焊工工艺学-第七章-埋弧焊

第七章埋弧焊§7-1埋弧焊的原理及特点§7-2埋弧焊机§7-3埋弧焊的焊接材料§7-4埋弧焊工艺§7-1埋弧焊的原理及特点一、埋弧焊过程埋弧焊过程示意图1—焊剂漏斗2—软管3—坡口4—母材5—焊剂6—熔敷金属7—渣壳8—导电嘴9—电源10—送丝机构11—焊丝埋弧焊焊缝断面示意图1—焊丝2—电弧3—熔池4—熔渣5—焊剂6—焊缝7—焊件8—渣壳二、埋弧焊的特点1.埋弧焊的优点（1）焊接生产率高（2）焊接质量好（3）改变焊工的劳动条件（4）节约焊接材料及电能（5）焊接范围广埋弧焊2.埋弧焊的缺点（1）埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊或倾斜度不大的位置及角焊位置焊接，其他位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。（2）焊接时不能直接观察电弧与坡，的相对位置，容易产生焊偏及未焊透，不能及时调整工艺参数。（3）埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时，电弧稳定性较差，因此，不适宜焊接厚度小于1mm的薄件。（4）焊接设备比较复杂，维修保养工作量比较大，且仅适用于直的长焊缝和环形焊缝焊接，对于一些形状不规则的焊缝无法焊接。三、埋弧焊自动调节合理地选择焊接参数，并保证预定的焊接参数在焊接过程中稳定，是获得优质焊缝的重要条件。焊条电弧焊是通过人工调节来保证选定的焊接参数稳定的，即依靠焊工的肉眼观察焊接过程，经分析比较，然后用手调整焊条的运条动作来完成。§7-2埋弧焊机一、埋弧焊机的分类埋弧焊机按用途可分为专用焊机和通用焊机两种。按送丝方式可分为等速送丝式埋弧焊机和变速送丝式埋弧焊机两种。按焊丝的数目和形状可分为单丝埋弧焊机、多丝埋弧焊机及带状电极埋弧焊机。按焊机的结构形式可分为小车式、悬挂式、车床式、门架式、悬臂式等。小车式埋弧焊机的组成１—弧焊电源２—控制箱３—焊丝盘４—控制盘５—焊接小车６—焊件７—焊剂８—焊缝９—导轨二、等速送丝式埋弧焊机1.等速送丝式埋弧焊机的工作原理（1）电弧自身调节作用弧长变化时的电弧自身调节过程（2）影响电弧自身调节性能的因素1）焊接电流2）电源外特性焊接电流和电源外特性的影响2.MZ1-1000型埋弧焊机的组成（1）焊接小车MZ1-1000型埋弧焊小车（2）控制箱控制箱内装有电源接触器、中间继电器、降压变压器、电流互感器等电气元件，在外壳上装有控制电源的转换开关、接线及多芯插座等。（3）弧焊电源常见的埋弧焊交流电源采用BX2-1000型同体式弧焊变压器，有时也采用具有缓降外特性的弧焊整流器。三、变速送丝式埋弧焊机1.变速送丝式埋弧焊机的工作原理（1）变速送丝式埋弧焊机的电气原理变速送丝式埋弧自动焊机电气原理图G—他励式直流发电机M—他励式直流电动机RP—电位器Y—桥式整流器Uh—电弧电压Ug—给定电压W1、W2—励磁线圈Φ1、Φ２—励磁线圈W1、W2的磁通（2）电弧电压自动调节作用弧长变化时电弧电压的自动调节过程（3）影响电弧电压自动调节性能的因素网路电压波动对焊接参数的影响2.MZ-1000型埋弧焊机的组成（1）焊接小车（2）控制箱控制箱内装有电动机——发电机组，还有接触器、中间继电器、降压变压器、电流互感器等电气元件。（3）弧焊电源一般选用BX2-1000型弧焊变压器，或选用具有陡降外特性的弧焊整流器。四、等速送丝式埋弧焊机与变速送丝式埋弧焊机的比较§7-3埋弧焊的焊接材料一、焊丝埋弧焊中焊丝既作为导电的电极又作为填充金属的金属丝。目前，埋弧焊普遍使用的是实心焊丝。对埋弧焊所用焊丝的要求，与焊条的焊芯基本相同。常用的焊丝直径有2，3，4，5和6mm等。焊丝在使用时表面要清洁，不应有氧化皮、铁锈及油污等杂质。二、焊剂1.焊剂的作用（1）焊接时熔化的焊剂产生气体和熔渣，有效地保护电弧和熔池，防止空气中氮、氧等有害气体侵入熔池。（2）对焊缝金属渗合金，改善焊缝的化学成分，提高其力学性能。