焊接学习知识.doc

焊接学习知识
一、 焊机正反接的选择
定义：1、正接：焊件接电源正极，焊条接电源负极的接法
2、反接：焊件接电源负极，焊条接电源正极的接法
焊接可以选择交流焊机，也可以选用直流焊机。使用直流焊机时有正接反接之分，要考虑所用焊条、施工设备的状况和焊接质量等因素。
对于普通结构钢焊条、酸性焊条可以交直流两用，当用直流焊机焊接薄板时以直流反接为好。厚板焊接一般可以使用直流正接，获得较大熔深，当然直流反接夜也可以，但是对于有坡口的厚板打底焊仍以直流反接为好。碱性焊条一般使用直流反接，这样可以减少气孔和飞溅。
不锈钢焊条以直流反接为佳。如果不具备直流焊机，质量要求有又不太高时可以用软钙型焊条用交流焊机。
铸铁件的补焊一般采用直流反接，焊时电弧稳定、飞溅小、熔深浅正好符合铸铁补焊需要低的稀释率以减少裂纹形成的要求。
埋弧焊可以用交流或直流电源焊接，根据产品焊接要求及焊剂型号选定如用镍锰低硅焊剂，必须选用直流电源焊接才能保证电弧的稳定性；用直流反接以减少气孔，获取较大熔深。
钨极氩弧焊焊接钢件、镍及其合金、铜及其合金只能用直流正接，原因在于如果用直流反接，钨极接正极温度高（70%）、发热多，钨极融化快，无法使电弧长期稳定燃烧，而且融化的钨落入熔池又会造成夹钨，降低焊缝质量。
融化极氩弧焊一般使用直流反接，不仅电弧稳定，而且焊铝时可以清楚焊件表面的氧化膜。
Co2气体保护焊为了保持电弧稳定、焊缝成型好，减少飞溅，一般采用直流反接但是在堆焊和补焊铸铁时，需要提高金属熔敷率并降低工件受热，多采用直流正接。
电弧气刨时为了减慢碳棒的消耗速度和获得较大的刨削量应采用正接。
二、 焊接材料
一） 焊条的组成：
1 焊芯：手工电弧焊时，焊芯既是电极又是填充金属
2 药皮：作用
1） 确保电弧的稳定燃烧，使焊接过程正常进行
2） 保护电弧和熔池，防止熔滴和熔池金属与空气接触而氧化
3） 进行冶金反应，通过向焊缝金属渗入合金元素，脱氧与去除硫、磷，控制焊缝金属的化学成份
4） 焊接时药皮成喇叭套筒状，保证熔滴顺利过渡有利完成焊接过程
二） 焊条分类
1、 按熔渣的碱度分：碱性焊条和酸性焊条
1） 碱性焊条：碱性焊条与强度级别相同的酸性焊条相比，其熔效金属延性和韧性高，扩散氢含量低，抗裂性强。因此设计或焊接工艺规定用碱性焊条时不能用酸性焊条替代。单碱性焊条的焊接工艺性差，对铁锈、水分、油污的敏感性大易生产气孔，放出有毒气体烟多。
如j507：j字开头的焊条第三位数代表药皮类型和电源类型。6、7都是碱性，6交直流均可，7只能用直流，如果是薄板或是不锈钢最好还是用反接法，工件相对热量低变形小。（j507焊低合金钢、16Mn之类；R507焊耐热钢；A507焊不锈钢）
2） 酸性焊条：焊接时易放出氧，所以对铁锈不敏感，工艺性能，焊缝成型好，但焊缝金属的冲击韧性低，抗裂性差。仰焊较困难，多用于交流电源。如J422，交直流均可但用直流逆变时电流调不好易产生夹杂和未熔合。J427的强度与J422相当，属于碱性焊条。
三） 、焊条的选择
1、 考虑母材的力学性能和化学成份
1)、等强性：对结构钢按钢材的强度等级选用。同种钢按等强原则；异种钢按强度较低一侧的钢选用
2）、等成分：焊缝金属的成份符合或接近母材的化学成份。不锈钢、耐热钢类焊条还应保证焊接接头的特殊要求
3）、等抗腐蚀性：对于不锈钢，熔效金属抗腐蚀性不低于母材，机械性能与母材相当
2、选用焊条要求适应于锅炉压力容器压力管道的工作条件
3、充分考虑锅炉压力容器压力管道的结构和制造条件，对于大厚度，形状复杂的焊件要选用抗裂性好的焊条
4、加强劳动保护，提高劳动生产率（如在密闭容器内焊接应选用低尘、低毒焊条，在性能满足前提下选用高效率铁粉焊条）
四）、焊接电流 I=（30~50）d d：焊条直径
焊接电流对焊缝质量影响很大，电流过大，易形成咬边、烧穿、过热、大量的飞溅以及成型不良等缺陷；而电流过小易造成气孔、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。在实际生产中，影响焊接电流大小的主要因素为焊条的直径和母材材质。
焊接电流系数大小取决于焊条性质，不锈钢焊条电阻值大易过热发红，应取较低的系数。
熔深H=Km*I
Km的数值取决于焊接方法、焊丝直径、电流种类等因素。
五）、电弧电压
电弧电压：电弧长，电压高；电弧短电压低，电弧长度过长电弧不稳定，对熔池金属的保护作用下降，易产生飞溅、气孔、咬边、未焊透等缺陷。因此，在焊接中在电弧燃烧稳定的基础上，应尽可能压低电弧。
六）焊条电弧焊操作技术
1、引弧、运条及收弧
1.1引弧：焊条电弧焊的引弧方法有划擦法和碰击法。
