焊接方法与设备

1第七章焊接方法与设备1.焊条电弧焊SMAW1.1工艺特点：灵活性好，可全位置焊接，操作可达性好，复杂结构的各种接头适用范围广，可焊接工程所用的绝大部分金属材料。质量控制好，接头性能可以达到与母材同等性能要求生产率较低，熔敷速度和熔敷系数较低，有焊条头损耗操作技能要求高。1.2焊接设备1.2.1电源的外特性：在其他参数不变情况下，焊接电源的输出电压与输出电流之间的关系。电源的动特性：由焊接回路中的感抗存在，因而弧焊电源的输出电流和输出电压不可能迅速地按外特性曲线变化，而时要经过适当的延时在能在外特性曲线上的某一点稳定下来的特性。电弧的静特性：当弧长一定时，两电极间总电压与电流之间的关系曲线称为电弧的静特性曲线。电弧稳定燃烧时对电源外特性的要求电弧的静特性曲线焊接电源陡降外特性电弧的静特性曲线电弧稳定燃烧点焊接电源陡降外特性照明电源平外特性弧长1-2弧长1-51801501209060305040302010I/AU/vU/vI/AI/AU/v电源的负载持续率：工作时的负载时间与总时间之比。1.2.2交流弧焊电源：动铁式弧焊变压器——BX1型动圈式弧焊变压器——BX3型抽头式弧焊变压器——BX6型弧焊整流器：动圈式弧焊整流器——ZXG3型晶闸管弧焊整流器——ZX5型逆变式（变频式）弧焊整流器——ZX7型1.2.3焊条：药皮在焊接时熔化形成熔渣，按熔渣中酸性氧化物和碱性氧化物的比例，熔渣为酸性的焊条称为酸性焊条，反之为碱性焊条。酸性焊条：以酸性氧化物为主的焊条，工艺性好，可交直流两用，电弧柔和，飞溅小，熔渣流动性好，易于脱渣，焊缝外表美观，不易产生气孔，但焊接时合金元素烧损多，熔敷金属塑性韧性较差。碱性焊条：以碱性氧化物和氟化钙为主的焊条。低氢型焊条（包括低氢钠型、低氢钾型和铁粉低氢型）是碱性焊条。一般要求直流反接，只有当药皮中加入稳弧剂后才可采用交直两用。碱性焊条脱硫能力强，熔敷金属抗热裂、冷裂和塑性韧性较好。碳钢焊条GB/T5117-1995,低合金钢焊条GB/T5118-1995,不锈钢焊条GB/T983-1995J422结构钢420MPa/mm2氧化钛钙型交直流J506结构钢490MPa/mm2低氢钾型交直流J507结构钢490MPa/mm2低氢钠型直流22、焊条药皮的类型：序号药皮类型对应牌号对应型号焊接电源1特殊型×××0E××002钛型×××1E××13直流或交流3钛钙型×××2E××03直流或交流4钛铁矿型×××3E××01直流或交流5氧化铁型×××4E××20直流或交流6纤维素型×××5E××10、11直流或交流7低氢钾型×××6E××16直流或交流8低氢钠型×××7E××15直流9石墨型×××8E××13直流或交流10盐基型×××9E××13直流E43××E-焊条≥420MPa/mm2E50××E-焊条≥490MPa/mm2焊条直径：1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、5.8.。。。。。。。（二）焊条统一编号的意义焊条通常用型号和牌号来反映其主要性能特点及类别。◇焊条型号是以焊条国家标准为依据、反映焊条主要特性的一种表示方法。◇焊条牌号是根据焊条的主要用途及性能特点，对焊条产品的具体命名。由焊条厂家制定。◇我国焊条行业采用统一牌号：属于同一药皮类型、符合相同焊条型号、性能相似的产品统一命名为一个牌号。如J422、J507。★注意：不管是焊条厂自定的牌号，还是全国焊接材料行业统一牌号，都必须在产品样本或标签、质量证明书上注明该产品是“符合国标”、“相当国标”或不加标注（即与国标不符），以便用户结合产品性能要求，对照标准去选用。★每种焊条产品只有一个牌号，但多种牌号焊条可同时对应一个型号。如：牌号J507RH和J507R，型号均为E5015-G。（三）焊条牌号的表示方法◆通常用一个汉语拼音字母（或汉字）与三位数字表示。如A302（奥302）、W607（温607）◆有的焊条牌号在三位数字后面加注后缀字母和/或数字。如J507RH、A022Mo、J422Fe16第一位字母：表示焊条种类；前两位数字：表示熔敷金属强度或合金类型；第三位数字：表示药皮类型及电流种类；数字后面的字母和数字：附加合金元素或焊条特性（具有特殊性能和用途）。