【冶金精品文档】焊接方法与设备

1《焊接方法与设备》江苏省无锡交通高等职业技术学校第三章埋弧焊2第三章埋弧焊定义：埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，由于电弧掩埋在焊剂下燃烧，弧光不外露，因此称为埋弧焊，该方法都为自动焊接方法，因此，该方法又称为焊剂层下自动电弧焊或埋弧自动焊。3第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点4第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点5第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点焊接生产效率高（I↑v↑）可使用大电流，从而功率、熔透深度及焊丝熔化速度增加；例如20mm钢板I型坡口一次焊透热量损失少，从而热效率提高，焊接速度大大提高，可达60-150m/h,而焊条电弧焊只有6-8m/h6第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点焊接质量好：保护效果好（焊剂、熔渣保护）（还原性气分）熔池金属凝固速度慢（冶金反应、成份稳定、缺陷）自动焊接过程7第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点焊接成本低电流大熔深大可使用I型或者小角度坡口节省加工坡口时间减少填充金属量飞溅少焊丝长热量集中，热效率高单位长度消耗电能少8第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点劳动条件好机械化埋弧弧光、烟尘、气体9第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点焊缝外形美观（熔渣覆盖）10第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点难以空间位置施焊焊件质量装配严格不适合薄板和短焊缝设备费用高适用材料范围窄（适合FeNiCu）对于铸铁、Al、Mg、Pb、Zn不适合焊缝的冲击韧性普遍不好11第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点埋弧焊分类12第三章埋弧焊----------埋弧焊的原理及特点埋弧焊应用造船、锅炉、化工容器、桥梁、起重机及冶金机械中。特殊表面13埋弧焊的自动调节原理14埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节必要性自动焊存在不稳定因素弧长波动（焊件不平、装配不良、定位焊点、送丝速度不均匀）网压波动15埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节16埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节17埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节稳定性的条件：电源外特性与电弧静特性必须有交点，且交点处电弧静特性曲线的斜率大于电源外特性曲线的斜率。18埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊电源外特性必须是下降特性19埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节调节的主要目标：消除电弧长度变化的干扰20埋弧焊的自动调节原理--------------埋弧焊的自动调节埋弧焊调节途径：保证焊丝熔化速度与焊丝送进速度相等。埋弧焊调节方法：调节焊丝熔化速度调节焊丝熔化速度+焊丝松进速度21埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统焊丝的熔化速度与焊接电流和电弧电压存在一定的关系等熔化速度曲线（电弧的稳定工作曲线，系统的静特性曲线）22埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统弧长波动（此时送丝速度不变）23埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统实质：等速送丝时，弧长变化导致焊接电流变化，进而导致焊丝熔化速度的变化而使得弧长恢复。24埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统网络电压波动（等速送丝）25埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统电弧自身调节系统无法消除网络电压波动对于焊接参数的影响；26埋弧焊的自动调节原理-----熔化极电弧的自动调节系统自身调节系统对于电源外特性的要求：缓降或者平特性的焊接电源；选择原因：焊接电流变化大，自身调节速度快网络波动，弧长变化小27埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统必要性埋弧焊通常采用比较粗的焊丝，直径一般在4mm以上的居多，如果仍然依靠电弧自身的调节保证弧长的稳定，则由于系统对粗丝的调节灵敏度低，反映慢，无法满足参数的稳定调节；另外，弧长变化和调节过程中，电流的变动比较大，焊缝成形不均匀（宽度、深度方向）28埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统实质：利用电弧电压作为反馈量，通过转速调节机构（调节器），迫使送丝速度改变，把焊接规范调节到原来的数值。调节器的静态特征方程为：29埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统弧长波动电压调节与自动调节双重机制30埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统网路电压波动31埋弧焊的自动调节原理-----电弧电压反馈自动调节系统电压反馈调节系统对于电源外特性的要求：陡降特性的焊接电源；选择原因：焊接电流变化小，稳定32埋弧焊的自动调节原理-----------两种调节系统的比较33埋弧焊设备34埋弧焊设备组成部分：焊机35埋弧焊设备36埋弧焊设备37埋弧焊设备焊接电源焊接电源一般采用普通的交流电，电源容量从500A到2000A。薄板焊接多采用直流电源。