1.1.1划擦法：将焊条对准工件，像火柴一样在焊件表面轻微划擦，引燃电弧，然后将焊条立即提起2-4mm，使电弧稳定燃烧。
1.1.2碰击法：将焊条末端对准工件，手腕下弯，使焊条轻微接触一下焊件后迅速将焊条提起2-4mm，手腕放平，使电弧稳定燃烧。
1.2运条：运条同时有三个基本动作：直线动作、横向摆动动作及焊条送进动作。实际操作时，应根据熔池形状与大小变化，灵活的调整运条动作，使三者很好的协调，将熔池控制在所需的形状与大小范围内。
焊条的送进速度应与焊条的融化速度相等，否则会发生断弧或焊条粘在焊件上的现象。
焊条沿焊缝轴线方向移动逐渐形成焊缝，移动速度过快焊条及母材融化不均匀，焊道较窄，甚至会发生未焊透；移动速度过慢，会使焊道过高、过宽，母材发生过热，甚至发生烧穿现象。
焊条的横向摆动，是为了向焊件输入足够的能量，以保证熔池中气体、熔渣有足够的排出时间，并获得具有一定宽度的焊道或焊缝。焊条的运条方法大致有：直线运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、斜三角运条法、八字形运条法等。
三、 埋弧焊
一）、埋弧焊时各种直径的普通钢丝使用的电流
直径/mm
1.6
2.0
2.5
3
4
5
6
电流范围/A
115-500
125-600
150-700
200-1000
340-1100
400-1300
600-1600
一定电流值可以使用不同直径的焊丝。同一电流使用较小直径的焊丝时，可以获得加大焊缝熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时，宜选用较粗的焊丝。埋弧自动焊时，为保证焊缝质量，焊缝的熔宽和熔深一般要保持1.3-2之间的比例关系，电弧电压主要影响熔宽，焊接电流主要影响熔深。
四、 钨极氩弧焊
一）、钨极氩弧焊焊接材料
1、钨极特点：1）、电子发射能力强，形成稳定电弧；2）熔点沸点高，在电弧高温条件下不易蒸发和损耗；3）能承受较大电流，电极温升小；4）强度高耐磨性好。
纯钨极不耐用易损耗；钍钨极粉尘有放射性，磨削注意防护；铈钨极好
2、 铈钨极特点
1）、引弧容易，电弧稳定，适用于直流小电流焊接；2）电极弧柱压缩程度好，电弧束细长，热量集中；3）烧损率低，使用寿命长；4）放射性小
3、氩气特点
电离电位较高，引弧比较困难；氩气的导热率和热容量都较小，电弧热量不易损失，热量集中，能使电弧稳定燃烧
被焊金属
不锈钢
铝镁及其合金
耐高温合金
钛钼铌锆及其合金
氩气纯度
>99.7%
>99.9%
>99.95%
>99.98%
3、 供水系统：主要作用是冷却焊接电缆、焊炬和钨极。电流小于100A不需要水冷。
4、 喷嘴的形状对气流的运动有很大的影响，常见的喷嘴有圆弧型
五、 气焊火焰
一）、火焰种类：
1、中性焰 氧气:乙炔的混合比为1.1：1可燃气体完全燃烧。焰芯呈尖锥状，色白而明亮，轮廓清晰。其长度与混合气的流出速度有关，流速快焰芯就长反之则短。焰芯很亮但温度不算高约950℃；内焰，紧靠焰芯末端，呈杏核形，蓝白色，并带深蓝色线条，微微闪动。离开焰芯末端2~4mm左右温度最高约3150℃，气焊时主要利用这一部分火焰；外焰与内焰无明显界限，一般从颜色上来区分。外焰的颜色从内向外由蓝白色变为淡紫色和橙黄色。
中性焰由于内焰温度高，且具有还原性，能改善焊缝机械性能，时气焊中经常使用的火焰。一般低碳钢，低合金钢和有色金属材料的焊接基本上都采用中性焰。
2、碳化焰（还原焰）
焰芯，内焰，外焰三部分均很明显
焰芯灰白色，内焰淡白色，外焰橙黄色 最高温度不超过3000℃
存在过剩的碳微粒和氢，使焊缝含碳量增高，游离的氢也会进入焊缝产生气孔和裂纹，不能用于焊低碳钢和合金钢，只适用于高碳钢、铸铁或补焊以及硬质合金钢的堆焊。
2、 氧化焰
氧化焰中整个火焰和焰芯的长度都明显的缩短，只能看到焰芯和外焰两部分。焰芯呈蓝白色，外焰呈紫色，火焰挺直，带有“嘶嘶”的声音。氧气越大，火焰越短，响声越大，最高温度达3300℃。一般只适用于焊接黄铜，若用来焊钢，焊缝将产生大量氧化物和气孔，同时熔池会发生剧烈沸腾。
各种金属材料气焊时应采用的火焰
焊接材料
火焰种类
焊接材料
火焰种类
低碳钢
中性火焰
铬镍钢
中性焰
中碳钢
中性火焰
镀锌铁皮
氧化焰
低合金钢
中性火焰
高碳钢
氧化焰
铜（紫铜）
中性火焰
灰口铸铁及
可锻铸铁
中性焰
青铜
中性火焰
铝及铝合金
中性火焰
镍
中性焰
铅、锡
中性火焰
高速钢
碳化焰
不锈钢
中性火焰
蒙乃尔合金
碳化焰
黄铜
氧化焰
硬质合金
碳化焰
锰钢
氧化焰