手工電弧焊的應(yīng)用

1、專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化班級(jí)：09級(jí)本科三班學(xué)生姓名：王重陽指導(dǎo)教師：劉懌凡完成時(shí)間： 2022年3月2日手工電弧焊的應(yīng)用The application of Manual electric arc welding武漢生物工程學(xué)院目錄1 手工電弧焊介紹·····························

2、;·····（3） 1.1 基本知識(shí)····································（3） 電焊機(jī)和焊鉗·····&

3、#183;······················（4） 1.1.2 電焊條·························

4、·········（6） 1.1.3 焊接接頭、破口和焊縫位置·················（6） 1.1.4 焊條直徑和焊接電流的選擇················

5、3;（8） 1.1.5 手工電弧焊的特點(diǎn)························（8） 1.2焊條和藥皮····················

6、3;··········（9） 焊條分類·································（9） 藥皮的作用····

7、;··························（9） 1.3對(duì)接平焊的操作過程 ·····················

8、····（9）2 手工電弧焊應(yīng)用··································（10）3 手工電弧焊觸電防止·······

9、83;······················（11）3.1 手工電弧焊安全技術(shù)要求····················（11）3.2 手工電弧焊防觸電措施·&#

10、183;····················（11）參考文獻(xiàn)····························

11、··············（12）手工電弧焊簡介 手工電弧焊是以焊條和焊件作為兩個(gè)電極，被焊金屬稱為焊件或母材。焊接時(shí)因在兩電極間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生放電電弧，強(qiáng)烈而持久的放電電弧產(chǎn)生的高溫和吹力作用使焊件局部熔化，使兩塊分離的金屬熔合在一起，從而獲得牢固的接頭。在被焊金屬上形成一個(gè)橢圓形充滿液體金屬的凹坑，這個(gè)凹坑稱為熔池。隨著焊條的移動(dòng)熔池冷卻凝固后形成焊縫。焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱為電弧長度。從焊件表面至熔池底部距

12、離稱為熔透深度Brief Introduction Of Manual Electric Arc Welding Manual electric arc welding is a welding rod and welding pieces as the two electrode,The metal to be welded called weld or parent material.Soldering because between two electrode gas medium to produce a discharge arc, intense and persistent di

13、scharge arc to generate high temperature and blowing force welding pieces of partial melting, so that two separate metal fused together, thereby obtaining a tight joint.In the metal to be welded is formed on an oval filled with liquid metal pit, the pit known as molten pool.As the electrode movement

14、 formed by the cooling and solidifying of weld pool.Weld surface covering a layer of slag shell called slag.Melting end to the weld pool surface is called arc length distance.From the welding pieces of the surface to melt bottom distance called the depth of penetration.第一章 手工電弧焊介紹1.1基本知識(shí) 電弧焊是利用電弧放電所

15、產(chǎn)生的熱量，將焊條和工件局部加熱熔化，冷凝后，而完成焊接的。電弧焊的過程如圖 1-1 所示。將工件和焊鉗分別接到電焊機(jī)的兩個(gè)電極上，并用焊鉗夾持焊條。焊接時(shí)，先將焊條與工件瞬時(shí)接觸，隨即再把它提起，在焊條和工件之間便產(chǎn)生了電弧。電弧熱將工件接頭處和焊條熔化，形成一個(gè)熔池。隨著焊條沿焊縫的方向向前移動(dòng)，新的熔池不斷形成，先熔化了的金屬迅速冷卻、凝固，形成一條牢固的焊縫，就使兩塊分離的金屬連成一個(gè)整體。電弧中心處的最高溫度可達(dá) 6000 。 圖11 焊條電弧焊 圖12 焊條 1.1.1 電焊機(jī)和焊鉗焊條電弧焊用的電焊機(jī)有交流電焊機(jī)和直流電焊機(jī)兩種。（ 1 ）交流電焊機(jī) 交流電焊機(jī)是一種特殊的降壓變

16、壓器（圖 1-3）。它將電源電壓（ 220 伏或 380 伏）降至空載時(shí)的 60 70 伏，工作電壓為 30 伏，它能輸出很大的電流，從幾十安培到幾百安培。根據(jù)焊接需要，能調(diào)節(jié)電流大小。電流的調(diào)節(jié)可分粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩級(jí)。粗調(diào)是改變輸出抽頭的接法，調(diào)節(jié)范圍大。細(xì)調(diào)是旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄，將電流調(diào)節(jié)到所需要的數(shù)值。 交流電焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造和維修方便，價(jià)格低，工作噪聲小，應(yīng)用很廣。缺點(diǎn)是焊接電弧不夠穩(wěn)定。 圖13 交流焊接機(jī)（ 2 ）直流電焊機(jī)直流電焊機(jī)是由交流電動(dòng)機(jī)和特殊的直流發(fā)電機(jī)組成的（圖 1-4 ）。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)出滿足焊接要求的直流電，其空載電壓約為 50 80 伏，工作電壓為 30 伏。