电源外特性一般为陡降特性38埋弧焊设备--------------------注意事项应采用专用供电设备，且容量足够大焊接电缆应该足够粗多台焊机使用时应该考虑三相平衡问题39埋弧焊的焊接材料与冶金过程40埋弧焊焊接材料与冶金过程-------------------------焊接材料及选用埋弧焊熔深比较大，使焊缝金属的性质受母材的化学成分影响比较大，但焊丝及焊剂的组合对焊缝金属的性质也有较大影响。41埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用焊丝分类：碳素钢焊丝结构钢焊丝不锈钢焊丝有色金属焊丝堆焊用特殊合金焊丝42埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用焊丝选择总体原则：低碳钢和低合金高强钢的焊接选用与母材强度相匹配的焊丝耐热钢和不锈钢的焊接选用与母材成分相近的焊丝43埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用44埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用焊剂作用：保护电弧稳定电弧焊缝成形合金过渡特殊姿态45埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用分类方法：制造方法熔炼焊剂烧结焊剂46埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用碱性、酸性的尺度焊剂熔化成为熔渣，熔渣呈碱性还是呈酸性，对焊缝金属的性能、焊接操作性都有很大的影响。一般酸性焊剂的焊接操作性好，能得到漂亮的焊缝，但焊缝冲击值低。而碱性焊剂得到的焊缝冲击值高，抗裂纹能力强，但焊接操作性不太好。47埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------------焊接材料及选用焊丝与焊剂的组配对埋弧焊焊缝金属的性能有着决定作用。低碳钢的焊接可选用高锰高硅型焊剂，配用H08MnA焊丝，或选用低锰低硅型焊剂配用H08MnA、H10Mn2焊丝。低合金高强钢的焊接可选用中锰中硅型焊剂．配用适当的低合金高强钢焊丝。耐热钢、低锰钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅过低硅型焊剂．配用相应的合金钢焊丝。铁索体、奥氏体钢一般选用碱度较高的焊剂．以降低合金元素的烧损及掺加较多的合金元素。48埋弧焊焊接材料与冶金过程-------------------埋弧焊的冶金过程基本过程：氧化、还原、脱硫、脱磷、除气特点：空气不易侵入焊接区冶金反应充分，气体及杂质易析出合金成分易控制焊缝金属纯度较高且成分均匀49埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程低碳钢的主要冶金反应硅、锰的还原碳的氧化烧损氢和硫磷的控制50埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程锰可以降低焊缝中形成热裂纹的倾向，且可以提高焊缝金属的力学性能硅可以镇静熔池，加快脱氧过程，保证焊缝金属的致密性51埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程基本反应52埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程碳的氧化烧损焊剂中不含有碳元素，只有通过母材和焊丝过渡碳元素烧损严重促进熔池搅拌，易于气体析出53埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程硫磷的控制危害：硫磷使得热裂纹倾向大磷导致焊缝冷脆性、降低冲击韧性控制方法：控制来源焊丝焊剂54埋弧焊焊接材料与冶金过程-----------埋弧焊的冶金过程去除氢元素氢元素危害：气孔、冷裂纹去除方法控制来源：净焊丝、烘焊剂冶金手段去除SiF4、CaF2MgO、MnO、CaO2、SiO2、55埋弧焊工艺56埋弧焊工艺------埋弧焊的工艺内容及编制57埋弧焊工艺------埋弧焊的工艺内容及编制编制焊接工艺原则及依据原则：保证接头质量降低成本依据材料牌号规格焊件形状、结构质量技术要求58埋弧焊工艺------埋弧焊的工艺内容及编制59埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择熔深余高增加焊瘤梨形焊缝60埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择电压低，深而窄电压高，浅而宽，余高小，焊剂熔化量增加梨形焊缝61埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择焊速过小，熔深小速度大，焊缝宽度、熔深下降焊速极高，咬边62埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择63埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择直径过小，梨形焊缝64埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择无咬边，适合高速焊接65埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择坡口角度角度大，根部熔深大；有利于防止焊接缺陷；熔敷金属量要大；增加应力与变形坡口小，效率高；缺陷多一般坡口角度最少要60度66埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择67埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择68埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择69埋弧焊工艺-----焊接工艺因素的影响及选择粗颗粒，波纹粗，外观不好颗粒细，气体排除不顺利，焊缝尺寸不均匀，易产生气孔70埋弧焊技术------埋弧焊的焊前准备焊前准备开坡口焊件清理（喷丸、钢丝刷、砂轮、火焰、溶剂）装配（间隙、错边、点固、引弧板）焊丝清理，焊剂烘干焊机检查与调试71埋弧焊技术-----单面焊工艺提出：有些场合无法实现双面焊主要问题：背面成形解决办法：衬垫方式72埋弧焊技术-----单面焊工艺73埋弧焊技术-----单面焊工艺74埋弧焊技术-----单面焊工艺75埋弧焊技术-----单面焊工艺7677埋弧焊-----其他方法78埋弧焊-----其他方法79埋弧焊-----其他方法80埋弧焊-----其他方法81埋弧焊-----其他方法82埋弧焊-----其他方法83埋弧焊-----其他方法