惯上称为平角焊。
1.埋弧焊角焊缝常用坡口形式及尺寸表2-22埋弧焊角焊缝常用坡口形式及尺寸2.平角焊的特点(1)不易烧穿平角焊时T形接头的间隙不是在焊丝电弧的正下方,因此,这种焊法对间隙的敏感性不大,甚至有3mm的间隙通常也不会烧穿。
(2)一层焊缝的焊脚小这种焊法一层焊缝的截面通常在40mm2以下,如果焊脚大于9mm时,就需要进行多层焊。
(3)易产生咬边和焊脚单边缺陷焊接过程中,熔融金属受重力的作用要向下流淌,所以腹板上易产生咬边缺陷。
同时熔融金属向下流而堆积在水平翼板上,于是形成了水平焊脚大于垂直焊脚,即焊脚单边。
平角焊易产生的缺陷如图2-58所示。
3.平角焊的焊接工艺(1)焊丝和垂直板夹角小于45°来自垂直板的熔融金属要向下流淌,为此要使垂直板受电弧热量少,应使焊丝和垂直板夹角小于45°,通常为20°~40°,如图2-59所示,这样电弧热量偏多给予水平板。
图2-58平角焊缝易产生的缺陷图2-59 T型接头角焊缝的两种焊法(a)咬边(b)焊角单边(a)船形位置焊(b)倾斜焊丝焊(平角焊)(2)焊丝向外偏移焊丝向外偏移,也就是电弧吹力向外移,这样减小了垂直板的受热量,减少了垂直板熔化金属的量;还可以借电弧吹力把熔融金属吹向垂直板,阻止熔融金属流向水平板,可避免咬边和焊脚单边的缺陷。
偏移的距离要视焊丝直径和焊脚尺寸而定,通常偏移距离在φ/4~φ/2之间,如图2-60所示。
(3)细焊丝、小电流、快焊速通常平角焊的一层焊缝的焊脚不大于8mm,所以焊缝截面积是不大的,选择焊接工艺参数时,可用细焊丝、小电流、快焊速。
第3单元埋弧焊
电弧电压反馈调节 系统的调节能力不能
消除网压波动对焊接参 数的影响。
图3-14 网压波动对电弧电压 反馈自动调节系统的影响
电弧电压反馈自动调节系统在网压波动时, 引起的焊接电流变化的大小与焊接电源外特性形 状有关。 陡降的外特性曲线在网压波动时引起的电流 波动小,反之,缓降的外特性曲线则引起的电流 波动较大。所以,为了防止因网压波动引起焊接 电流波动过大,这种调节系统宜配用具有陡降外 特性的焊接电源。 同时,为了易于引弧和使电弧燃烧稳定,焊 接电源应有较高的空载电压。
电弧电压反馈自动调节作用
复杂 变速送丝 陡降或垂降特性 改变送丝系统的给定电压 改变电源外特性 好 产生静态焊接电流误差 3.0~6.0
能力知识点3
典型埋弧焊机
目前国内使用较多的埋弧焊机是 MZ - 1000型,它采用发电机一电动机反馈调节器组 成自动调节系统,是一种变速送丝式埋弧焊机。 这种埋弧焊机适合于水平位置或与水平面倾斜 不大于15°的各种有无坡口的对接、角接和搭 接接头的焊接,也可借助滚轮转胎焊接圆筒形 工件的内外环缝。
埋弧焊机可配用交流或直流弧焊电源。 直流电源适用于小电流,快速引弧,短焊 缝、高速焊接以及所采用焊剂的稳弧性较差和对 焊接参数稳定性有较高要求的场合。 采用交流电源时,焊丝熔敷效率及焊缝熔 深介于直流正接与反接之间,而且电弧的磁偏吹 最小。因而交流电源多用于大电流埋弧焊和采用 直流时磁偏吹严重的场合。
图3-4 焊车行走机构示意图
(3)焊接电源 埋弧焊电源 的额定电流在500~2000A之间 (一般为1000A),负载持续率 为100%。常用的交流电源为同 体式弧焊变压器,直流电源为 硅弧焊整流器。 从发展看,矩形波交流弧焊 电源、晶闸管式、逆变式弧焊 整流器等电子弧焊电源在埋弧 焊设备中的应用将日趋扩大。
焊接方法与设备-埋弧焊讲解
埋弧焊的原理及特点
埋弧焊生产效率高:
可使用大电流,从而功率、熔透深度及焊接速 度增加;例如20mm的钢板不开坡口一次焊透。 热量损失少,从而热效率提高,焊接速度大大 提高,可达60-150m/h,而焊条电弧焊只有68m/h。
