电焊机和焊接的基础知识

电焊机和焊接的基础知识2011-05-1922:11:29|分类：默认分类|标签：焊接电流电焊机焊缝金属|字号大中小订阅1、什么是电弧？电弧是一种通过气体放电的现象，在两个电极之间的空气间隙中产生持久而强烈的放电现象，称为焊接电弧。电弧是目前我们人类所能直接应用的温度最高的热源，一般自由电弧的弧柱中心温度可达八千度左右，而压缩电弧（等离子电弧）的弧柱中心温度更是高达一万八千度以上。2、什么是引燃？我们把开始造成两电极间气体发生离及电子发射而引起电弧燃烧的过程，叫做电弧的引燃。3、电弧的引燃可以用如下两种方法：第一种方法是将两电极互相靠近到只有1－2mm的间距，这时如果在两电极间加有很高的电压（约1000V以上），那么在强电场作用下，阴极上的电子即可以克服阴极内部正电荷对它的静电引力而逸出阴极表面，产生电场导致电子发射，造成空气中放电而形成电弧，但是这种方法因为电压极高，危险性很大。第二种方法是先将两电极互相接触，然后迅速拉开至3－4mm的距离来引燃电弧，实际上焊接电弧就是利用为种方法来引燃的。例如：首先将通上焊接电源的焊条未端与焊件表面相接触，然后很快地将焊条拉开至与焊件表面距离3－4mm的间隙，则电弧就在焊条与焊件的间隙中燃烧了。焊接电弧引燃的顺利与否，还与如下几个因素有关：焊接电流强度、电弧中的电离物质、电源的空载电压及其特性等。如果焊接电流大，电弧中又存在容易电离的元素，电源的空载电压高时，则电弧的引燃就容易。4、名词解释：与电弧相关的几个名词：焊接电压(电弧电压)：与在焊机实测过程中的约定电压相对应，是电弧两端（两极之间或者说电极与工件之间）的电压降、包括阴极压降、极压降和弧柱压降。焊接电流：焊接时，流经焊接回路的电流。引弧电压：能使电弧引燃的电压。熔池：焊接时在焊热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。弧坑：弧焊时，由于断弧或熄弧时操作不当，在焊道未端形成的金属低洼部分。电弧稳定性：电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。电弧挺度：在热收缩和磁收缩等效应的作用下，电弧沿电极轴向挺直的程度。电弧力：焊接电弧对熔滴、熔池及母材表面的机械作用力。电弧偏吹：焊接过程中，因气流的干扰、磁场的作用或焊条偏心的影响，使电弧中心偏离电极轴线的现象。磁偏吹：直流电弧焊时，因受到焊接回路所产生的电磁力或磁场的作用而产生的电弧偏吹。熔滴：弧焊时，在焊条（或焊丝）端形成的并向熔池过渡的液态金属滴。熔滴过渡：熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程。有粗滴过渡、短路过度、喷射过渡等。极性：直流电弧焊或电弧切割时，焊件与电源输出端正、负极的接法。有正接法和反接两种。5、常见电弧焊接方法介绍：电弧焊（arcwelding）是目前应用最广泛的焊接方法。包括有：手弧焊（S.M.A.W）、埋弧焊（S.A.W）、钨极气体保护电弧焊（TIG）、等离子弧焊(PAW)、熔化极气体保护焊（GMAW）等。绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源。在形成接头时，可以采用也可以不采用填充金属。所用的电极是在焊接过程中熔解的焊丝时，叫作熔化极电弧焊，诸如手工焊、埋弧焊、气体保护焊、管状焊丝电弧焊等；所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒和钨棒时，叫作不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊、等离子弧焊等，较薄的金属板材、管材的焊接，用等离子弧焊较易进行。二、焊条手工焊基础知识手弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最厂的一种焊接方法。它是以外部涂有涂料的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料（焊药）在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体相互作用。