■如：G——高韧性焊条；R——压力容器用焊条；3Fe——高效铁粉焊条：X——向下立焊用焊条；H——超低氢焊条；RH——高韧性超低氢焊条；（四）焊条型号的表示方法1、碳钢焊条：●根据GB/T5117-1995《碳钢焊条》标准规定，碳钢焊条型号按熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。●碳钢焊条型号的编制方法：首位字母“E”表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为kgf/mm2；第三位数字表示焊条的焊接位置：“0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接；“2”表示焊条适用于平焊及平角焊；“4”表示焊条适用于向下立焊。第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数字后面附加字母或数字：“R”表示耐吸潮焊条，“M”表示对吸潮和力学性能有特殊规定的焊条，“-1”表示冲击性能有特殊规定的焊条。■举例：E4303：43kgf/mm2；全位置；钛钙型；交直流两用。E5015：50kgf/mm2；全位置；低氢钠型；直流反接。E5018－1：50kgf/mm2；全位置；铁粉低氢型；交流或直流反接；-46℃低温冲击保证值。2、低合金钢焊条：●根据GB/T5118-1995《低合金钢焊条》标准规定，低合金钢焊条型号按熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。●低合金钢焊条型号的编制方法：首位字母“E”表示焊条；前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值（kgf/mm2）；第三位数字表示焊条的焊接位置：“0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接；“2”表示焊条适用于平焊及平角焊。第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型；后缀字母为熔敷金属的化学成分分类代号，并以短划“-”与前面分开。若还具有附加化学成分时，附加化学成分直接用元素符号表示，并以短划“-”与前面后缀字母分开。■如：E5515-B2-V（R317）对于E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氢焊条的熔敷金属化学成分分类后缀字母或附加化学成分后面加字母“R”时，表示耐吸潮焊条。■举例：（1）E5015-G（J507RH、J507R等）：50kgf/mm2（490MPa）；低氢钠型；高韧性（低温冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。（2）E6015-G（J607RH）：60kgf/mm2（610MPa）；低氢钠型；超低氢高韧性；（-40℃低温冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。（3）E5515-C1（W707Ni）：低氢钠型；含2.5Ni；55kgf/mm2（540MPa）；高韧性（-70℃冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。（4）E5515-C2（W907Ni）：低氢钠型；含3.5Ni；55kgf/mm2（540MPa）；高韧性（-90℃冲击保证值）；直流反接；全位置焊接。（5）E5515-B1（R207）：低氢钠型；0.5Cr-0.5Mo；540MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。（6）E5515-B2（R307）：低氢钠型；1Cr-0.5Mo；540MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。（7）E5515-B2-V（R317）：低氢钠型；1Cr-0.5Mo-V；540MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。（8）E6015-B3（R407）：低氢钠型；2.5Cr-1Mo；590MPa，常温冲击保证值；直流反接；全位置焊接。42.