焊接工艺参数

焊接工艺指导书电弧焊工艺1接口焊条电弧焊的接头主要有对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头四种。1．1对接接头对接接头是最常见的一种接头形式，按照坡口形式的不同，可分为I形对接接头（不开坡口）、V形坡口接头、U形坡口接头、X形坡口接头和双U形坡口接头等。一般厚度在6mm以下，采用不开坡口而留一定间隙的双面焊；中等厚度及大厚度构件的对接焊，为了保证焊透，必须开坡口。V形坡口便于加工，但焊后构件容易发生变形；X形坡口由于焊缝截面对称，焊后工件的变形及内应力比V形坡口小，在相同板厚条件下，X形坡口比V形坡口要减少1/2填充金属量。U形及双U形坡口，焊缝填充金属量更少，焊后变形也很小，但这种坡口加工困难，一般用于重要结构。1．2T形接头根据焊件厚度和承载情况，T形接头可分为不开坡口，单边V形坡口和K形坡口等几种形式。T形接头焊缝大多数情况只能承受较小剪切应力或仅作为非承载焊缝，因此厚度在30mm以下可以不开坡口。对于要求载荷的T形接头，为了保证焊透，应根据工件厚度、接头强度及焊后变形的要求来确定所开坡口形式。1．3角接接头根据坡口形式不同，角接接头分为不开坡口、V形坡口、K形坡口及卷边等几种形式。通常厚度在2mm以下角接接头，可采用卷边型式；厚度在2～8mm以下角接接头，往往不开坡口；大厚度而又必须焊透的角接接头及重要构件角接头，则应开坡口，坡口形式同样要根据工件厚度、结构形式及承载情况而定。1．4搭接接头搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。搭接接头分为不开坡口搭接和塞焊两种型式。不开坡口搭接一般用于厚度在12mm以下的钢板，搭接部分长度为3～5δ（δ为板厚）2焊条电弧焊工艺参数选择2．1焊条直径焊条直径可根据焊件厚度、接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素进行选择。焊件厚度越大，可选用的焊条直径越大；T形接头比对接接头的焊条直径大，而立焊、仰焊及横焊比平焊时所选用焊条直径应小些，一般立焊焊条最大直径不超过5mm，横焊、仰焊不超过4mm；多层焊的第一层焊缝选用细焊条。焊条直径与厚度的关系见表4表4焊条直径与焊件厚度的关系焊件厚度/mm234～56～12≥13焊条直径/mm23.23.2～44～54～62．2焊接电流焊接电流是焊条电弧焊中最重要的一个工艺参数，它的大小直接影响焊接质量及焊缝成形。当焊接电流过大时，焊缝厚度和余高增加，焊缝宽度减少，且有可能造成咬边、烧穿等缺陷；当焊接电流过小时，焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷。选择焊接电流大小时，要考虑焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素。其中最主要焊条直径、焊接位置和焊道层次三大因素。焊条直径与焊接电流关系见表5表5焊条直径与焊接电流的关系焊条直径/mm1.62.02.53.24.05.06.0焊接电流/A25～4040～6550～80100～130160～210260～270260～3002．2．1焊接位置较厚板或T形接头和搭接接头以及施焊环境温度低时，焊接电流应大些；平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流；横焊和立焊时，焊接电流应比平焊位置电流小10%～15%，仰焊时，焊接电流应比平焊位置电流小10%～20%；角焊缝电流比平位置电流稍大些。2．2．2焊道层次在多层焊或多层多道焊的打底焊道时，为了保证背面焊道质量和便于操作，应使用较小电流；焊填充焊道时，为了提高效率，可使用较大的焊接电流；盖面焊时，为了防止出现焊接缺陷，应选用稍小电流。另外，当使用碱性焊条时，比酸性焊条的焊接电流减少10%左右。2．3电弧电压电弧电压主要影响焊缝宽度，电弧电压越高，焊缝就越宽，焊缝厚度和余高减少，飞溅增加，焊缝成形不易控制。电弧电压的大小主要取决于电弧长度，电弧长，电弧电压就高；电弧短，电弧电压就低。