焊工工艺学-焊条电弧焊4-1.ppt

焊 条 电 弧 焊 §4-1 焊条电弧焊的原理及特点 焊条电弧焊的焊接回路 是由弧焊电源、电缆、焊钳、焊条、电弧和焊件组成。 一、焊条电弧焊的原理 在焊条末端和工件之间燃烧的电弧所产生的高温使药皮、焊芯及工件熔化，药皮熔化过程中产生的气体和熔渣，不仅使熔池和电弧周围的空气隔绝，而且和熔化了的焊芯、母材发生一系列冶金反应，使熔池金属冷却结晶后形成符合要求的焊缝。 二、焊条电弧焊的特点 1）操作灵活，适应性强。不规则的焊缝。凡焊条能够达到的地方都能进行焊接。 2）应用范围广，用于大多数工业用的金属和合金的焊接。选用合适的焊条可以焊接碳素钢、低合金钢、高合金钢、有色金属。而且可以焊接异种金属，㎏还可以铸铁焊补和各种金属材料的堆焊等。 3）易于分散焊接应力和控制焊接变形。可通过改变焊接工艺来减少变形和改善焊接应力的分布。 4）使用的设备比较简单，价格相对便宜且轻便。焊条电弧焊使用的交、直流焊机都比较简单，操作时不需要复杂的辅助设备，只需简单的辅助工具。且不需辅助气体防护。并具有较强的抗风能力。 1） 对焊工操作技术要求高。焊工培训费用大。焊条电弧焊的焊接质量，除靠选用合适的焊条、焊接工艺参数和焊接设备外，主要靠焊工的操作技术和经验保证。即焊条电弧焊的焊接质量在一定程度上决定了焊工操作技术。因此必须经常进行焊工培训。 2）劳动条件差。焊条电弧焊主要靠焊工的手工操作和眼睛观察完成全过程，焊工的劳动强度大，并且始终处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中。因此要加强劳动保护。 3）生产效率低。焊条电弧焊主要靠手工操作，并且焊接工艺参数选择范围较小，另外焊接时要经常更换焊条，并要经常进行焊道熔渣的清理，与自动焊相比，焊接生产率低。 4）不适于特殊金属及薄板的焊接。如活泼金属（ Ti、Nb、Zr等）和难熔金属（Ta、Mo等），这些金属对氧的污染非常敏感，焊条的保护作用不能防止这些金属氧化，焊接质量达不到要求，所以不能采用焊条电弧焊；对于低熔点金属如 Pb、Sn、Zn及其合金等，电弧的温度对其来讲太高，也不能采用焊条电弧焊。另外，焊条电弧焊的焊接工件厚度一般在1.5mm以上；1mm以下的薄板不适于焊条电弧焊。 §4-2 焊条 涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极叫电焊条，简称焊条。 在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号电焊条 焊条规格 1．焊芯 (1)焊芯的作用 ①作电极传导焊接电流，产生电弧。 ②焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。 （2）焊芯中各元素对焊接质量的影响 （3）焊芯的分类及牌号 根据GB《焊接用钢丝》标准规定，专门用于制造焊芯和焊丝的钢材，可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。 2. 药皮 定义：涂敷在焊芯表面的有效成分叫药皮。由几种或几十种成分。 （1）药皮的作用 1.机械保护作用 药皮熔化时产生气体和熔渣，可隔离空气，保护熔融金属。熔渣冷却后，在焊缝表面形成渣壳，可防止焊缝表面金属不被氧化并减慢焊缝的冷却速度，有利于熔池中气体逸出，减少产生气孔的可能性，并改善焊缝成形。 2.冶金处理渗合金作用 药皮中加有脱氧剂和合金剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，可减少氧、硫、磷等有害杂质，并添加有益元素，使焊缝金属获得符合要求的力学性能。 3.改善焊接工艺性能 通过调整药皮成分，可使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣、熔敷效率高，可适应全位置焊接需要 （2）药皮的组成 焊条药皮是由各种矿物类、铁合金和金属类、有机物类及化工产品等原料组成。 一种焊条药皮的配方，一般都由八九种以上的原料组成。 焊条药皮组成物的名称、成分及主要作用 注： 焊条药皮是由各种矿物类、铁合金和金属类、有机物类及化工产品等原料组成。 焊条药皮中的许多物质，往往同时可起几种作用。 例如： 大理石既有稳弧作用，又是造气剂和造渣剂。 锰铁、硅铁等既可作脱氧剂，又可作合金剂。 水玻璃虽主要作为黏结剂，但实际上也是稳 弧剂和造渣剂。 （3）焊条药皮的类型 高纤维素钠型：主要焊接一般低碳钢结构，也可打底焊及立向下焊。常用焊条为E4310、E5010 高钛钠型：用于焊接一般的碳钢结构，特别适合薄板结构，也可用于盖面焊。常用焊条为E4312 氧化铁型：用于焊接重要的低碳钢结构及强度等级较低的低合金钢结构。常用焊条为E4320、E4322 二、焊条的种类、型号及规格 1、焊条的分类 （1）根据焊条的用途可分为碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铝及铝合金、铜及铜合金、铸铁焊条、镍及镍合金等。 （2）按焊条药皮熔化后的熔渣特性分类： 可分为酸性焊条和碱性焊条。 1）酸性焊条 酸性焊条熔渣的主要成分是酸性氧化物（如SiO2、 TiO2 、Fe2