焊工基本知识

焊工工艺学涟钢检修中心焊接专业化小组手工电弧焊一．特点1、设备简单。2、操作灵活方便。3、能进行全位置焊接适合焊接多种材料。4、不足之处是生产效率低劳动强度大。二．手工电孤焊示意图１．电焊机1)弧焊变压器：在焊接回路中增加阻抗，阻抗上的压降随焊接电流的增加而增加，以此获得陡降外特性。按获得的方式不同可分为：串联电抗器式和增强漏磁式。增强漏磁式分为动圈式（BX3)和动铁心式(BX1)、抽头式（BX6、BX5)手弧焊的所用设备和工具2)弧焊逆变器通常采用三相交流电供电，经整流和滤波后变成直流电，然后借助大功率电子开关元件将其逆变成几千到几万赫兹的中频交流电，再经中频变压器降到适合焊接的几十伏电压。型号ZX7-400特点：高效节能、质量轻体积小、具有良好的动特性和弧焊工艺性能、调节速度快、具有多种外特性。３）弧焊整流器：近年来，弧焊整流器也得到了普遍应用。它是通过整流器把交流电转变直流电。它即弥补了交流电焊机电弧稳定性不好的缺点，又比一般直流弧焊发电机结构简单，维修容易，噪声小。用直流弧焊电源焊接时，由于正极和负极上的热量不同，所以分为正接和负接两种方法。如图2所示。把焊条接负极，称为正接法；反之称为负接法。焊接厚板时，一般采用直流正接法，这时电弧中的热量大部分集中在焊件上，有利于加快焊件熔化，保证足够的熔深。焊接薄板时，为了防止烧穿，常采用反接。例：ＺＸ5－２５０正接与反接电焊机型号代表字母及数字电焊机的接线方法1)直线形运条法由于焊条不作横向摆动，电弧较稳定能获得较大的熔深，但焊缝的宽度较窄。2)锯齿形运条法锯齿形运条法是焊条端部要作锯齿形摆动。并在两边稍作停留（但要注意防止咬边）以获得合适的熔宽。手工电弧常用的运条方法手工电弧常用的运条方法3）环形运条法环形运条法是焊条端部要作环形摆动。适用于厚板4）月牙型运条法气孔易上浮，成形良好焊缝的起头和收尾1、焊缝的起头就是指开始焊接的部分，由于引弧后不可能迅速使这部分金属温度升高。所以起点部分的熔深较浅，焊缝余高较高。为了减少这种现象，可以采用较长的电弧对焊缝的起头处进行必要的预热，然后适当地缩短电弧的长度再转入正常焊接。2、焊缝的收尾焊缝的收尾时由于操作不当往往会形成弧坑，降低焊缝的强度，产生应力集中或裂纹。为了防止和减少弧坑的出现，焊接时通常采用三种方法：①划圈收弧法:适合于酸、碱性焊条厚板焊接的收尾。②反复断弧收尾法:适合于酸性焊条厚、薄板和大电流焊接的收尾。③回焊收弧法:适合于碱性焊条的收尾。焊接工艺参数手工电弧焊的工艺参数通常包括焊条类型及直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接角度１、焊条直径的选择为了提高生产效率，应尽可能地选用大直径的焊条，但是焊条直径大往往会造成未焊透和焊缝成型不良。焊条直径的选择通常可以从以下几个方面考虑：１）焊件的厚度厚度较大的焊件应选用较大直径的焊条。２）焊缝的位置平焊时应选用较大直径的焊条。立焊、横焊、仰焊时为减小热输入，防止熔化金属下淌，应采用小直径焊条并配合小电流焊接。3）焊接层数多层焊时为保证根部焊透，第一层焊道应采用小直径焊条焊接，以后各层可以采用较大直径焊条焊接，以提高生产率。4）接头形式搭接接头、T形接头多用作非承载焊缝，为提高生产效率应采用较大直径的焊条。2、电源种类和极性1、只有直流电源才有极性的分别。2、极性的选用主要根据焊条的性质和焊件所需要的热量来决定。3、如果使用碱性低氢钠型焊条E5015等，无论板厚均选择直流反接，可减少气孔和飞溅。3、焊接电流的选择增大焊接电流能提高生产效率。使熔深增大，但电流过大易造成焊缝咬边和烧穿等缺陷，降低接头的机械性能。焊接时，焊接电流的选择可以从以下几个方面考虑：１）根据焊条直径和焊件厚度选择。焊条直径越大，焊件越厚，要求焊接电流越大。低碳钢时，焊接电流I(单位A)与焊条直径d(单位mm)的关系式为：I=(35---55)d２）根据焊缝位置的选择。