埋弧焊的原理及特点
埋弧焊分类: 1)按电源种类:直流和交流 2)按电极数目:单丝和多丝 3)按电极形状:丝极和带极
埋弧焊特点: 1)熔敷速度快,焊接速度快,生产效率高; 2)焊接质量好,焊缝金属的性能容易通过焊剂和焊丝 的选配调整,焊缝表面光洁,焊后无需修磨焊缝表面; 3)容易实现机械化自动化; 4)无辐射和噪声,是一种安全、绿色的焊接方法; 5)受焊接位置限制,常用于平焊和平角焊位置的焊接, 不适合焊小、薄件; 6)不便观察,需要焊缝自动跟踪装置,对装配精度要 求高,每层焊道焊接后必须清除焊渣; 7)设备一次性投资大,需采用辅助装置。
埋弧焊焊前准备
埋弧焊焊前准备工作包括: 1.焊接坡口的制备 2.焊材的准备:埋弧焊用焊材(焊剂和焊丝)焊前应作适当的处理。碳钢埋 弧焊时,熔炼焊剂在焊前应进行200℃~ 250℃烘培1~2h,以消除焊剂中的水 分,防止焊接过程中气孔的形成。低合金钢埋弧焊时,烧结焊剂应在300℃~ 350℃烘培1~2h ,消除焊剂中的水分,降低焊缝中的含氢量,保证焊缝不致 出现白点、氢致裂纹等缺陷。焊剂在焊前彻底烘干是低合金钢埋弧焊焊前准备 工作的重要环节。在实际生产中,经常出现因焊剂未烘干或烘干不良而导致焊 缝或热影响区的氢致裂纹。在湿度较大(超过85%)的工作环境下,熔炼焊剂 在大气中存放24h,烧结焊剂在大气中存放8h后就应按规定的烘干制度重新进 行烘干。 3.焊接接头的组对:埋弧焊接头的组装状况对焊接质量有很大影响。对接接 头的间隙和错边在很大程度上影响着焊缝的熔透和外表成形,焊接前应仔细认 真检查。 4.引弧板和引出板的设置 埋弧焊焊缝引弧端和收弧端的焊道成形和质量总是比焊接过程稳定后形成 的焊道差得多,特别是在厚板纵缝焊接时,在焊缝始端和终端引弧点和收弧坑 层层重叠,而大大降低了焊缝的质量,因此,引弧点和收弧坑部位的焊缝金属 必须切除。
第三章 埋弧焊
形坡口,以利于根部焊透并消除夹渣等缺陷。
焊前清理:采用手工或机械(喷砂)等方法予以清除。 装配定位:间隙均匀,高低平整,直缝加引弧板及熄弧板。
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第三章 埋弧焊
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第三节
埋弧焊技术
热固化焊剂衬垫法
将板条状热固化焊剂紧贴于焊缝背面承托熔池,解决曲面对接焊
缝的单面焊双面成形这一难题。
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第三章 埋弧焊
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第三节
埋弧焊技术
4、角接缝焊接
船形焊
将工件角焊缝的两边置于与垂直线各成45 的位置,要求装配间隙小于1~1.5mm。
1、机械结构
主要任务:送进焊丝和移动电弧 。
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第三章 埋弧焊 MZ-1000型埋弧自动焊机焊接小车
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第二节 埋弧焊机
组成:送丝机头、行走小车、机头调节机构、导电嘴及焊丝 盘、焊剂漏斗等
带齿平顶
粗焊丝双 主动轮 带齿弧形槽
细焊丝单 主动轮
无齿V形槽