17、電流調(diào)節(jié)范圍為 45 320 安培，也分粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩級(jí)。 直流電焊機(jī)有兩種接法。當(dāng)工件接正極，焊條接負(fù)極時(shí)稱正接法。若工件接負(fù)極，焊條接正極則稱反接法。由于電弧正極區(qū)的溫度高，負(fù)極區(qū)的溫度低，因此正接法時(shí)，工件的溫度高，用于焊接黑色金屬；反接法用于焊接有色金屬和薄鋼板。直流電焊機(jī)焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定，能適應(yīng)各種焊條，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。交、直流電焊機(jī)的規(guī)格是以正常工作時(shí)能供給的最大電流來表示的。如 BX1-330 表示額定電流為 330 安培的交流電焊機(jī)。（ 3 ）焊鉗和面罩焊鉗是用于夾持焊條和傳遞電流的。面罩則是用以保護(hù)眼睛和面部，以免被弧光灼傷。圖14 直流焊接機(jī)1.1.2 電焊條焊條是由金屬

18、的焊條芯和藥皮所組成的。焊條芯既是焊接時(shí)的電極，又是填充焊縫的金屬（圖12）。藥皮由礦石粉、鐵合金粉和水玻璃等配制而成，粘涂在焊條芯的外面。藥皮的作用是使電弧容易引燃并穩(wěn)定燃燒，保護(hù)熔池內(nèi)金屬不被氧化，以及補(bǔ)充被燒損的合金元素，提高焊縫的力學(xué)性能。按用途的不同，電焊條有低碳鋼焊條、合金鋼焊條、不銹鋼焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條等。焊條直徑以焊條芯的直徑表示。常用的焊條芯的直徑為 3.2 6mm ，長度為 300 450mm 。1.1.3 焊接接頭、坡口和焊縫位置在焊條電弧焊中，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀、材料厚度和焊件質(zhì)量要求的不同，需要采用不同型式的接頭和坡口進(jìn)行焊接。接頭型式有對(duì)接

19、、搭接、 T 型接和角接等，如圖 15 所示。圖15 焊接接頭形式對(duì)接接頭是最常用的接頭型式。當(dāng)工件較薄時(shí)，可不開坡口，只要工件接頭之間留有間隙；厚度小于 3mm 可一面施焊，厚度為 4 6mm 時(shí)，需要兩面施焊。工件厚度大于 6mm 時(shí)，為了保證能焊透，需要開出各種形式的坡口，如圖 16 所示。 V 形坡口加工方便。 X 形坡口，由于焊縫兩面對(duì)稱，焊接應(yīng)力和變形??；當(dāng)工件厚度相同時(shí)，較 V 形坡口節(jié)省焊條。在焊接鍋爐、高壓容器等重要厚壁構(gòu)件時(shí)，還采用 U 形坡口。這種坡口容易焊透，工件變形小，但加工 X 形和 U 形坡口都比較費(fèi)時(shí)。圖16 焊接接頭坡口T 型接頭也常用，較厚的工件也可開各種形

20、式的坡口。搭接和角接由于接頭強(qiáng)度低，故采用的比較少。按照焊縫在空間的位置不同，焊接方法可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種，如圖 17所示。圖17 焊接的位置平焊操作容易，勞動(dòng)強(qiáng)度小，焊縫質(zhì)量高。立焊、橫焊和仰焊由于熔池中液體金屬有滴落的趨勢(shì)，操作困難，質(zhì)量不易保證，所以應(yīng)盡可能地采用平焊。 圖181.1.4 焊條直徑和焊接電流的選擇焊條直徑和焊接電流的大小是影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素。焊條直徑 d 取決于工件厚度、接頭型式和焊縫在空間的位置，通常是按工件厚度選取，如平焊低碳鋼時(shí)，焊條直徑可按表 1-1 選取。 表11焊接電流按焊條直徑選取。平焊低碳鋼時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。H= （ 30 55