焊接电弧有长弧与短弧之分，当电弧长度是焊条直径的0.5～1.0倍时，称为短弧；当电弧长度大于焊条直径时，称为长弧。一般在焊接过程中，希望电弧长度始终保持一致且尽量使用短弧焊接。2．4焊接速度焊接速度主要取决于焊条的熔化速度和所要求的焊缝尺寸、装配间隙和焊接位置等。当焊接速度太慢时，焊缝高而宽，外形不整齐，易产生焊瘤等缺陷；当焊接速度太快时，焊缝窄而低，易产生未焊透等缺陷。在实际操作中，焊工应要把具体情况灵活掌握，以确保焊缝质量和外观尺寸满足要求。2．5焊接层数当焊件较厚时，要进行多层焊或多层多道焊。多层焊时，后一层焊缝对前一层焊缝有热处理作用，能细化晶粒，提高焊缝接头的塑性。因些对于一些重要结构，焊接层数多些好，每层厚度最好不大于4～5mm。实践经验表明，当每层厚度为焊条直径的0.8～1.2倍时，焊接质量最好，生产效率最高，并且容易操作。3焊条电弧焊的定位焊进行定位焊时应主要考虑以下几方面因素：3．1定位焊焊条定位焊缝一般作为正式焊缝留在焊接结构中，因而定位焊所用焊条应与正式焊接所用焊条型号相同，不能用受潮、脱皮、不知型号的焊条或者焊条头代替。3．2定位焊部位双面焊反面清根的焊缝，尽量将定位焊缝布置在反面；形状对称的构件上，定位焊缝应对称排列；避免在焊件的端部、角度等容易引起应力集中的地方进行定位焊，不能在焊缝交叉处或焊缝方向发生急剧变化的地方进行定位焊，通常至少应离开这些地方50mm。3．3定位焊缝尺寸一般根据焊件的厚度来确定定位焊缝的长度、高度和间距。如表6所示。表6定位焊缝参考尺寸单位：mm焊件厚度定位焊缝高度定位焊缝长度定位焊缝间距＜4＜45～1050～1004～123～610～20100～200＞12＞615～30200～3003．4定位焊工艺要求3．4．1定位焊缝短，冷却速度快，因而焊接电流应比正式焊缝电流大10%～15%。3．4．2定位焊起弧和结尾处应圆滑过渡，焊道不能太高，必须保证熔合良好，以防产生未焊透、夹渣等缺陷。3．4．3如定位焊缝开裂，必须将裂纹处的焊缝铲除后重新定位焊。在定位焊后，如出现接口不齐平，应进行校正，然后才能正式焊接。3．4．4尽量避免强制装配，以防在焊接过程中，焊件的定位焊缝或正式焊缝开裂，必要时可增加定位焊缝的长度，并减小定位焊缝的间距，或者采用热处理措施。4焊条电弧焊基本操作技术4．1引弧：焊条电弧焊采用接触引弧方法引弧，主要有划擦法和直击法两种。4．1．1划擦法先将焊条对准引弧处，手腕扭转一下，像划火柴一样使焊条在引弧处轻微划擦约20mm长度，然后提起2～4mm的高度引燃电弧。其特点是：容易损伤焊件表面，比较容易掌握，一般适用于碱性焊条。4．1．2直击法先将焊条对准引弧处，手腕下弯，使焊条垂直地轻轻敲击工件，然后提起2～4mm的高度引燃电弧。其特点是：引弧点即为焊缝起点，避免损伤焊件表面，但不易掌握，一般适用于酸性焊条或在狭窄地方的焊接。引弧时，如果焊条粘住焊件，只要将焊条左右摆动几下，就可以脱离焊件，如不能脱离焊件，则应立即使焊钳脱离焊件，待焊条冷却后，用手将其扳掉；如果焊条端部有药皮套筒时，可用戴好手套的手将套筒去掉再引弧。4．2焊缝的起焊4．2．1正确选择引弧点应选在离焊缝起点10mm左右的待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向进行正常焊接；焊缝连接时，引弧点应选在前段焊缝的弧坑前方10mm处，电弧引燃后移至弧坑处，待填满弧坑后再继续焊接。4．2．2采用引弧板即在焊前装配一块与焊件相同材料和厚度的金属板，从这块板上开始引弧，焊后再割掉。这种方法适用于重要焊接结构的焊接。4．3运条4．3．1运条的基本动作运条可分解为三个基本动作，即：沿焊条轴线的送进、沿焊缝轴线方向纵向移动和横向摆动。每种动作的作用及操作要求见表7。表7运条的基本动作运条动作运条方向作用操作要求送进焊条沿轴线向熔池方向送进控制弧长，使熔池有良好的保护，保证焊接连续不断地进行，促进焊缝成形要求焊条送进的速度与焊条熔化的速度相等，以保持电弧的长度不变移动焊条沿焊接方向的纵向移动保证焊缝直线施焊，并控制每道焊缝的横截面积移动速度必须适当才能使焊缝均匀摆动焊条的横向摆动控制焊缝所需的熔深、熔宽，获得一定宽度的焊缝，并保证坡口两侧及焊道之间良好熔合其摆动幅度应根据焊缝宽度与焊条直径决定。