熔渣更重要的作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。1.J422焊条代表什么意思？能焊接什么材料？应该使用哪一种电焊机焊接？答：J422型号代表：J结构钢焊条；42代表焊缝金属抗拉强度每平方毫米不小于42公斤力；2表示钛钙型药皮，最适应直流反接电流焊接（即如果使用直流电焊机时，焊把钳接直流电焊机正极）；因为J422焊条药皮中添加了稳弧剂，所以熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定，焊波整齐，适用于全位置焊接，适应焊接大多数的低碳钢（熟铁），和部分焊接要求不高的中碳钢结构。并且交流，直流正接和直流反接都能取得比较好的焊接效果。2..J506（7）焊条代表什么意思？可以焊接什么材料？应该使用哪一种电焊机焊接？答：J506（7）焊条就是俗称的中碳钢焊条或者碱性低氢型焊条；型号代表：J结构钢焊条；50代表焊缝金属抗拉强度每平方毫米不小于50公斤力；6（7）代表低氢钾或低氢钠型药皮；此种焊条一般适用于焊接要求稍高的场合（相比J422焊条更高的抗拉强度和耐磨性），同时由于碱性药皮的稳弧性较差，同时由于工频交流电是50HZ，也就是说：在一秒钟内，电流有一百次过零点，然后重新引弧的过程，而有时过零点后如果没有重新引燃就会产生断弧，所以在使用交流电焊机焊接碱性焊条时容易出现断弧、喘息、粘条等现象，所以一般要求使用直流焊接电源施焊，而且使用过程中要求直流反接。（506焊条为低氢钾型，使用交流焊接尚能勉强施焊，507为低氢钠型药皮，使用交流焊接几乎无法施焊。）3.什么是直流电焊机？直流电焊机是使用直流电源吗？它的使用范围是什么？什么是交流电焊机？它的使用范围是什么？答：直流电焊机系列ZX的意思：Z代表整流，X代表下降特性。表示本机器直流电焊机就是在交流电(220V/380VAC)输入后，先经过变压器把电源的高压变成低压；再经过焊机内整流部分，将交流电整流成为适合焊接的直流电流（DC）输出。一般的硅整流焊机都是直流电焊机，型号一般有ZXE1（交直流两用焊机，使用动铁心无级调节电流）、ZXG（磁放大式无级调节电流）、ZX5（可控硅无级调节电流，可远控调节。）、ZX6（档位调节电流）、ZX7（逆变式直流电焊机，电流无级调节，可远控调节）以及AX系列旋转直流发电电焊机（国家建议淘汰产品，耗电、噪音都比较大。）等系列，其中除ZXE1型号使用两相380V交流电以外，其他都是使用三相380V电源。因直流电焊机的电流流向固定，无交流机的电流方向频频翻转现象，正常焊接时电流不过零点，所以直流焊机可以使用几乎所有牌号的电焊条，而不会产生交流机焊接碱性低氢型焊条时产生的断弧、喘息、粘条等现象，并且能使用非常小的电流稳定的焊接。交流电焊机就是常见的BX1（动铁心无级调节电流）、BX3（动线圈式无级调节电流）、BX6（抽头档位式调节电流）以及常见的手提电焊机系列，B代表变压器，X代表下降特性。通常使用两相380V电源或220V电源。交流电焊机能够使用普通酸性焊条和部分碱性焊条及部分有色金属和合金焊条，但其焊接电流的稳定性较差，所以在有些焊接场合，比如使用碱性低氢型焊条和一些合金焊条时，无法正常应用。但是由于交流电焊机的结构简单，价格低廉，所以目前应用还比较广泛。4.交流系列电焊机中的BX1、BX3、BX6等型号相互之间的比较的优点和缺点是什么？在选择焊接设备时应当注意什么问题？直流焊机系列ZXE1、ZXG、ZX5、ZX6、ZX7、AX等型号电焊机，相互之间比较的优点和缺点是什么？答：BX1型电焊机，为动铁心式调节电流方式。可以实现电流的无级调节。BX3型电焊机，为动线圈式调节电流方式。BX6式为线圈中间抽头式调节电流，一般有六-七个档位调节。从电焊机的性能来排序：则BX3最好，BX1次之，BX6最差。因为动线圈式调节方式的线路最为复杂，在小电流时可以提高部分空载电压，同时铁心较大，散热效果很好。所以动线圈式焊机无论大小电流的性能都明显优于其他两种交流机。而BX6型焊机的结构比较简单，生产的用材要明显少于其他两种，价格相对低廉。