21、 ）r （11） H電流； Rd/2（焊條半徑）；工件厚、焊工技術(shù)水平高、野外操作，宜取大值。此外，在相同的條件下，立焊比平焊的電流要減少 10 15% ，仰焊則應(yīng)減少 15 20% 。手工電弧焊的特點(diǎn)手工電弧焊是利用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法，簡稱手弧焊。其優(yōu)點(diǎn)： 1、設(shè)備簡單。 2、 操作靈活方便。 3、能進(jìn)行全位置焊接適合焊接多種材料。 缺點(diǎn)： 1、氣孔：焊件表面焊前清理不良，藥皮受潮，焊接電流過小或焊接速度過快，使氣體來不及逸出熔池。2、咬邊：焊接電流過大、電弧過長、運(yùn)條方法不當(dāng)?shù)葧?huì)形成咬邊。3、夾渣：接頭清理不良、焊接電流過小，運(yùn)條不適和多層焊時(shí)前道焊縫的熔渣未清除干凈等易產(chǎn)生

22、夾渣。4、未焊透：焊接電流過小，焊接速度太快、坡口角度太小或裝配間隙太小、電弧過長等易形成未焊透。5、裂縫：不正確的預(yù)熱和冷卻，不合理的焊接工藝（如焊接次序）、鋼的含硫量過高、氣孔與夾渣的誘發(fā)等均會(huì)形成裂縫。1.2焊條和藥皮壓涂在焊芯表面的涂層稱為藥皮。焊條藥皮的化學(xué)成分對(duì)電弧的穩(wěn)定性、熔深、金屬熔敷率和定位能力有很大影響。焊條可分為三大類：纖維素型焊條；氧化鈦藥皮焊條；堿性焊條。 焊條分類（1）纖維素型焊條的藥皮中含有大量的纖維素，它的特點(diǎn)是電弧熔深深、摩擦變形速度快，這也提高了整個(gè)焊接速度。但由于焊縫沉淀物比較粗糙并且和流動(dòng)的熔渣混合在一起，所以除渣很困難。這種焊條在任何位置都可以使用，而

23、且因其在高架焊管（stovepipe welding technique）中的使用而為人們所熟悉。 特點(diǎn)：在所有位置都能形成較深的熔深；適用于向下立焊；良好的機(jī)械性能；產(chǎn)生大量的氫有造成熱影響區(qū)（Haz）裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。 （2）氧化鈦焊條的藥皮中含有大量的氧化鈦（rutile）。氧化鈦使起弧、平滑電弧操作和降低弧飛濺變得容易。這種通用焊條具有良好的焊接特性。在交流電或直流電下，它們可用于所有位置的焊接，特別適用于橫角/立角位置的接頭焊接。 特點(diǎn)：合適的焊縫金屬機(jī)械性能；粘性熔渣能形成良好的焊道外形；定位焊接可能會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)的熔渣（含氟化物）；易清除熔渣。 藥皮的作用藥皮中含有大量的碳酸鈣（石灰石）、

24、氟化鈣（螢石）。這使它的熔渣比氧化鈦型焊條的熔渣更易流動(dòng)，這也是一種協(xié)助立焊和仰焊快速冷卻的方法。這些焊條用于焊接中型和大型結(jié)構(gòu)，要求具有較高的焊接質(zhì)量、良好的機(jī)械性能和抗裂紋能力（過度拘束會(huì)產(chǎn)生裂紋）。 1.3 對(duì)接平焊的操作過程 引弧 引燃并產(chǎn)生穩(wěn)定電弧的過程稱為引弧。引弧方法有敲擊法和磨擦法兩種。引弧時(shí)焊條提起動(dòng)作要快，否則容易粘在工件上。如發(fā)生粘條、可將焊條左右搖動(dòng)后拉開，若接不開，則要松開焊鉗，切斷焊接電路，待焊件稍冷后再作處理。運(yùn)條 焊接時(shí)，焊條應(yīng)有三個(gè)基本運(yùn)動(dòng)；焊條向下送進(jìn)，送進(jìn)速度應(yīng)與焊條的熔化速度相等。以便弧長維持不變；焊條沿焊接方向向前運(yùn)動(dòng)，其速度也就是焊接速度；橫向擺動(dòng)，

25、焊條以一定的運(yùn)動(dòng)軌道周期地向焊縫左右擺動(dòng)，以獲得一定寬度的焊縫。這三個(gè)運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來稱為運(yùn)條。收尾 在焊縫焊完時(shí)，不應(yīng)在焊縫尾處出現(xiàn)尾坑。如果收尾時(shí)立即拉斷電弧、則會(huì)在焊縫尾部出現(xiàn)低于焊件表面的弧坑，所以焊縫的收尾不僅要熄弧，還要填滿弧坑。一般的收尾方法有：劃圈收尾法（即焊條停止向前移動(dòng)，而朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，自下而上地慢慢拉斷電?。?、反復(fù)斷弧收尾法和回弧收尾法等。提前的點(diǎn)固 為了固定兩焊件的相對(duì)位置，焊前要在工件兩端進(jìn)行定位焊（通常稱為點(diǎn)固）。點(diǎn)固后要把渣清理干凈。若焊件較長，則可每隔200-300mm左右，點(diǎn)固一個(gè)焊點(diǎn)。第二章 手工電弧焊運(yùn)用目前，晶體管逆變技術(shù)可以生產(chǎn)出質(zhì)量較輕的小型電源。這些