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第三章 埋弧焊
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第三章 埋弧焊 9
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第一节 埋弧焊的特点及应用
焊剂的型号与牌号
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第三章 埋弧焊
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第一节 埋弧焊的特点及应用
2、焊丝 目前已有碳素结构钢、合金结构钢、高合金钢和各种有 色金属焊丝及堆焊用的特殊合金焊丝。
焊接基础第3章 埋弧焊 (SAW)
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.2 埋弧焊焊接工艺
9)其他考虑因素
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.3 埋弧焊操作技术
1.对接接头单面焊:焊剂铜衬垫法
根据焊件的厚度预留 一定的装配间隙,进行第 一面的焊接时,为防止熔 化金属流溢,接缝背面应 衬以焊剂铜衬垫,采取措 施使其在焊缝全长都与焊 件贴合,并且压力均匀。
3.4.2 埋弧焊焊接工艺
2)电弧电压
电压增大 熔宽增大,余高减小,焊剂熔化量增加;
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.2 埋弧焊焊接工艺
3)焊接速度
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.2 埋弧焊焊接工艺
3)焊接速度
焊接速度增大 熔宽减小,熔深减小,余高减小;
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.2 埋弧焊焊接工艺
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3.2 埋弧焊设备
3.2.1 埋弧焊设备组成
1. 分类 (1)按用途:通用焊接设备和专用焊接设备 (2)按行走机构形式:可分为小车式、机床式、悬臂式 、悬挂式以及龙门式等。
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3.2 埋弧焊设备
3.2.1 埋弧焊设备组成
1. 分类 (3)按电源类型:交
流、直流。 (4)送丝方式:等速
送丝式、变速送丝式。 (5)按焊丝数量和截
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.3 埋弧焊操作技术
1.对接接头单面焊:水冷滑块式铜垫法 为了不使铜衬垫过热,在其两侧通常还各放一块
具有同样长度的水冷铜块。
3.4 埋弧焊焊接工艺
3.4.3 埋弧焊操作技术
1.对接接头单面焊:热固化焊剂衬垫法 该法是将热固化焊剂衬垫制成柔性板条,贴紧在
焊缝背面,并用铁磁夹具将其固定在焊件上,焊接时承 托熔池,帮助焊缝背面成形的方法。
埋弧焊培训讲义
遥控/面板 焊接电 选择开关 流调节
焊接电 压调节
焊丝直 径选择
电流表
输出特性 选择开关 电压表
电源指示 电源开关
功能选择开关 报警指示
图3-2 自动埋弧焊焊车 a)、b)焊车式 c)悬臂式 d)龙门式
埋弧焊机头不同导电装置在不同场合中的应用