但是由于只有数个档位调节电流，电流调节非常不方便。尤其电流需要精确调节时，BX6型机器无法满足需要。而BX1型焊机无论性能和售价都介于以上两者之间；所以在帮用户选择机型时要注意，如果从性能考虑，则排序的顺序应为：BX3--BX1--BX6。而如果从价格低廉来考虑，则排序的顺序为：BX6--BX1--BX3。一般工业企业在选型时，由于工作量大，焊接要求高，所以尽量采用BX3、BX1型焊机，而在焊接要求不高，不连续工作的场合，可以采用BX6型电焊机，目前由于其价格低廉，且设备比较轻便的原因，广泛应用于小规模制造和维修等民用场合。直流电焊机中的ZXE1、ZXG、ZX6、ZX5、ZX7、AX等系列中，AX系列旋转直流发电机由于线路复杂，用材多，耗电多，噪音大的缺点，现在国家已经明令建议淘汰，目前国内已经没有生产的厂家，仅仅在用户库存还可以见到。ZXE1型交直流两用机型，是采用BX1型电焊机的降压和调节电路，然后加上一个单相的桥式整流电路，因此结构简单且能无级调节电流，但由于其采用的仍然是两相的380V电源，不利于电网的三相平衡，所以限制了其的使用范围。ZX6型机器采用了类似于BX6型的电流调节方式，在通过三相降压变压器后，使用三相桥式整流电路整流，但由于其电流调节的不方便的原因，限制了其的使用范围，也属于直流电焊机中最为低档的机型，基本适应民用场合。目前工业企业使用比较广泛的直流机型为ZXG、ZX5型电焊机，ZXG型采用控制饱和电抗器的饱和程度控制输出电流，ZX5型使用控制可控硅的导通角来调节电流，所以都可以无级调节输出电流。同时这两种机型的技术也比较成熟，问题比较少。在性能上比较，ZX5要稍微优于ZXG型。由于ZX5采用可控硅整流和电子电路调节，所以ZX5型焊机可实现远控、推力、引弧等功能，选择适当型号，配以专用的焊钳，可以用做碳弧气刨；同时ZX5焊机在体积、重量、及电流动态反应速度等都要优于ZXG型（但是，部分小厂的ZX5机型由于产品原因，做碳弧气刨较差，沪工ZX5型完全可以做碳弧气刨。），但ZXG型机器的售价稍低。ZX7型电焊机，为目前最先进的逆变电路构成，机内大部分电路由电子元件组成，因为高频逆变的交变电流极易通过变压器，所以变压器可做的极小，因此重量非常轻便，且因为变压器部分的电损较小，所以非常节省电能，一般耗电只需要普通变压器型焊机（ZXE1、ZX6、ZXG、ZX5等都为变压器机型）的50%以下，重量更是变压器机型的几分之一。同时由于其采用先进的逆变式电子电路，所以性能更为先进，可调节引弧电流、推力电流、远控、电流智能控制，重量轻，耗电省，功率因数特别高，目前已经广泛应用于野外作业的行业，同时由于其高效率、低工耗，性能优异，节省制造用材的特点，成为整个焊接行业的一个发展方向。名词解释：手工弧焊机：DC—输出直流电流AC—输出交流电流交流电焊机部分：B—变压器X—降特性1—动铁心式3—动线圈式6—抽头式直流电焊机部分：Z—整流X—降特性3—动线圈式E1—交直流两用6—抽头式5—可控硅式（晶闸管式）4--晶体管7—逆变式G—磁放大式（磁饱和式）P--平特性三、什么是二氧化碳气体保护焊机？它的优点是什么？答：二氧化碳气体保护焊，就是采用机械送丝，自动送出二氧化碳气体保护焊接熔池的一种焊接方法，因其功效高、耗电省，焊缝质量较高，综合经济效益好，是目前国家大力推广的一种高效低耗的新型焊接方式。与其他电弧焊方法相比，二氧化碳焊接具有以下优点：1）生产效率高：因其电弧的穿透力强、熔深大、且焊丝的熔化率高，所以熔敷速度快，生产效率比传统的手工电焊高的多，可以达到1--3倍，即在某些场合可相当于原来手工电焊的两个人到四个人的工作量。在其他条件不变的情况下（人员不增加，工资税收等不增加），可以为企业增加显著的经济效益。（唐山矿山冶金机械厂用户反映：自从采用CO2气体保护焊以后，工作效率大大加强，目前交流焊机基本没人愿意使用了，CO2焊机最快的一天可以使用两盘焊丝，大约40kg。而交流焊机一天最快使用两包左右焊条，约10kg，且在刨除焊条头，药皮以后，真正使用到焊缝的金属，大约5kg）2）焊接成本低：二氧化碳气体来源广泛，价格低，二氧化碳焊丝的熔敷率远远高于手工焊，（因不产生焊渣和烟尘，也无须丢弃焊条头，所以基本