第三章常用焊接方法.pptx

1常用的焊接方法常用的焊接方法 l埋弧焊、埋弧焊、l气体保护焊（气体保护焊（CO2、MIG、MAG、TIG）l电阻焊（电阻焊（ERW）了解一种焊接方法可以从以下几个方面入手：了解一种焊接方法可以从以下几个方面入手：原理原理特点特点应用应用对焊接材料的要求对焊接材料的要求焊接工艺焊接工艺 21 埋弧焊埋弧焊Submerged arc welding（SMAW）一、埋弧焊原理一、埋弧焊原理二、埋弧焊特点、应用二、埋弧焊特点、应用三、埋弧焊冶金过程三、埋弧焊冶金过程四、埋弧焊电弧控制四、埋弧焊电弧控制五、埋弧焊设备、焊接材料、焊接工五、埋弧焊设备、焊接材料、焊接工艺、常见缺陷艺、常见缺陷3一、埋弧焊原理一、埋弧焊原理 Welding Theory of SMAW埋弧焊是利用电弧作为热源的焊接方埋弧焊是利用电弧作为热源的焊接方法。法。埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧热使焊剂化焊剂覆盖下燃烧，电弧热使焊剂熔化形成熔渣泡，将液态熔池包围，熔化形成熔渣泡，将液态熔池包围，弧光不外露。弧光不外露。所用的金属电极是不间断送进的裸焊所用的金属电极是不间断送进的裸焊丝。丝。45焊接过程4个步骤：个步骤：l焊接电源在导电嘴和工件之间产生电弧焊接电源在导电嘴和工件之间产生电弧l焊丝由焊丝盘、送丝机构和导电嘴送入焊接区焊丝由焊丝盘、送丝机构和导电嘴送入焊接区l颗粒焊剂由焊剂斗经软管均匀敷到焊接区颗粒焊剂由焊剂斗经软管均匀敷到焊接区l行走小车带动焊丝及送丝机构、焊剂漏斗、焊接行走小车带动焊丝及送丝机构、焊剂漏斗、焊接控制盘等行走控制盘等行走 6焊缝形成过程 连续送进的焊丝在焊剂连续送进的焊丝在焊剂下引燃电弧下引燃电弧电弧热使焊丝、母材、电弧热使焊丝、母材、焊剂熔化蒸发，形成一焊剂熔化蒸发，形成一个空腔个空腔电弧在空腔内稳定燃烧电弧在空腔内稳定燃烧空腔底部是熔池，上部空腔底部是熔池，上部是液态熔渣，液态熔渣是液态熔渣，液态熔渣外部是焊剂外部是焊剂熔池凝固后形成焊缝熔池凝固后形成焊缝 7二、埋弧焊特点、应用二、埋弧焊特点、应用 feature application1、优点、优点（1）生产效率高：焊丝直径大，焊接电流高，电弧的熔深）生产效率高：焊丝直径大，焊接电流高，电弧的熔深能力焊丝的熔覆效率都比较高。能力焊丝的熔覆效率都比较高。ds为为46mm，dsmax8mm。单丝、单丝、8mm、810mm厚、对接接头，焊接速度可厚、对接接头，焊接速度可达达3050m/h=0.50.8m/min。热量大，单丝一次熔深可达热量大，单丝一次熔深可达20mm。（2）有利于焊缝成形：熔渣的作用）有利于焊缝成形：熔渣的作用8（3）熔池存在时间长：冶金反应充分、）熔池存在时间长：冶金反应充分、O、H、N少少（4）焊缝质量稳定：有渣壳保护，减少了焊缝中）焊缝质量稳定：有渣壳保护，减少了焊缝中O、H、N的含量，从而减少了产生气孔、裂纹的可能。的含量，从而减少了产生气孔、裂纹的可能。（5）工艺参数自动调节，对焊工技术要求不高。）工艺参数自动调节，对焊工技术要求不高。