26、電源越來越多的被用于工地焊接中，它們可以方便地在各個(gè)工作點(diǎn)間移動(dòng)。這些電源由電力控制，可用于MIG和TIG焊，提高了電源的適應(yīng)性?，F(xiàn)在，密封的容器內(nèi)也可以使用焊條。這些真空包裝的焊條在使用前不需再進(jìn)行烘焙。但是，如果包裝被打開或者損壞，就必須依照生產(chǎn)廠商的說明重新烘焙焊條。 大型電機(jī)轉(zhuǎn)軸的補(bǔ)焊從英國進(jìn)口的一臺(tái)1150hP同步電動(dòng)機(jī),因運(yùn)行故障需更換轉(zhuǎn)軸,選用220 ×2490mm的40Cr鋼,切削加工前整材進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,后在半精車時(shí)不慎將兩軸承肩距離( 1620mm)車短了5mm,見圖1,為避免重大損失,對(duì)該軸進(jìn)行了焊補(bǔ)修理,由于轉(zhuǎn)軸已處于半精車階段,待磨面直徑僅留有0.3mm0.5

27、mm的磨削余量,非磨面都已達(dá)到圖紙尺寸要求,使工件在焊補(bǔ)后不能再采用入爐焊后熱處理工藝,但這樣就無法保證質(zhì)量,在對(duì)該轉(zhuǎn)軸采取以下焊補(bǔ)方法后,保證了其質(zhì)量及使用要求。圖111 150hP同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸2焊前準(zhǔn)備(1)焊前轉(zhuǎn)軸表面應(yīng)仔細(xì)清理,嚴(yán)格清除一切會(huì)產(chǎn)生氫氣的油類等雜質(zhì)。(2)選用J857 焊條,3. 2mm。焊前將焊條在爐中250300烘干2h,隨用隨取,消除焊條中的水分。(3)在直流電焊機(jī)上采用反接法。3焊補(bǔ)工藝(1)將整個(gè)轉(zhuǎn)軸放進(jìn)烘爐預(yù)熱到300后取出。(2)將轉(zhuǎn)軸吊到滾輪支架上,滾輪應(yīng)支承于軸上135及140兩外圓處,裝上扳轉(zhuǎn)卡箍。(3)采用對(duì)稱交錯(cuò)焊補(bǔ),每圈分8段,每層接頭收尾均應(yīng)錯(cuò)

28、開, 填滿弧坑, 電流值取90A100A,慢焊速,以防止轉(zhuǎn)軸過熱,減小熔深和熱影響區(qū)。采用連續(xù)施焊,焊縫寬度應(yīng)大于6mm,高出轉(zhuǎn)軸表面2mm,第1層和第2層的焊接次序見圖2所示,第3層次序與第1層相同,第4層與第2層相同,其余類推。圖22焊接次序(4)焊畢立即用兩把氣割炬加熱焊補(bǔ)位置兩側(cè)100mm120mm以內(nèi)區(qū)域,同時(shí)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸,使加熱均勻,避免變形。(5) 用半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)檢測(cè), 當(dāng)溫度達(dá)到550600時(shí),再保溫1h , 然后將轉(zhuǎn)軸吊入300烘爐內(nèi), 隨爐冷卻至常溫。其目的是消除焊接應(yīng)力, 降低擴(kuò)散氫的含量, 改善熱影響區(qū)金相組織。焊補(bǔ)后進(jìn)行硬度測(cè)試,焊補(bǔ)區(qū)115mm外圓處硬度HB248;130mm 外圓處硬度HB254。電機(jī)轉(zhuǎn)軸經(jīng)焊補(bǔ)、精加工后裝上同步電機(jī),到目前為止已運(yùn)行5年多,運(yùn)轉(zhuǎn)正常。第三章 手工電弧焊防觸電措施 3.1 手工電弧焊安全技術(shù)要求l.電焊機(jī)的外殼和工作臺(tái)，必須有良好的接地。 2.電焊機(jī)空載電壓應(yīng)在6090V之間。 3.電焊設(shè)備應(yīng)使用帶電保險(xiǎn)的電源刀閘，并應(yīng)裝在密閉箱內(nèi)。 4.焊機(jī)使