焊接方式和焊接参数

一、焊条电弧焊焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法（又称手工电弧焊）。可以采用各种与焊接母材相配的的焊条焊制优质的焊接接头。1、焊条电弧焊的优点所使用的焊接设备简单焊条电弧焊所需的焊条供应充足，且品种规格齐全，可焊接除活性金属和难熔金属以外的所有结构材料，且接头的质量可达到高标准的要求；工艺适用性强；2、焊条电弧焊的缺点焊接生产率低：焊接电流的限制较大，难以大电流焊接；更换焊条，清除焊渣等辅助时间延长了焊接周期；焊条的熔深较浅，厚度大于5mm对接接头就需要开坡口及背面清根；焊接劳动条件差；焊件厚度的适用范围较窄：从工艺适应性角度看，焊件的最小的厚度极限为1.5mm，而从经济性考虑，焊件的最大厚度极限为20mm；对焊工的技术要求较高；3、焊条电弧焊的应用范围焊条电弧焊是一种优质焊接方法，其主要应用范围：碳钢、低合金钢、高合金钢和镍铬不锈钢等。有色金属亦可用焊条电弧焊，但接头质量不如钨极氩弧焊和熔化极惰性气体保护焊；4、焊接参数的选择焊件厚度（mm）焊条直径（mm）21.6~232~3.24~53.2~46~124~5﹥134~6焊接电流的选择1）实际生产过程中焊工都是根据试焊的试验结果，并根据自己的实践经验选择焊接电流的。2）电流太小，很难引弧，焊条容易粘在焊件上，鱼鳞纹粗，两侧融合不好。3）电流太大，焊接时飞溅和烟雾大，焊条发红，熔池表面很亮，容易烧穿、咬边。4）电流合适，容易引弧电弧稳定，飞溅很小，能听到均匀的劈啪声，焊缝两侧圆滑的过渡到母材，表面鱼鳞纹很细，焊渣容易敲掉。焊条直径（mm）焊接电流（A）1.625~452.040~652.550~803.2100~1304160~2105260~2706260~300当打底焊时，或单面焊双面成型时，一般选取较小的焊条直径，较小的焊接电流；碱性焊条一般应比酸性焊条电流小10%左右，不锈钢焊条比碳钢小15%左右；横、立、仰焊电流比平焊小10~20%；角焊电流应稍大；焊接电压的选择焊接电压与弧长有关，一般长弧电压高，短弧电压低；（短弧指弧长为0.5~1.0倍的焊条直径，超过此值为长弧）有一经验公式可供参考：当电流I小于600A时，一般取电压为20+0.04I，当电流大于600A时，取电压为44V;焊条的选择焊条牌号的前两位为融敷金属的抗拉强度值，最后一位是药皮类型，比如J422，抗拉强度为420MPa，最后的2代表氧化钛钙药皮；药皮类型0：不规定药皮类型，不规定适用电流类型1：氧化钛型药皮，交直流两用2：氧化钛钙型药皮，交直流两用3：钛钙型药皮，交直流两用4：氧化铁型药皮，交直流两用5：高纤维素型药皮，交直流两用6：低氢钾型药皮，交直流两用7：低氢钠型药皮，交直流两用8：石墨型药皮，交直流两用9：盐基型药皮，直流专用（1~5为酸性焊条，6~9为碱性焊条）选择焊条的原则等强度：工件的抗拉强度是多少，选择的焊条抗拉强度一般就取多少；材料：母材和焊条成分要相似；碳钢、不锈钢、铸铁等都有专门的焊条承受冲击载荷的工件，需要选择碱性焊条，因为其韧性和塑性较高；焊接层数的确定在焊接厚度较大时，往往要多层焊接。多层焊接时，若每层的厚度过大时，对焊缝金属的塑性（主要表现在冷弯角上）将有不利的影响。所以对质量要求较高的焊缝最好不大于4mm。根据实际情况与实际经验，每层厚度约等于焊条（焊芯）直经的0.8—1.2倍，气体保护焊时为焊丝直经的1.6—2倍。开坡口的对接焊缝内第一层焊缝特别重要，为保证焊后结构件形成一定的刚性，在保证焊透的情况下，应尽量焊厚一点（如采用3.2mm焊条时，焊缝层厚应控制在3.5—4mm）二、二氧化碳保护焊CO2气体保护焊是以可熔化的金属焊丝作电极，并有CO2气体作保护的电弧焊。是焊接黑色金属的重要焊接方法之一。