（6）劳动条件好：没有弧光辐射）劳动条件好：没有弧光辐射（7）抗风性能好：与其他弧焊方法比埋弧抗风能力好）抗风性能好：与其他弧焊方法比埋弧抗风能力好92、缺点、缺点（1）焊接位置受限制：只能平焊（焊剂的原因）焊接位置受限制：只能平焊（焊剂的原因）（2）只适用于长焊缝：灵活性差）只适用于长焊缝：灵活性差（3）不能直接观察电弧：需靠焊缝自动跟踪装置）不能直接观察电弧：需靠焊缝自动跟踪装置 来保证不会焊偏来保证不会焊偏（4）不适用于小电流、薄板：电场强度高，电流）不适用于小电流、薄板：电场强度高，电流 小于小于100A时，电弧的稳定性不好时，电弧的稳定性不好（5）一般电流大，不宜焊接板厚）一般电流大，不宜焊接板厚1.4g/ml 浮石状浮石状起泡颗粒、堆积比重起泡颗粒、堆积比重2 HJ2 低锰低锰 215 HJ3 中锰中锰 1530 HJ4 高锰高锰 30 HJ5陶质陶质HJ6 烧结烧结23焊剂牌号焊剂牌号 焊剂类型焊剂类型 w(SiO 2)()w(CaF2)()HJ1 低硅低氟低硅低氟 10 10 HJ2 中硅低氟中硅低氟 1030 30 10 HJ4 低硅中氟低硅中氟 30 1030 HJ7 低硅高氟低硅高氟 30 HJ8 中硅高氟中硅高氟 1030 30 第二位数字表示第二位数字表示SiO2的含量的含量焊剂焊剂HJ431 24牌号牌号成分类成分类型型组成成分（质量分数）组成成分（质量分数）(%)SiO2CaF2CaOMgOAl2O3MnOFeOK2O+Na2OSP其其他他HJ430高锰高高锰高硅低氟硅低氟3845596538471.80.100.10HJ431高锰高高锰高硅低氟硅低氟404436.55.555.7434.5381.80.100.10第三位数字表示同类焊剂的型号第三位数字表示同类焊剂的型号HJ430、HJ431用于低碳钢、低合金钢的焊接用于低碳钢、低合金钢的焊接焊剂焊剂HJ431 用途：重要低碳钢及低合钢，配焊丝用途：重要低碳钢及低合钢，配焊丝H08A，H08MnA，交直流，交直流252埋弧焊用焊丝埋弧焊用焊丝 u作为电极产生电弧，通过熔滴过渡到熔池与熔化的母材共同形成焊缝作为电极产生电弧，通过熔滴过渡到熔池与熔化的母材共同形成焊缝 过渡合金，保证焊缝的成分组织性能过渡合金，保证焊缝的成分组织性能u直径直径1.66mm，镀铜，镀铜，u耐腐蚀要求或核反应堆材料的焊接不允许镀铜，焊丝焊前应进行清理，除去耐腐蚀要求或核反应堆材料的焊接不允许镀铜，焊丝焊前应进行清理，除去油、锈等油、锈等u常用焊丝常用焊丝 如如H08A、H08MnAu焊丝和焊剂是配合使用的焊丝和焊剂是配合使用的 HJ430H08MnA或或H08A HJ431H08MnA或或H08A u选用原则：性能接近或成分接近（如不锈钢）选用原则：性能接近或成分接近（如不锈钢）263埋弧焊的冶金特点埋弧焊的冶金特点以以HJ430H08A为例：为例：u2FeSiO2 2FeO+Si 高温区，熔滴、熔池前沿发生高温区，熔滴、熔池前沿发生u2FeSiO2 2FeO+Si 低温区，熔池后沿发生低温区，熔池后沿发生u2FeMnO2 2FeO+Mn 高温区，熔滴、熔池前沿发生，高温时还原高温区，熔滴、熔池前沿发生，高温时还原Mnu2FeMnO2 2FeO+Mn 低温区，熔池后沿发生，低温区，熔池后沿发生，低温时消耗低温时消耗Mnu2CO2 2CO27u高温反应生成的高温反应生成的FeO大部分进入熔渣，少部分留在熔池中；大部分进入熔渣，少部分留在熔池中；u高温反应生成的高温反应生成的Si、Mn大部分留在熔池中，并且在熔池大部分留在熔池中，并且在熔池后沿发生还原反应，使得残留的少量的后沿发生还原反应，使得残留的少量的FeO重新被重新被Mn、Si还原，生成还原，生成MnO2 和和SiO2进入熔渣，进入熔渣，u焊缝中仍然有过渡的焊缝中仍然有过渡的Mn、Si。u过多的过多的Mn可能会形成低熔点共晶物可能会形成低熔点共晶物MnS，引起结晶裂纹，引起结晶裂纹倾向增大。