横向摆动力求均匀一致，才能获得宽度整齐的焊缝。焊缝宽度一般不超过焊条直径的2～5倍。4．3．2运条方法运条方法较多，选用时应根据接头形式、装配间隙、焊接位置、焊条直径及性能、焊接电流大小及焊工操作水平而定。常用运条方法及适用范围参见表8表8常用的运条方法及适用范围运条方法运条示意图特点适用范围直线形焊条以直线形移动，不作摆动。熔深大，焊道窄a．3～5mm厚度I形坡口对接平焊b．多层焊的第一层焊道c．多层多道焊直线往返形焊条末端沿着焊接方向作来回往返的直线形摆动。焊接速度快，焊缝窄，散热快a．薄板焊b．对接平焊（间隙较大）锯齿形焊条末端沿着焊接方向作锯齿形连续摆动，控制熔化金属的流动性，使焊缝增宽a．对接接头（平焊、立焊、仰焊）b．角接接头（立焊）续表月牙形焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动，使焊缝宽度及余高增加与锯齿形动条法相同三角形斜三角形焊条末端沿着焊接方向作三角形摆动a．角接接头（仰焊）b．对接接头（开V形坡口横焊）正三角形a．角接接头（立焊）b．对接接头圆圈形斜圆圈形焊条末端沿着焊接方向作圆圈形运动，同时不断地向前移动a．角接接头（平焊、仰焊）b．对接接头（横焊）正圆圈形对接接头（厚焊件平焊）8字形焊条末端沿着焊接方向作8字形运动，使焊缝增宽，波纹美观对接接头（厚焊件平焊）4．4焊缝的接头4．4．1中间接头即后焊焊缝的起头与先焊焊缝的尾部相连。接头的方法是：在先焊焊缝的弧坑前约10mm附近引弧，电弧长度比正常焊接时略长些（碱性焊条不可拉长，否则易产生气孔），然后将电弧后移到原弧坑的2/3处，压低电弧，稍作摆动，填满弧坑后即向前进行正常焊接。这种接头方法使用最多，适用于单层焊及多层焊的表层接头。4．4．2相背接头即后焊焊缝的起头与先焊焊缝的起头相接。接头方法是：要求先焊的焊缝起头处略低些，接头时在先焊焊缝起头处略前一点引弧，并稍微拉长电弧，将电弧移向先焊焊缝接头处，并覆盖其端头，待起头处焊平后，再向先焊焊缝反方向进行焊接。4．4．3相向接头即后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的结尾相连。接头方法是：当后焊的焊缝焊到先焊的焊缝收弧处时，焊接速度应稍慢些，填满先焊焊缝的弧坑后，以较快的速度再略向前焊一段，然后熄弧。焊接接头处的熄弧方法。4．4．4分段退焊接头即后焊焊缝的结尾与先焊焊缝的起头相连。接头方法是：要求后焊焊缝焊至靠近前焊焊缝始端时，改变焊条角度，使焊条指向前焊缝的始端，拉长电弧，待形成熔池后，再压低电弧，往回移动，最后返回原来熔池处收弧。4．5焊缝的收尾4．5．1划圈收尾法焊条移至焊缝终点时，在弧坑处作圆圈运动，起到填满弧坑后再拉断电弧。这种方法适用于厚板焊接，对于薄板则易烧穿。4．5．2反复断弧收尾法焊条移至焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧、引弧数次，起到填满弧坑为止。这种方法适用于薄板和大电流焊接，但碱性焊条不宜采用，否则易产生气孔。4．5．3回焊收尾法焊条移至焊缝收尾时立即停止，并且改变焊条角度回焊一小段后熄弧。此法适用于碱性焊条。5焊条电弧焊常见焊接缺陷及防止措施5．1尺寸不符5．1．1形状焊缝表面高低不平、焊缝波纹粗劣、纵向宽度不均匀、余高过高或过低、角焊缝单边以及焊脚尺寸不符合要求等。5．1．2危害造成焊缝成形不美观，影响焊缝与母材金属的结合强度，易产生应力集中，降低接头承载能力等。5．1．3产生原因焊件坡口角度不对、装配间隙不均匀、焊接参数选择不合适或运条手法不正确等。5．1．4防止措施选择适当的坡口角度和间隙，提高装配质量，正确选择焊接工艺参数和提高焊工的操作技术水平等。5．2裂纹5．3咬边5．3．1形状沿着焊趾的母材部位上被电弧熔化而形成成的凹陷或沟槽称为口角边。5．3．2危害降低接头强度及承载能力，易产生应力集中，形成裂纹等。5．3．3产生原因焊接工艺参数选择不当，焊接电流过大，电弧过长，角度不正确以及运条不适当等。5．3．4防止措施选择正确焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，