常见焊接方法

第三章常用焊接方法第一节焊条电弧焊焊条电弧焊由焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧构成回路，焊接时采用焊条和工件接触引燃电弧，然后提起焊条并保持一定的距离，在焊接电源提供合适电弧电压和焊接电流下电弧稳定燃烧，产生高温，焊条和焊件局部被加热到熔化状态。焊条端部熔化的金属和被熔化的焊件金属熔合在一起，形成熔池。在焊接中，电弧随焊条不断向前移动，熔池也随着移动，熔池中的液态金属逐步冷却结晶后便形成了焊缝，两焊件被焊接在一起。引起电弧燃烧的过程称为电弧引燃。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中。二是接触短路引弧法，用于手工电弧焊中。一、手工电弧焊对电源的要求。当弧长变化相同时，陡降特性的弧焊电源的焊接电流变化小，有利于焊接电弧的稳定性，因此手工电弧焊要求弧焊电源具有陡降的外特性。三、常用焊条电弧焊电源简介(１)ＢＸ3-300型弧焊变压器焊接电流的两种调节：１.粗调：改变一、二次侧绕组的接线方法（图５-5）。２.细调：改变一、二次侧绕组的距离（图５-６）。目前应用最广泛的“动铁式”交流焊机变压器结构简图如下。它是一个结构特殊的降压变压器，属于动铁芯漏磁式类型。焊机的空载电压为60～70V。工作电压为30V，电流调节范围为50～450A。铁芯由两侧的静铁芯5和中间的动铁芯4组成，变压器的次级绕组分成两部分，一部分紧绕在初级绕组1的外部，另一部分绕在铁芯的另一侧。前一部分起建立电压的作用，后一部分相当于电感线圈。焊接时，电感线圈的感抗电压降使电焊机获得较低的工作电压，这是电焊机具有陡降外特性的原因。焊接电流调节分为粗调、细调两档。电流的细调靠移动铁芯4改变变压器的漏磁来实现。向外移动铁芯，磁阻增大，漏磁减小，则电流增大，反之，则电流减少。电流的粗调靠改变次级绕组的匝数来实现。1—初级绕组；2、3—次级绕组；4—动铁芯；5—静铁芯；6—接线板(2)晶闸管弧焊电源。如图5-7所示，晶闸管弧焊电源主要由三相降压变压器，晶闸管整流器，输出电抗器，触发控制电路和电流、电压反馈电路等组成。三相工频网路电压经三相降压变压器降压后变为几十伏的低压交流电，

然后经晶闸管整流器整流变为脉动直流电，再经输出电抗器滤波变为波形较平滑的直流电输出。触发控制电路产生与三相交流电同步的一个电压脉冲信号，然后提供给晶闸管的控制极，使晶闸管导通。并且它接收由电流、电压反馈电路提供的电流、电压变化的信号，经过处理后改变晶闸管导通角，以获得所需的电源外特性。由于晶闸管跃起整流作用，又能够调节电源的外特性和控制电源的通断，从而使结构大为简化：可以用较小的触发功率信号来控制整流器的输出电流(电压)，易于控制；利用不同的反馈方式可获得各种外特性，而且易于进行无级调节；采用电子线路进行控制，反应速度快，与磁放大器式控制的硅弧焊电源相比，其动态反应速度提高了十几倍；晶闸管弧焊电源空载功率损耗较小，功率因数较大、效率高；焊接工艺参数稳定。(3)逆变弧焊电源。将直流电变为交流电的过程称为逆变，采用逆变技术制造的弧焊电源称为逆变弧焊电源，其基本组成和工作原理如图5-8所示。四、焊接工艺参数的选择五、焊条电弧堆焊第二节气体保护电弧焊以外加气体作为电弧介质并保护电弧及焊接区的电弧焊方法，称为气体保护焊。在气体保护焊焊接时，保护气体从焊枪喷嘴中连续不断地喷出，机械地将空气与焊接区隔绝，使电极端部、弧柱区和熔池金属处于保护气罩内，形成局部气体保护层，从而保证焊接过程的稳定性，并获得质量优良的焊缝。气体保护焊按电极是否熔化可分为两种：不熔化极气体保护焊和熔化极气体保护焊，如图5-13所示。不熔化极气体保护焊是采用一根不熔化的电极，因电极只起导电作用，通常用金属钨作为电极材料(钨的熔点很高)，因此常称为钨极气体保护焊。熔化极气体保护焊采用一根或多根熔化电极，电极不仅起导电作用，而且作为填充金属形成焊缝，故常称为焊丝。在焊接过程中焊丝由送丝机构不断向熔池送进(图5-13），保证焊接过程的连续性。熔化极气体保护焊的分类如图5-14所示．钨极氩弧焊简称为TIG焊，它使用熔点很高的纯钨或钨合金(钍钨、铈钨)作为不熔化电极的氩气保护焊，故也称不熔化极氩弧焊。手工钨极氩弧焊和自动钨极氩弧焊接时一般均需另外加入填充焊丝，但有时在焊接薄件时不加填充焊丝。为防止钨极的熔化和