所以倾向增大。所以Mn、Si量要合适。量要合适。284、气孔的产生和预防、气孔的产生和预防（1）CO气孔气孔u低温时在熔池后沿发生反应：低温时在熔池后沿发生反应：CFeOCOFeu如果焊缝中如果焊缝中Mn、Si的含量比较高，可拟制反应的进行，的含量比较高，可拟制反应的进行，减小气孔形成的可能减小气孔形成的可能uC降低也可以拟制反应的进行，减小气孔形成的可降低也可以拟制反应的进行，减小气孔形成的可能能u对于低碳钢：对于低碳钢：“HJ431H08A”的搭配，的搭配，CO气孔不是气孔不是主要问题。主要问题。29（2）H2气孔气孔u 埋弧焊的气孔问题主要是埋弧焊的气孔问题主要是H气孔的问题，来源水、油、锈等。气孔的问题，来源水、油、锈等。u 防止途径：杜绝来源、生成防止途径：杜绝来源、生成HF、OH，不溶于熔池，不溶于熔池u 生成生成HF：CaF2+3SiO22 Ca SiO3+SiF4 SiF4SiF+3F CaF2CaF+F 生成的生成的F很活泼，很容易与很活泼，很容易与H反应生成反应生成HF 但是但是HF有毒，对人体有害有毒，对人体有害 30u生成生成OH，进入熔渣：，进入熔渣：MnOHMnOH MgOHMgOH SiO2HSiOOH CO2HCOOH u实际生产中为防止气孔生成，采取降低焊接速度的方法也实际生产中为防止气孔生成，采取降低焊接速度的方法也是一种有效的方法是一种有效的方法 31四、埋弧焊设备、焊接技术、常见缺陷四、埋弧焊设备、焊接技术、常见缺陷1埋弧焊机埋弧焊机u埋弧焊机包括：埋弧焊机包括：u埋弧焊电源、埋弧焊电源、u控制系统、控制系统、u机械系统（送丝机构、行走小车、导电嘴、焊丝盘、焊机械系统（送丝机构、行走小车、导电嘴、焊丝盘、焊剂漏斗）、剂漏斗）、u辅助装备（焊接夹具、工件变位机、焊机变位设备、焊辅助装备（焊接夹具、工件变位机、焊机变位设备、焊缝成形装置、焊剂回收装置）缝成形装置、焊剂回收装置）32MZ-1-1000直流自动埋弧焊直流自动埋弧焊 1埋弧焊机埋弧焊机33342焊接技术焊接技术（1）焊前准备）焊前准备：1）坡口设计：）坡口设计：与其他焊接方法比，母材稀释率大，母材对焊缝与其他焊接方法比，母材稀释率大，母材对焊缝性能的影响大，坡口设计必须考虑。坡口加工可性能的影响大，坡口设计必须考虑。坡口加工可用刨边机、气割机、电弧气刨。用刨边机、气割机、电弧气刨。板厚板厚mmmm坡口坡口间隙间隙10mm）u热固化焊剂衬垫法热固化焊剂衬垫法 38（4）角焊缝的焊接）角焊缝的焊接 最好是变位到船形位置焊接，装配间隙要小于最好是变位到船形位置焊接，装配间隙要小于11.5mm，横角焊注意焊枪角度在，横角焊注意焊枪角度在2030。393埋弧焊常见缺陷埋弧焊常见缺陷（1）气孔）气孔：焊剂吸潮、焊剂覆盖不好、焊丝及接头部位被污染、焊剂焊剂吸潮、焊剂覆盖不好、焊丝及接头部位被污染、焊剂粘度过大、电弧磁偏吹都会引起气孔的产生。粘度过大、电弧磁偏吹都会引起气孔的产生。（2）裂纹：）裂纹：焊丝中焊丝中C、S、P含量超标、含量超标、Mn/S比不合适、母材杂质过比不合适、母材杂质过多、窄而深的焊缝形状、结构设计不合理焊接应力大，都多、窄而深的焊缝形状、结构设计不合理焊接应力大，都会引起结晶裂纹。焊剂吸潮、坡口清理不够、结构应力大会引起结晶裂纹。焊剂吸潮、坡口清理不够、结构应力大等都可能引起氢致裂纹。等都可能引起氢致裂纹。40（3）夹渣：）夹渣：与焊剂的脱渣性有关，与清渣工作也有很大关系，同时与与焊剂的脱渣性有关，与清渣工作也有很大关系，同时与焊接工艺有关。焊接工艺有关。