(3)埋弧焊机小车 埋弧焊机小车包括传动机构、行走轮、离合器、机头调节系
埋弧焊用陶瓷衬垫示意图。
3.埋弧焊单面焊双面成形
埋弧焊用铜衬垫示意图。
4.埋弧焊的引弧板和引出板
焊前在焊缝两端分别装配小的金属板,开始焊接一头的称为引 弧板,结束焊接一头的称为引出板,见图3-5。
图3-5埋弧焊的引弧板和引出板 a)对接焊缝 b)角焊缝
第四节 埋焊技能训练实例
●训练1 厚10mmQ235低碳钢板I形坡口对接双面焊
第一节 埋弧焊概述
二、埋弧焊的工艺特点
1.埋弧焊的主要优点
1)热效率高,熔深大。 2)焊接速度高。 3)提高焊缝金属的质量和力学性能。 4)在有风的环境中焊接时,埋弧焊的保护效果比其他电弧焊方法好。 5)埋弧焊的焊接参数可以通过自动调节系统保持稳定,与焊条电弧 焊相比,焊接质量对焊工技艺水平的依赖程度较低。
埋弧焊接坡口对熔深 的影响
十、坡口形式
接头形式、坡口形状、装配间隙和板厚对焊缝的成形和尺寸有 影响,见表2-8。
表2-8 坡口形状对焊缝成形的影响
焊接过程中焊接运行刨面图
接头形式不同的焊接特点
焊接位置对焊缝外观的影响
第三节 埋 弧 焊 机
1.埋弧焊机的分类及区别
埋弧焊机
自动埋弧焊
• 焊丝送进和电弧移动由专门的机头 自动完成
3)由于埋弧焊的焊接电流较大,不适用于对板厚小于3mm的 薄板焊接。
第三章 埋弧焊
第三章埋弧焊一、教学目的:掌握埋弧焊的原理及特点理解埋弧焊的两种自动调节系统了解埋弧焊的相关设备掌握埋弧焊的冶金过程了解埋弧焊工艺的内容及编制方法能正确认识埋弧焊焊接工艺参数的选择掌握埋弧焊相关的操作技术了解埋弧焊的四种其他焊接方法的原理二、教学重点:埋弧焊的原理及特点埋弧焊的自动调节系统的原理埋弧焊的冶金过程埋弧焊相关的操作技术三、教学难点:埋弧焊的自动调节系统调节过程埋弧焊的冶金过程埋弧焊焊接工艺参数的选择四、参考学时数:6~8学时五、主要教学内容:第一节埋弧焊的原理及特点一、埋弧焊的焊接过程及原理:概念:埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。
原理:焊接时电弧掩埋在焊焊剂层下燃烧,电弧光不外露,焊接时电源的两极分别接在导电嘴和焊件上,焊丝通过导电嘴和焊丝的接触,在焊丝周围撒上焊剂,然后接通电源,则电流通过导电嘴、焊丝与焊件构成焊接回路。
当焊丝和焊件之间引燃电弧后,电弧的热量使周围的焊剂融化形成焊渣,部分焊剂分解,蒸发成气体,气体排开熔渣形成一个气泡,电弧就在这个气泡中燃烧。
连续送入电弧的焊丝在电弧高温作用下加热融化,与融化的母材混合形成金属熔池。
二、埋弧焊的特点1、埋弧焊的主要优点:(1)焊接生产率高(2)焊接质量好(3)焊接成本较低(4)劳动条件好2 埋弧焊的主要缺点(1)难以在空间位置施焊(2)对焊接装配质量要求高(3)不适合焊接薄板和短焊缝三、埋弧焊的分类及应用范围1 分类2、应用(1)焊接类型和焊件厚度凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜度不大的焊件,不管是对接、角接和搭接接头都可以用埋弧焊焊接。
埋弧焊可焊接的焊件厚度范围很大。
除了厚度5mm以下的焊件容易烧穿,埋弧焊用的不多外,较厚的焊件都适于用埋弧焊焊接。
(2)焊接材料种类适合埋弧焊的材料从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属,如镍基合金、铜合金等。
埋弧焊还可在基体表面堆焊耐磨腐蚀的合金层。
铸铁、铝、镁、铅、锌等低熔点金属材料都不适合用埋弧焊焊接。
第三章 埋弧焊