在焊条直径一定的情况下,平焊位置要比其它位置焊接时选用的焊接电流大。立焊横焊比平焊小10%到15%，仰焊比平焊少15%到20%。3）焊条类型：碱性焊条比酸性焊条少10%到15%，不锈钢焊条比碳钢焊条少15%到20%。4)焊接层次：打底电流小一些，盖中要大一些，盖面层应小一些。4、电弧电压的选择（电弧长度的选择）电弧电压的大小是由弧长来决定。电弧长则电压高，电弧短则电压低。在焊接过程中应采用不超过焊条直径的短电弧。否则会出现电弧燃烧不稳、保护不好，飞溅大，熔深小，还会使焊缝产生未焊透、咬边和气孔等缺陷。短弧一般认为是焊条直径的0.5到1倍。5、焊接速度单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。焊接速度过快或过慢都将影响焊缝的质量。焊接速度过快，熔池温度不够，易造成未焊透、未融合和焊缝过窄等现象。若焊接速度过慢，易造成焊缝过厚、过宽或出现焊穿等现象。掌握合适的焊接速度有两个原则：一是保证焊透，二是保证要求的焊缝尺寸。6．焊缝层数焊缝层数视焊件厚度而定。中、厚板一般都采用多层焊。焊缝层数多些，有利于提高焊缝金属的塑性、韧性。对质量要求较高的焊缝，每层厚度最好不大于4~5mm。图4-8所示为多层焊的焊缝，其焊接顺序按照图中的序号进行焊接。图2多层焊的焊缝和焊接顺序7.焊缝的空间位置依据焊缝在空间的位置不同，有平焊、立焊、横焊和仰焊四种，如图4-11所示。平焊易操作，劳动条件好，生产率高，焊缝质量易保证，所以焊缝布置应尽可能放在平焊位置。立焊、横焊和仰焊时，由于重力作用，被熔化的金属要向下滴落而造成施焊困难，因此，应尽量避免。图3焊缝的空间位置a）平焊b）立焊c）横焊d）仰焊焊条的基础知识1、焊条的分类焊条是由焊芯和药皮组成的。在手工电弧焊过程中，焊条一方面起传导电流和引燃电弧的作用；另一方面又作为填充金属，与熔化的母材形成焊缝。焊条按用途可以分为以下几类：碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条（如：A102焊条）、堆焊焊条（如D212焊条）、低温钢焊条、铸铁焊条（如Z308焊条）、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条等。2、碳钢焊条型号表示法E××××焊条药皮类型及采用的焊接电流种类0、1：全位置适用的焊接位置2：平焊、平角焊4：向下立焊熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为MPa表示焊条3、焊条的选用原则选用焊条是焊接准备工作中很重要的一个环节。选用焊条时应遵循以下基本原则：1）焊缝金属的使用性能要求对于钢结构焊件，在同种钢焊接时，按与钢材抗拉强度等强的原则选用焊条；异种钢焊接时，按强度较低一侧的钢材选用；不锈钢焊接时，要保证焊缝成分与母材成分相适应，进而保证焊接接头的特殊性能；对于承受动载荷的焊缝，则要选用熔敷金属具有较高冲击韧度的焊条；对于承受静载荷的焊缝，只要选用抗接强度与母材相当的焊条就可以了。2）焊件的形状、刚度和焊接位置等因素选用焊条结构复杂、刚度大的焊件，由于焊缝金属收缩时，产生的应力大，则应选用塑性较好的焊条，在选用时不仅要考虑力学性能，还要考虑焊接接头形状的影响，因为，当焊接对接焊缝时，强度和塑性适中的话，焊接角焊缝时，强度就会偏高而塑性就会降低；对于焊接部位难于清理干净的部件，选用氧化性强的，对铁锈、油污等不敏感的酸性焊条，更能保证焊缝的质量。3）焊缝金属的抗裂性焊件刚度大，母材中碳、硫、磷含量偏高或外界温度偏低时，焊件易出现裂纹，焊接时最好采用抗裂性能较好的碱性焊条。4）操作工艺性焊接过程中，电弧应当稳定，飞溅少，焊缝成形美观，脱渣容易，而且适用于全位置焊接。