埋弧焊SAW电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。2.1按送丝方式：等速送丝——适用细丝或大电流密度。变速送丝（弧压自动调节、弧压或电流反馈调节）——适用粗丝或低电流密度。2.2埋弧焊机构造常用埋弧焊机包括电源、机械系统、控制系统三部分。电源：有交流和直流（反接）两种，常用交流电源有BX2-1000常用的直流电源有ZXG-1000R\ZXG-1250R\ZDG-1000R机械系统：送丝机构、导电嘴、行走车、机头调节机构、焊剂回收等控制系统：电源外特性控制、运丝控制、小车拖动控制、引弧熄弧程序自动控制等。2.3焊接材料选用焊剂：HJ431HJ——焊剂（熔炼型）4——焊剂的类型及氧化锰的含量：高锰。3——表示焊剂的类型及SiO2和CaF2的平均含量：高硅低氟。1——表示同类焊剂中多种焊剂的编号。SJ101SJ——烧结第1位数：代表熔渣渣系，1——氟钙型第2、3位数：表示同一渣系类型中不同的牌号，依自然顺序排列。01表示第1种烧结焊剂。1.高锰高硅焊剂配合低碳钢焊丝H08A.,重要结构可配用中锰焊丝H08MnA;2高硅低锰或无锰焊剂配以高锰焊丝H08Mn2\H10Mn2\H10MnSi\H08MnMoA等3焊接强度级别较高的低合金钢时，选用中锰中硅或低锰中硅焊剂配以相应的合金钢丝。4合理的焊丝与焊剂的匹配应根据焊接工艺评定后确定。5焊剂与焊丝的匹配不能死搬硬套，要根据工件的特点，如焊缝的熔敷金属中母材的所占比例(熔合比)，焊接热作用下的焊缝区的组织与性能的变化。如H08A焊丝可用于Q345钢的I型接头平对接，由于熔敷金属中母材成份比例大，焊缝的成份与母材接近，力学性能不会低于母材。焊接法锦泰产品名称相当规格规格熔敷金属物理性能之一例熔敷金属化学成份之一例（Wt%）主要用途焊剂焊丝抗拉强度MPa屈服强度MPa延伸度%冲击值J(℃)CSiMnTi其它SAW埋弧焊JF-AJW-2AWSF7A0-EL82.4-4.85004052958（-18）0.050.441.12适合高速焊接及填角焊，焊道成形及脱渣性优良，对锈板不敏感，单、双极，交直流电源皆可。JF-AJW-3AWSF7A0-EM12K2.4-4.85404303060（-20）0.070.541.48适合高速焊接及填角焊，焊道成形及脱渣性优良，对锈板不敏感，单、双极，交直流电源皆可。JF-BJW-1AWSF7A2-EH142.4-4.85804903261（-30）0.050.471.72适用于结构物单层、多层焊，多电极焊，焊接作业性良好，焊道有较佳的韧性。5JF-NJW-3AWSF7A2-EM12K2.4-4.85504603270（-30）0.050.331.50适用于结构物单层、多层焊，多电极焊，焊接作业性良好，焊道有较佳的韧性。JF-BJW-3AWSF7A6-EM12K2.4-4.85784952960（-60）0.080.521.65适用于焊接结构物多层焊，造船、重型机械、钢构等，焊接作业性良好。JF-BJW-5AWSF7A2-EM13K2.4-4.85284502978（-30）0.080.561.27适用于焊接结构物单层、多层焊多电极焊，焊接作业性良好。JF-BJW-7AWSF7A2-EG2.4-4.854850331165（-30）0.070.381.52Ti.B:适量适用于厚板焊接如输油钢管、钢构箱型柱、压力容器等，焊接作业性良好，冲击性能优良。JF-BJW-9AWSF8A4-EG2.4-4.86405502848（-40）0.110.351.32适量Mo:0.25适用于厚板焊接如输油钢管、钢构箱型柱、压力容器等，焊接作业性良好，冲击性能优良。JF-60HJW-9AWSF8A0-EG2.4-4.86105002574（-20）0.110.201.18适量Mo:0.27适用DH36、EH36,28mm以上厚板，大入热量单层焊接，焊道性能优良，可单极或多极焊。2.4焊接工艺参数焊接电流影响：其它条件不变时，随着焊接电流的增加，熔深成正比增加，熔宽略有增加，同时由于焊丝熔化量的增大而促使余高加大。电弧电压影响：其它条件不变时，随着电弧电压的增加熔宽将显著增加，而熔深和余高则略有减小。在同等条件下，直流反接的熔宽要略大于直流正接。焊接速度的影响：随着焊接速度的增加，焊接热输入随之减少，熔宽、熔深、余高都相应减小。有的工人为了单追求产量，把焊接速度和电流配