机械制造实训教程 教学课件 作者 王贤涛 尹念东 第八章 焊 工.ppt

第八章　焊　　工 8.1　概　　述 焊接是将两个分离的金属体，在相互接触处进行局部加热、加压或既加热又加压，使之成为一个整体的加工方法。 作为不可拆卸的连接方法，在焊接被广泛应用以前，主要是用铆接来连接金属结构件，如图所示。 焊接时，经加热熔化后而冷却凝固的部位，称为焊缝。 被焊的金属体，称为母材（或称母体金属）。 两个金属体连接处，称为焊接接头，它由焊缝及焊缝附近受热影响的区域组成，如图所示。 【实训操作与思考】 了解焊接件的焊缝形式和铆接件的铆接过程。 8.2　手工电弧焊 手工电弧焊是利用在焊条与焊件之间产生的电弧热量，使焊条和焊件金属熔化后成为一体，从而获得牢固连接的一种手工操作的焊接方法。 １．焊接过程与焊接电弧 手弧焊的焊接过程如图所示。 焊接前，先将工件和焊钳通过导线分别接到电焊机的两极上，并用焊钳夹持焊条 焊接时，先将焊条与工件瞬间接触，造成短路。 然后快速稍微提起焊条，并使焊条与工件保持很小的距离，这时，在焊条与工件之间便产生了电弧。 电弧热将工件接头处和焊条端部熔化，形成一个熔池。 随着焊条沿焊接方向向前移动，新的熔池不断产生，原先的熔池则不断地冷却、凝固，形成焊缝，从而使分离的工件连成整体。 焊接电弧是在焊条与工件之间的气体介质中长时间而剧烈的放电现象。焊接电弧由阴极区、弧柱区和阳极区三部分组成，如图所示。 由于焊接过程中正极与负极上的热量不同，所以用直流电进行焊接时，有正接和反接两种接线方法。 当工件接正极，焊条接负极时称正接法，这时电弧中的热量大部分集中在工件上，这种接法多用于焊接较厚的工件 若工件接负极，焊条接正极则称反接法，用于焊接较薄的钢制工件和有色金属件等。 而在使用交流电进行焊接时，由于电弧极性瞬时交替变化，因此，在焊条与工件上的热量和温度分布是相等的，不存在正接或反接问题。 ２．电弧焊的设备和工具 手工电弧焊的主要设备是电焊机。 按输入电源的种类不同，电焊机分为交流和直流两大类。 （１）交流电焊机。交流电焊机供给焊接电弧的电流是交流电。它实际上是一个符合焊接要求的降压变压器。其输出电压与普通变压器的输出电压不同，随输出电流（负载）的变化而变化。 开机空载（不焊接）时，电焊机的电压为６０～８０Ｖ，既能满足顺利引弧的需要，对人身也比较安全。 引弧以后，电压会自动下降到电弧正常工作需要的２０～３０Ｖ。当引弧开始时，焊条与工件接触形成短路，电焊机的电压会自动降到趋近零，从而使短路电流不致过大。 它还可根据焊接的需要，调节电流的大小。 调节电流一般分两级： 一级是粗调，通过改变线圈抽头的接法来实现电流的大范围调节； 另一级是细调，通过旋转调节手柄以改变电焊机内可动铁心或可动线圈的位置使电流调到焊接所需的数值。 交流电焊机结构简单，价格便宜，使用可靠，维修方便，工作噪声小；缺点是焊接时电弧不够稳定。 （２）直流电焊机。直流电焊机供给焊接电弧的电流是直流电。是由交流电动机直流电焊发电机组成的（见图）。 电动机带动发电机旋转，直流发电机则发出满足焊接要求的直流电，其空载电压为５０～８０Ｖ，工作电压为３０Ｖ左右，电流调节也分粗调和细调两级。 直流电焊机的特点是能够得到稳定的直流电，因此引弧容易，电弧稳定，焊接质量较好。 但是结构复杂，价格比交流电焊机贵得多，维修较困难，使用时噪声大。 在焊接质量要求高或焊接薄碳钢件、有色金属、铸铁和特殊钢件时，宜采用直流电焊机。 目前应用最广泛的是硅整流电焊机，它是一种新型的直流电焊机。 其结构相当于在交流电焊机上加上整流器（由大功率的硅整流元件组成），从而把交流电变成直流电。 它既弥补了交流电焊机电弧稳定性不好的缺点，又比一般直流电焊机的结构简单，维修容易，噪声小。 （３）对手弧焊机的基本要求。为了便于起弧，保证在焊接过程中电弧的稳定燃烧，电焊机应满足以下基本要求。 ①要有较高的空载电压，以便于引弧。通常控制在50～90Ｖ之间，以保证工作安全。 ②短路电流不能太大。因引弧时总是先有短暂的短路，短路电流过大，会引起电焊机的过载，甚至损坏。一般短路电流不超过工作电流的1.5。 ③焊接过程电弧要稳定。因在工作过程中，电弧受到频繁的短路和弧长变化的干扰，所以要求电焊机在弧长受到干扰时能自动地、迅速地恢复到稳定燃烧状态，使焊接过程稳定。 ④焊接电流可以调节。以便焊接不同材料和厚度的工件。 ３．手弧焊工具 进行手弧焊时必需的工具有：夹持焊条的焊钳，保护操作者眼睛免于灼伤的面罩，保护皮肤的手套和工作服，清除焊缝表面及渣壳的清渣锤和钢丝刷等。焊条是由焊芯和药皮（或称涂料）所组成，如图所示。 焊芯是一根具有一定直径和长度的金属丝。焊接时焊芯的作用： 一是作为导电电极，产生电弧； 二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝。 焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量，所以焊芯是由炼