第三章埋弧焊第一节埋弧焊的原理及特点目的与要求:简要了解埋弧焊的原理、特点及应用。
一、埋弧焊的工作原理定义:电弧在焊剂层下燃烧以进行焊接的方法(Submergedarcwelding)埋弧焊的过程埋弧焊的特点优点:生产效率高、焊接质量好、劳动条件好缺点:难以全位置焊、对焊前装配要求高、不适宜焊接薄板/短缝、适焊材料受限埋弧焊的适用范围材料:碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、镍基合金、铜合金等结构:具有长而规则焊缝的大型结构,如船舶、压力容器、桥梁、起重机械等位置:平位置第二节埋弧焊设备目的与要求:了解埋弧焊的自动调节原理,掌握埋弧焊常用辅助设备的功能与使用。
一、焊机编号:参见GB/T10249-1988《电焊机型号编制方法》如MZJ2-1000(额定电流为1000A的横臂式交流埋弧自动焊机)电源:埋弧焊多用较粗的焊丝,常用电弧电压自动调节的变速送丝式焊机(陡降外特性电源);细丝时可用电弧自身调节的等速送丝式焊机(缓降外特性电源)多用交流电源(可减小电弧的磁偏吹);新式焊机用逆变电源(体积小、重量轻、能耗低)小车:用于通用埋弧焊,配导轨使用。
小车上通常包括送丝/行走驱动装置、焊剂斗、焊丝盘和控制面板等。
一般多用内绕式焊丝盘(也可以用开式焊丝盘)。
小车机头上的导电嘴有滚动式、夹瓦式和管式,以夹瓦式多见。
二、辅助设备(补充)通用焊机(小车式)通常用于平板的拼接和工字/T形/箱形梁的角缝等简单构件的焊接,筒体的纵、环缝和复杂结构的焊接还要升降机构和焊接滚轮架(变位机)的配合。
滚轮架(用于圆筒形结构焊缝的焊接)变位器(用于把焊缝置于平焊位置)升降机构(用于提升机头)焊剂垫(用于在背面承托熔池),有带式、盘式和热固化焊剂垫等多种形式。
夹紧机构(用于固定焊件,多用于专机上)另外,在有的埋弧焊机(特别是各种专机)上还会有焊剂回收装置和焊缝跟踪传感器等。
三、操作使用(现场讲解)第三节埋弧焊的焊接材料与冶金过程目的与要求:以常用典型材料的焊接为例,了解埋弧焊的冶金原理,复习埋弧焊丝、焊剂的概况,掌握其匹配选用。
焊接方法与设备埋弧焊
现场清理干净,整理好设备,并确信没有隐燃火种后,才能离开现场。
一、埋弧焊机的实际操作 1.焊机操作步骤
1) 焊前检查动力线、焊接电缆接头是否松动,接地线是否连接妥当。 2) 调整好轨道位置,将焊接小车放在轨道上。 3) 将装好的焊丝盘卡到固定位置上,把焊剂装入焊剂漏斗内。 4) 合上焊接电源的开关和控制线路的电源开关,检查仪表指示及各部分动作情况。 5) 调整焊丝位置,并按动控制盘上的焊丝向下或焊丝向上按钮,使焊丝对准待焊处中心,并与焊件 表面轻轻接触。 6) 调整导电嘴到焊件表面的距离,使焊丝的伸出长度适中。 7) 将开关转到焊接位置上。 8) 按照焊接方向、将自动焊车的换向开关转到向前或向后的位置上。 9) 调节焊接工艺参数使之达到预先选定值。 10) 将焊接小车的离合器手柄向上扳,使主动轮与焊接小车减速器相连接。 11) 开启焊剂漏斗,使焊剂堆敷在始焊部位。
一、埋弧焊机的实际操作
3.埋弧焊机的维护
① 焊机必须根据设备说明书进行安装,外接电网电压应与设备要求的电 压一致。 ② 必须经常检查导电嘴与焊丝的接触情况,若接触不好,应进行调整或 更换。 ③ 经常保持焊机的清洁,避免焊剂、渣壳的碎末阻塞活动部件,影响焊 接工作的正常进行和增加机件的磨损。 ④ 焊机的搬动应轻拿轻放,注意不要使控制电缆碰伤或压伤,防止电气 仪表受振动损坏。 ⑤ 必须重视焊接设备的维护工作,要建立和实行必要的保养制度。
埋弧焊的设备
