电弧焊接工艺.doc
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焊条电弧焊指用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法.电弧焊是指利用电弧作为热源的熔焊方法.焊条电弧焊是目前生产中应用最多、最普遍的一种金属焊接方法.焊接电弧是指由焊接电源供给的,具有一定电压的两电极间或电极与焊件间,在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。如下图所示。当焊条的一端与焊件接触时,造成短路,产生高温,使相接触的金属很快熔化并产生金属蒸汽。当焊条迅速提起2-4mm时,在电场的作用下,阴极表面开始产生电子发射。这些电子在向阳级高速运动的过程中,与气体分子、金属蒸汽中的原子相互碰撞,造成介质和金属的电离。由电离产生的自由电子和负离子奔向阳极,正离子则奔向阴极。在它们运动过程中和到达两极时不断碰撞和复合,使动能变为热能,产生了大量的光和热。其宏观表现是强烈而持久的放电现象,即电弧。焊接电弧焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。1)阴极区:在阴极的端部,是向外发射电子的部分。发射电子需消耗一定的能量,因此阴极区产生的热量不多,放出热量占电弧总热量的36%左右。2)阳极区:在阳极的端部,是接收电子的部分。由于阳极受电子轰击和吸入电子,获得很大能量,因此阳极区的温度和放出的热量比阴极高些,约占电弧总热量的43%左右。3)弧柱区:是位于阳极区和阴极区之间的气体空间区域,长度相当于整个电弧长度。它由电子、正负离子组成,产生的热量约占电弧总热量的21%左右。弧柱区的热量大部分通过对流、辐射散失到周围的空气中。电弧中各部分的温度因电极材料不同而有所不同。如用碳钢焊条焊碳钢焊件时,阴极区的温度约为2400k,阳极区的温度约为2600k,电弧中心的温度高达5000-8000k。焊接电弧的极性及应用:由于直流电焊时,焊接电弧正、负极上热量不同,所以采用直流电源时有正接和反接之分。所谓正接是指焊条接电源负极,焊件接电源正极,此时焊件获得热量多,温度高,熔池深,易焊透,适于焊厚件;所谓反接是指焊条接电源正极,焊件接电源负极,此时焊件获得热量少,温度低,熔池浅,不易焊透,适于焊薄件。如果焊接时使用交流电焊设备,由于电弧极性瞬时交替变化,所以两极加热一样,两极温度也基本一样,不存在正接和反接的问题。二,焊接过程中的电弧偏吹在正常焊接过程中,电弧的轴线总是沿着电极中心线的方向。即使焊条倾斜于工件时,仍有保持轴线方向的倾向。然而电弧是由气体电离构成的柔性导体。因此,受外力作用时,很容易发生偏摆。电弧偏吹使电弧燃烧不稳定,影响焊接质量。造成电弧偏吹的原因很多,主要有焊条偏心度过大、电弧磁场引起的磁偏吹,可以改变焊接接地线的位置或者是偏转焊钳的工作位置和方向,焊条电弧焊电源设备及工具(一)弧焊机按产生电流种类不同,可分为直流弧焊机和交流弧焊机两大类。(1)、交流弧焊机实际上是符合焊接要求的降压变压器,如图所示。它将220V或380V的电源电压降到60-90V(即焊机的空载电压),从而既能满足引弧的需要,又能保证人身安全。焊接时,电压会自动下降到电弧正常工作时所需的工作电压20-30V,满足了电弧稳定燃烧的要求。输出电流是交流电,可根据焊接的需要,将电流从几十安培调到几百安培。它具有结构简单、制造方便、成本低、节省材料,使用可靠和维修容易等优点,缺点是电弧稳定性不如直流弧焊机,对有些种类的焊条不适用。(2)、直流弧焊机又可分为两类:直流弧焊发电机和弧焊整流器。直流弧焊发电机是由交流电动机和直流发电机组成,如右图所示,电动机通过带动发电机运转,从而发出满足焊接要求的直流电。其特点是能得到稳定的直流电,因此,引弧容易,电弧稳定,焊接质量好,但是构造复杂,制造和维修较困难,成本高,使用时噪音大。因此,一般只用在对电流有特殊要求的场合.焊接工艺参数选择合适的焊接工艺参数,对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要.焊接工艺参数(焊接规范)是指焊接时,为保证焊接质量而选定的诸多物理量.1,焊接电源的种类和极性进行焊条电弧焊时采用的电源有直流电源和交流电源两类,根据焊条的性质进行选择焊接电源种类:交流、直流极性选择:正接、反接正接:焊件接焊机输出端正极,焊条接焊机输出端负极的接线方法。反接:焊件接焊机输出端负极,焊条接焊机输出端正极的接线方法。极性选择原则:碱性焊条常采用直流反接,否则,电弧燃烧不稳定,飞溅严重,噪声大,酸性焊条使用直流电源时通常采用直流正接。2、焊条直径焊条直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进行选择的。厚度较大的焊件,搭接和T形接头的焊缝应选用直径较大的焊条。对于小坡口焊件,为了保证底层的熔透,宜采用较细直径的焊条,如打底焊时一般选用Φ2.5mm或Φ3.2mm焊条。不同的焊接位置,选用的焊条直径也不同,通常平焊时选用较粗的Φ(4.0~6.0)mm