（3）改善焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧，脱渣容易，焊缝成形美观。2.焊剂的分类（1）焊剂按制造方法不同主要有熔炼焊剂和烧结焊剂。熔炼焊剂是将原料混合后入炉熔炼，经水冷粒化、烘干而成。（2）焊剂按化学成分不同有高锰焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂等，并可根据焊剂中二氧化硅和氟化钙的含量高低，分成不同的类型。3.焊剂的牌号（1）熔炼焊剂牌号的表示方法焊剂牌号表示为“HJ×××”，HJ后面有三位数字。1）第一位数字表示焊剂中氧化锰的平均含量。2）第二位数字表示焊剂中二氧化硅、氟化钙的平均含量。3）第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号。（2）烧结焊剂的牌号表示方法焊剂牌号表示为“SJ×××”，SJ后面有三位数字，具体内容如下：1）第一位数字表示焊剂熔渣的渣系类型。2）第二、第三位数字表示同一渣系类型焊剂中的不同牌号，按01，02，…，09顺序排列。4.焊剂的型号（1）字母“F”表示焊剂。（2）字母后第一位数字表示焊丝—焊剂组合的熔敷金属抗拉强度的最小值。（3）第二位字母表示试件的热处理状态。“Ａ”表示焊态，“Ｐ”表示焊后热处理状态。（4）第三位数字表示熔敷金属冲击吸收功不小于27J时的最低试验温度，短划“-”后面表示焊丝牌号。三、焊剂与焊丝的选配§7-4埋弧焊工艺一、埋弧焊焊接参数1.焊接电流焊接电流对焊缝成形的影响ａ)影响规律ｂ)焊缝成形的变化H—焊缝厚度c—焊缝宽度h—余高2.电弧电压电弧电压对焊缝成形的影响ａ)影响规律ｂ)焊缝成形的变化H—焊缝厚度c—焊缝宽度h—余高电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素，为了获得良好的焊缝成形，焊接电流必须与电弧电压进行良好的匹配。3.焊接速度焊接速度对焊缝成形的影响4.焊丝直径当焊接电流不变时，随着焊丝直径的增大，电流密度减小，电弧吹力减弱，电弧的摆动作用加强，使焊缝宽度增加而焊缝厚度减小；焊丝直径减小时，电流密度增大，电弧吹力增大，使焊缝厚度增加。故用同样大小的电流焊接时，小直径焊丝可获得较大的焊缝厚度。5.焊丝伸出长度一般将导电嘴出口到焊丝端部的长度称为焊丝伸出长度。当焊丝伸出长度增加时，则电阻热作用增大，使焊丝熔化速度增快，以致焊缝厚度稍有减少，余高略有增加；伸出长度太短，则易烧坏导电嘴。焊丝伸出长度随焊丝直径的增大而增大，一般在15~40mm之间。6.焊丝倾角焊丝倾角对焊缝成形的影响ａ)焊丝后倾ｂ)焊丝前倾ｃ)焊丝后倾角对焊缝厚度及焊缝宽度的影响7.焊件倾斜焊件倾斜对焊缝成形的影响ａ)上坡焊ｂ)上坡焊工件斜度的影响ｃ)下坡焊ｄ)下坡焊工件斜度的影响8.装配间隙与坡口角度当其他焊接工艺条件不变时，焊件装配间隙与坡口角度的增大，使焊缝厚度增加，而余高减少，但焊缝厚度加上余高的焊缝总厚度大致保持不变。因此，为了保证焊缝的质量，埋弧焊对焊件装配间隙与坡口加工的工艺要求较严格。二、埋弧焊技术1.对接焊缝焊接技术（1）Ｉ形坡口预留间隙双面埋弧焊（2）开坡口预留间隙双面埋弧焊环缝埋弧焊焊丝偏移位置示意图2.角焊缝焊接技术（1）船位焊船位焊时由于焊丝为垂直状态，熔池处于水平位置，容易保证焊缝质量。（2）平角焊当工件不便采用船位焊时，对角焊缝采用平角焊的方法，即焊丝倾斜。三、高效埋弧焊技术1.多丝埋弧焊双丝埋弧焊原理图ａ)纵列式ｂ)横列式ｃ)直列式多丝埋弧焊与常规埋弧焊相比具有焊接速度快、耗能低、填充金属少等优点。2.带极埋弧焊带极埋弧焊原理图１—电源２—带极３—带极送进装置４—导电嘴５—焊剂６—渣壳７—焊道８—焊件3.窄间隙埋弧焊厚板对接时，焊前不开坡口或只开小角度坡口，并留有窄而深的间隙，采用埋弧焊而完成整条焊缝的高效率焊接方法称为窄间隙埋弧焊。由于窄间隙埋弧焊避免了常规埋弧焊焊接厚板（50mm以上）时须开Ｖ形或Ｕ形坡口，致使焊接层数多、填充金属量大、焊接时间长及焊接变形大，且难以控制等缺点。