工艺特点1.CO2焊穿透能力强，焊接电流密度大（100-300A/m2），变形小，生产效率比焊条电弧焊高1-3倍2.CO2气体便宜，焊前对工件的清理可以从简，其焊接成本只有焊条电弧焊的40%-50%3.焊缝抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小。4.焊接过程中金属飞溅较多，特别是当工艺参数调节不匹配时，尤为严重。5.不能焊接易氧化的金属材料，抗风能力差，野外作业时或漏天作业时，需要有防风措施。6.焊接弧光强，注意弧光辐射。二氧化碳保护焊常见缺陷焊缝金属裂纹1.焊缝深宽比太大2.焊道太窄3.焊缝末端冷却快1.增大焊接电弧电压,减小焊接电流2.减慢焊接速度3.适当填充弧坑夹杂1.采用多道焊短路电弧2.高的行走速度1.仔细清理渣壳2.减小行走速度,提高电弧电压气孔1.保护气体覆盖不足2.焊丝污染3.工件污染4.电弧电压太高5.喷嘴与工件距离太远1.增加气体流量,清除喷嘴内的飞溅,减小工件到喷嘴的距离2.清除焊丝上的润滑剂3.清除工件上的油锈等杂物.4.减小电压5.减小焊丝的伸出长度咬边1.焊接速度太高2.电弧电压太高3.电流过大4.停留时间不足5.焊枪角度不正确1.减慢焊速2.降低电压3.降低焊速4.增加在熔池边缘停留时间5.改变焊枪角度,使电弧力推动金属流动未融合1.焊缝区有氧化皮和锈2.热输入不足3.焊接熔池太大4.焊接技术不高5.接头设计不合理1.仔细清理氧化皮和锈2.提高送丝速度和电弧电压,减慢焊接速度3.采用摆动技术时应在靠近坡口面的边缘停留,焊丝应指向熔池的前沿4.坡口角度应足够大,以便减小焊丝伸出长度,使电弧直接加热熔池底部未焊透1.坡口加工不合适2.焊接技术不高3.热输入不合适1.加大坡口角度,减小钝边尺寸,增大间隙2.调整行走角度3.提高送丝的速度以获得较大的焊接电流,保持喷嘴与工件的距离合适飞溅1.电压过低或过高2.焊丝与工件清理不良3.焊丝不均匀4.导电嘴磨损5.焊机动特性不合适1.根据电流调电压2.清理焊丝和坡口3.检查送丝轮和送丝软管4.更新导电嘴5.调节直流电感蛇行焊道1.焊丝伸出过长2.焊丝的矫正机构调整不良3.导电嘴磨损1.调焊丝伸出长度2.调整矫正机构3.更新导电嘴二氧化碳气体保护焊工艺参数焊丝直径电弧电压(V)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接电流(A)0．818100-11018～2460～1601．219120-13018～2680～2601．620140-18020～28160～310电流过大：弧长短、飞溅大，有顶手感觉，余高过大，两边熔合不好。电压过高：弧长长、飞溅稍大，电流不稳，余高过小，焊逢宽，引弧易烧导电嘴。两个经验公式电压=0.04电流+16+_1.5(电流小于300A)电压=0.04电流+20+_2.0(电流大于300A)其实就是电流等于电压的十倍左右焊丝伸出长度指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。一般，细丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为8～14mm；粗丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为10～20mm。焊接速度随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。操作方法（1）左焊法（右→左）：余高小，宽度大，飞溅小，便于观察焊缝，焊接过程稳定，气保效果好（有色金属必须用左焊法），但溶深较浅。（2）右焊法（左→右）：余高大，宽度小，飞溅大，便于观察熔池，熔深深。（3）运枪方法：锯齿形摆抢。（4）平角焊不摆或小幅摆动。（5）立角向上焊，采用三角形运枪。（6）焊枪过渡：熔池两边停留，在熔池前1/3处过渡。（7）枪角度：垂直于焊道，沿运枪方向成80—90°角。