为此，尽量选用酸性焊条，但是应首先保证焊缝的使用性能和抗裂性的要求。5）设备和施工条件在没在直流电焊机的情况下，不能选用没有特殊加稳弧剂的低氢型焊条；当焊件不能翻转必须进行全位置焊接时，则应选用能适应各种条件下空间位置焊接的焊条；在密闭的容器内进行焊接时，除考虑加强通风外，还要尽可能地避免使用低氢型焊条，因为这种焊条在焊接过程中会产生大量的有害气体和粉末。6）经济合理性要同样能保证焊缝性能的条件下，应当选用成体较低的焊条。如钛铁矿型的焊条成本比钛钙型焊条低得多，在保证使用性能的条件下，当然应选用钛铁矿型焊条。学习中的几点体会1、培训过程中注意基本功的训练一名焊工的基本功如何是焊接好一条焊缝的基本前提,是焊工素质的基本条件,是检验焊工技能的重要标志。一个合格的焊工必须具有较好地观察能力和运条能力。自焊缝始端的第一个熔池形成开始到焊完整根焊条收弧,整个过程的焊接电流的大小、熔池边沿的润湿和过渡、焊缝先后温度的变化、尺寸和形状的控制、缺陷的发现和处理,都是通过细微的观察和灵活准确的运条来达到合格,这是最起码的条件,也是培训中的基本内容。理论课程的安排也围绕这样一条线索进行编排,钢材、焊材、设备、工艺、接头和缺陷等各项内容,不单独分开上课,用到什么就学什么。焊接本身是一门综合性的学科,以焊接工艺为主体,以自己学懂为目的,学习时需要牢记和使用书本上的名词术语,提高自己对理论的理解能力,在限定的时间内让自己掌握基本施焊要领,顺利地通过考试。2、技能训练的一二三法则强调基本功的训练从最基本的知识说起,焊缝、熔池、运条、原理和操作等这样一条基本思路,经过几年的实践,制定了焊工技能训练的一二三法则,具体内容是:一个目标、二个重点、三个要素。2.1一个目标达到一个合格的熔池、焊缝,这是焊工训练的最终目的,也是检验焊工水平的直接标准,一名优秀的焊工必然会焊出优质的焊缝,否则就是一名不合格的焊工,这是无可争议的道理。2.2两个重点两个重点是重点训练自己的观察能力和运条能力。(1)观察能力:要时常告诫自己,一个优秀的焊工应当一眼就能看出熔池是什么钢材,熔池的形状是否正确,所用电流是否合适,稍微作一下运条即能辨别出不同厂家的焊条和质量的好坏,如此微妙的观察能力在我们的焊工队伍中绝不少见,这是焊工独有和必有的特长。比如训练的第一天,必须看清楚熔池、熔渣和铁水;在固定管口对接施焊练习时,打底焊、填充焊、盖面焊等三种焊道的熔池形状各不相同,都必须看清楚,留有一个清楚的印象。比如,打底焊道重点观察熔池前边和两侧钝边的熔化情况;盖面焊横向运条摆动时,则要重点观察熔池边沿与坡口边的搭接尺寸和过渡情况。即不同的训练内容都有不同的重点观察内容和部位。观察是非常重要的第一训练,通常情况下一个不到1cm2的熔池里,颜色、亮度、尺寸和形状瞬间发生变化,即可能造成缺陷。试想看不清焊道怎能保证焊缝的直线度;看不清楚熔池又如何能够控制其形状和尺寸,而最终达到焊缝的合格。(2)运条训练在认真观察之后,应确立一个标准的轮廓，进行运条训练时也就自然形成了一个样板。2.3三个要素三个要素是在运条训练中如何选用焊接电流,如何使用电弧和如何控制(焊条)角度。在选择好电流值以后开始一条焊缝的施焊,即运条,运条过程是一个微妙的电弧操作和角度控制的过程。(1)焊接电流是影响焊缝成形和质量的重要因素,在运条能力所及的条件下,提倡尽量用较大的焊接电流。(2)电弧指引弧、运弧、收弧和接头等对电弧的处理方法,以及不同位置的焊缝和电弧长度的控制。充分地了解和利用电弧的功能和特性解决问题,避免缺陷。(3)焊条角度是控制熔池形状的关键问题,如同驾驶员手中的方向盘一样重要,如造成咬边缺陷的原因大多数情况下是由于焊条角度不合理,就是一个最简单的例子。在电弧的运用和焊条角度的控制能力的培训学习上,主要是靠自己用心的观察和特意的纠正自己的不良习惯，类似的提醒和纠正往往要重复几次之后,方可得以改正。逐步练成把熔池的形状尺寸始终如一的控制在一个标准范围内。