埋弧焊设备包括埋弧焊机和各种辅助设备。其中,埋弧焊机是核心部分,由 焊接小车、焊接电源和控制系统三部分组成。辅助设备包括焊接夹具、工件 变位机、焊机变位设备和焊剂回收装置等。
引言 通用小车式埋弧焊机的设备构成示意图
1-电源开关;2-焊接电源;3-控制箱;4-小车轨道;5-焊接小车;6-焊件
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弧长变化、网压波动对焊接电流和电弧电压的影响如图3-3所示。 由于弧长变化对焊接电流和电弧电压的影响最为严重,因此埋弧焊 的自动调节是以消除电弧长度变化的干扰作为主要目标。
图3-3 弧长变化、网压波动对焊接电流和电弧电压的影响 a)弧长变化的影响 b)网压波动的影响
3.埋弧焊自动调节的方法 埋弧焊电弧长度是由焊丝送丝速度和焊丝熔化速度决定的, 只有使送丝的速度等于焊丝熔化的速度,电弧长度才有可能保持 稳定不变。 当电弧长度发生变化时,为了恢复弧长,可通过两种方法来实 现,一是调节焊丝送丝速度;二是调节焊丝熔化速度。 根据上述两种不同的调节方法,埋弧焊有两种型式:一是焊 丝送丝速度在焊接过程中恒定不变,通过改变焊丝熔化速度来消 除弧长干扰的等速送丝式,焊机型号有MZ1—1000型;二是焊丝送 丝速度随电弧电压变化,通过改变送丝速度来消除弧长干扰的变 速送丝式,焊机型号有MZ—1000型。
三、埋弧焊的自动调节原理 1.埋弧焊自动调节的必要性 合理地选择焊接参数,并保证预定的焊接参数在焊接过程中稳定, 是获得优质焊缝的重要条件。 焊条电弧焊是通过人工调节作用来保证选定的焊接参数稳定的,即 依靠焊工的肉眼观察焊接过程,并经大脑的分析比较,然后用手调 整焊条的运条动作来完成。 以机械代替手工送进焊丝和移动电弧的埋弧焊必须具有相应的自动 调节作用来取代人工调节作用,否则,当遇到弧长干扰等因素时, 就不能保证焊接过程的稳定。
图3-1 埋弧焊原理示意图 1—焊剂漏斗 2—软管 3—坡口 4—焊件 5—焊剂 6—熔敷金属 7—渣壳 8—导电嘴 9—电源
10—送丝机构 11—焊丝
图3-2所示电弧 3—熔池 4—熔渣 5—焊剂 6—焊缝 7—焊件 8—渣壳
一、埋弧焊工作原理 埋弧焊是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧所产生的热量来熔化焊丝、焊剂 和焊件而形成焊缝的。
工作原理如图3-1所示,焊接时电源输出 端分别接在导电嘴和焊件上,先将焊丝 由送丝机构送进,经导电嘴与焊件轻微 接触,焊剂由漏斗口经软管流出后,均 匀地堆敷在待焊处。引弧后电弧将焊丝 和焊件熔化形成熔池,同时将电弧区周 围的焊剂熔化并有部分蒸发,形成一个 封闭的电弧燃烧空间。密度较小的熔渣 浮在熔池表面上,将液态金属与空气隔 绝开来,有利于焊接冶金反应的进行。 随着电弧向前移动,熔池液态金属随之 冷却凝固而形成焊缝,浮在表面上的液 态熔渣也随之冷却而形成渣壳。
2.埋弧焊自动调节的目标 埋弧焊的焊接参数主要有焊接电流和电弧电压等。焊接电流和 电弧电压是由电源的外特性曲线和电弧静特性曲线的交点所确定 的。因此,凡是影响电源外特性曲线和电弧静特性曲线的外界因 素,都会影响焊接电流和电弧电压的稳定。 电弧长度是影响电弧静特性曲线的主要因素,如焊件表面不平 整、装配质量不良及有定位焊缝等都会使电弧长度发生变化。网 路电压则是影响电源外特性曲线的主要因素,如附近其他电焊机 等大容量设备突然启动或停止都会造成网压波动。
图3-5典型埋弧焊机的组成 1—焊接电源 2—控制装置 3—焊丝盘 4—焊丝 5—焊丝送给电动机 6—焊剂漏斗 7—焊丝送给滚轮 8—焊剂 9—电弧 10—轨道 11—焊剂回收装置