（8）试板：间隙2.0—2.5mm，起弧点略小于收弧点。无钝边，反变形1°。（9）予防缺陷：几个操作注意事项收弧过快，易在熔坑处产生裂纹和气孔，收弧的操作要比焊条电弧焊严格。应在熔坑处稍作停留，然后慢慢抬起焊炬，并在接头处使首层焊缝厚重叠20～50mm。对接平焊和横焊，应使焊炬稍作倾斜，用左向焊法，坡口看得清，不易焊偏。在角焊时左焊法和右焊法都可以采用。．立焊和仰焊。立焊有两种焊法，一种是由上向下焊接，速度快，操作方便，焊缝平整美观；但熔深较小，接头强度较差，适用于不作强度要求的焊缝。另一种，由下向上焊接，焊缝熔深较大，加强面高，但外形粗糙。仰焊应采用细焊丝、小电流、低电压、短路过渡，以保持焊接过程的稳定性；C02气体流量要比平、立焊时稍大一些；当熔池温度上升，铁水有下淌趋势时，焊炬可以前后摆动，以保证焊缝外形平整。钨极惰性气体保护焊氩弧焊是采用纯钨或活化钨作为电极的氩气保护电弧焊。它利用在钨极与焊件之间建立电弧的热量，熔化母材或填充焊丝形成熔池连接被焊工件的一种焊接方法。由于焊缝质量高，焊接过程不产生氧化，其应用范围在不断地扩大，特别是在不锈钢、铝合金和钛合金焊件的生产中。氩弧焊的优点焊接电弧相当稳定，即使在低的焊接电流下，电弧仍能稳定地燃烧，故特别适用于焊接薄壁焊件和微型器件的精密焊；保护气体为惰性气体氩气，与熔化金属既不能产生任何化学反应，也不能溶于熔化金属，故焊缝金属的纯度较高，并可以焊接易氧化的活性金属。钨极在焊件上产生的电弧和填充焊丝可分别控制，焊接输入热量容易调整，焊接熔池的控制较简单，便于实现单面焊双面成型。采用直流反接法或交流电焊接时，在阴极（焊件）便面产生雾化作用，即可清理掉焊件表面的难熔氧化膜；这对于表面易形成氧化膜的金属，如铝、镁及其合金的焊接时十分有利的。焊接过程不产生熔渣，不会产生夹渣等焊接缺陷，容易在窄间隙（6~8mm）和窄坡口内完成优质的焊接。氩弧焊缺点钨极承载电流的能力较差，电弧的穿透力较弱，填充焊丝的熔敷率较低，焊接效率不高。气体保护易受周围气流的干扰，抗干扰能力差；钨极氩弧焊的应用范围：直流钨极氩弧焊：焊接壁厚在0.3~5mm之间的不锈钢，钛及其合金，低合金钢，和碳钢的重要焊件；交流氩弧焊：焊接壁厚10mm以下的铝、镁及其合金的焊接件；钨极氩弧焊工艺参数1)焊接电流种类及大小一般根据工件材料选择电流种类，焊接电流大小是决定焊缝熔深的最主要参数，它主要根据工件材料、厚度、接头形式、焊接位置，有时还考虑焊工技术水平(钨极氩弧时)等因素选择。2)钨极直径及端部形状，钨极直径根据焊接电流大小、电流种类选择。表1钨极尖端形状和电流范围（直流正接）钨极直径/mm尖端直径/mm尖端角度（°)电流/A恒定电流脉冲电流1.00.125122～152～251.00.25205～305～601.60.5258～508～1001.60.83010～7010～1402.40.83512～9012～1802.41.14515～15015～2503.21.16020～20020～3003.21.59025～25025～350表2喷嘴孔径与保护气流量选用范围焊接电流/A直流正接性交流喷嘴孔径/mm)流量/L·min-1喷嘴孔径/mm流量/L·min-110～1004～9.54～58～9.56～8101～1504～9.54～79.5～117～10151～2006～136～811～137～10201～3008～138～913～168～15301～50013～169～1216～198～15钨极氩弧焊焊接参数参考值板厚/mm焊接层数钨极直径/mm焊丝直径/mm焊接电流/A氩气流量/L·min－1喷嘴孔径/mm送丝速度/cm·min－1111.5～21.6120～1605～68～10—2131.6～2180～22012～148～10108～11731～242220～24014～1810～14108～11741～252～3240～28014