烧损，焊接电流不宜过大。电极端部的形状影响电弧的稳定性。第三节其它焊接方法１. 埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧，并进行焊接的方法叫埋弧焊。它是在手工电弧焊基础上发展起来的一种高效率的自动焊接方法，焊接过程如图5-36所示。焊丝送入颗粒状的焊剂下，与焊件产生电弧，使焊丝和焊件熔化形成熔池，熔池金属结品成为焊缝，部分焊剂熔化形成熔渣，并在电弧区域形成一封闭空间，液态熔池凝固后成为渣壳，覆盖在焊缝金属上面。随着电弧沿焊接方向移动，焊丝不断地送进并熔化，焊剂也不断地撤在电弧周围，使电弧埋在焊剂层下燃烧，控制系统保证整个过程自动进行。小车式埋弧焊机埋弧焊小车悬臂式埋弧焊机（CZ 系列焊接操作机）上海通用悬臂式埋弧焊机（CZ系列焊接操作机）悬臂式埋弧焊机2. 碳弧气刨原理：碳弧气刨及切割是利用碳棒与工件之间产生的电弧，将金属局部加热到熔融状态，同时用压缩空气的气流把熔融金属吹掉，从而达到对金属进行刨削或切割的一种工艺方法，如图5-39所示。设备系统：（一）碳弧气刨的工艺参数：碳棒直径通常根据钢板的厚度选用，但也要考虑刨槽宽度的需要，一般直径应比所需的槽宽小2～4mm。(1)电源极性。碳弧气刨碳钢和合金钢时，采用直流反接。气刨时，电弧稳定，刨削速度均匀，电弧发出连续的刷刷声，刨槽两侧宽窄一致，表面光滑照亮。若极性接错，则电弧发生抖动，并发出断续的嘟嘟声，刨槽两侧呈现与电弧抖动声相对应的圆弧状，此时应将极性倒过来。(2)气刨电流与碳棒直径。气刨电流和碳棒直径成正比，一般可参照下面经验选择电流。I=(30 ～50)d 式中I——电流A；d——碳棒直径，mm。对于一定直径的碳棒，如果电流较小，则电弧不稳，且易产生夹碳缺陷；若电流较大，可提高刨削速度，刨槽表面光滑，宽度增大。一般选用较大的电流，易于操作。但电流过大时，碳棒烧损较快，甚至碳棒熔化，造成严重渗碳。碳棒直径的选择与钢板厚度有关，具体见表3-10。(3)刨削速度。刨削速度对刨槽尺寸、表面质量和刨削过程的稳定性有一定的影响。刨削速度应与电流大小和刨槽深度(或碳棒与工件间的倾角)相匹配；刨削速度太快，易造成碳棒与金属短路，电弧熄灭，形成夹碳缺陷。一般