(1)焊接电源 埋弧焊电源有交流电源和直流电源。通常直流电源适用于小电流、 快速引弧、短焊缝、高速焊接及焊剂稳弧性较差、对参数稳定性 要求较高的场合。交流电源多用于大电流及直流磁偏吹严重的场 合。一般埋弧焊电源的额定电流为500~2000A,具有缓降或陡降 外特性,负载持续率100%。 (2)机械系统 送丝机构包括送丝电动机及转动系统、送丝滚轮和矫直滚轮等。 它的作用是可靠地送丝并具有较宽的调节范围;行走机构包括行 走电动机及转动系统、行走轮及离和器等。行走轮一般采用绝缘 橡胶轮,以防焊接电流经车轮而短路;焊丝的接电是靠导电嘴实 现的,对其要求是导电率高、耐磨、与焊丝接触可靠。
第二节 埋弧焊设备
一、埋弧焊的设备及分类
1.埋弧焊机分类 1)按用途可分为专用焊机和通用焊机两种,通用焊机如小车式 的埋弧焊机,专用焊机如埋弧角焊机、埋弧堆焊机等。 2)按送丝方式可分为等速送丝式埋弧焊机和变速送丝式埋弧焊 机两种,前者适用于细焊丝高电流密度条件的焊接,后者则适用于 粗焊丝低电流密度条件的焊接。 3)按焊丝的数目和形状可分为单丝埋弧焊机、多丝埋弧焊机及 带状电极埋弧焊机。目前应用最广的是单丝埋弧焊机。多丝埋弧焊 机,常用的是双丝埋弧焊机和三丝埋弧焊机。带状电极埋弧焊机主 要用作大面积堆焊。
第三章 埋弧焊
第一节 埋弧焊的原理及特点 定义:埋弧焊是相对于明弧焊而言的,是指电弧在颗粒状焊剂层下 燃烧的一种焊接方法。 焊接时,焊机的启动、引弧、焊丝的送进及热源的移动全由机械控制, 是一种以电弧为热源的高效的机械化焊接方法,现已广泛用于锅炉、压力 容器、石油化工、船舶、桥梁、冶金及机械制造工业中。
4)按焊机的结构形式可分为小车式、悬挂式、车床式、门架式、悬臂式 等,如图3-4所示。目前小车式、悬臂式用的较多。
图3-4 常见的埋弧焊机结构形式 a)小车式 b)悬挂式 c)车床式 d)门架式 e)悬臂式
2.埋弧焊机组成 典型的埋弧焊机组成如图3-5所示,它是由焊接电源,机械系统 (包括送丝机构、行走机构、导电嘴、焊丝盘、焊剂漏斗等),控 制系统(控制箱、控制盘)三部分组成。
二、埋弧焊的特点及应用 1.埋弧焊的优点 (1) 焊接生产率高 埋弧焊可采用较大的焊接电流,同时电弧加热集中,熔深增加,单 丝埋弧焊可一次焊透20mm以下不开坡口的钢板。埋弧焊的焊接速度 较焊条电弧焊快,单丝埋弧焊焊速可达30~50m/h,而焊条电弧焊 焊速则不超过6~8m/h。 (2) 焊接质量好 熔池有熔渣和焊剂的保护,空气中的氮、氧难以侵入,提高了焊缝 金属的强度和韧性。由于焊接速度快,热输入相对减少,故热影响 区的宽度比焊条电弧焊小,有利于减少焊接变形并防止近缝区金属 过热。另外,焊缝表面光洁、平整、成形美观。
2.埋弧焊的缺点 1)埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护,一般只适用于平焊或倾斜度不 大的位置及角焊位置焊接。 2)焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置,容易产生焊偏及未 焊透,故需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。 3)埋弧焊使用电流较大,电弧的电场强度较高,电流小于100A时, 电弧稳定性较差,因此不适宜焊接厚度小于1mm的薄件。 4)焊接设备比较复杂,维修保养工作量比较大,且仅适用于直的长 焊缝和环形焊缝焊接,对于一些形状不规则的焊缝无法焊接。