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如下图
4.2接头清理:
为了易于引弧、稳定电弧的燃烧和保证焊缝质量,在焊接前将工件接头处的铁锈、油污及污物等清理干净。
4.3焊缝形式及形状尺寸:
(1)焊缝形式
1.1按照焊缝的结合形式划分:
对接焊缝、角焊缝、槽焊缝、塞焊缝和端接焊缝
1.1.1对接焊缝:
在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝。
1.1.2角焊缝:
沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。
1.1.3端接焊缝:
构成端接接头所形成的焊缝。
1.1.4槽焊缝:
两板相叠,其中一块开长孔。
在长孔中焊接两板的焊缝,只焊角焊缝不称槽焊。
1.1.5:
塞焊缝:
两板相叠,其中一块开圆孔。
在圆孔中焊接两板的焊缝,只焊角焊缝不称塞焊。
1.2按照焊缝的空间位置:
按照焊缝在空间的位置不同,有平焊、立焊、横焊、仰焊。
平焊操作容易,焊接质量易于保证,故一般应该尽量的把焊缝放在平焊位置进行施焊。
在进行立焊、横焊、仰焊时,由于重力的作用,使熔化的金属向下滴落而造成施焊困难因尽量的避免,如果确需采用这些位置的焊接,因选用小直径的焊条或者较小的电流及短的电弧等措施进行施焊。
1.3按照焊缝断续情况:
分为连续焊缝和断续焊缝
1.3.1断续焊缝又分为:
交错式和并列式(焊缝尺寸除注明焊角K外,还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度L和间距e,并以符号Z表示交错式焊缝)
4.4焊缝的形状尺寸:
(焊缝宽度、余高、熔深、焊缝厚度、焊脚、焊缝形成系数、熔合比)
4.4.1焊缝宽度:
焊缝表面与母材的交界处焊趾,焊缝表面两焊趾之间的距离。
4.4.2余 高:
超出母材表面焊趾连线的那部分焊缝金属的最大高度。
4.4.3熔 深:
在焊接接头横截面上,母材或前道焊缝熔化的深度。
4.4.4焊缝厚度:
在焊缝横截面中,从焊缝正面到焊缝背面的距离。
4.4.5焊 脚:
角焊缝的横截面中,从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离。
4.4.6焊缝形成系数:
熔焊时,在单道焊缝截面上焊缝宽度和焊缝厚度的比值,该系数小表示焊缝窄而深,这样的焊缝容易产生气孔和裂纹,所以焊缝形成系数应该保持一定的数值。
4.4.7熔化比:
熔焊时,被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。
4.5确定焊接规范:
正确的选择焊条直径、焊接电流、焊接速度。
尽量的使用短电弧焊接,电弧过长会引起燃弧的不稳定,金属飞溅较大及易产生气孔等缺陷。
4.5.1焊条直径:
焊条直径要根据工件厚度、接头形式、焊缝位置来选择。
为了提高工作效率,尽可能的选用直径较大的焊条。
对于多层焊接,焊第一层时应采用直径较小的焊条施焊。
4.5.2焊接电流:
①极性(正负极)碱性焊条一般采用直流反接(工件接负极);
酸性焊条一般采用交流或直流正接。
(1)焊接电流主要根据焊条直径来选择。
平焊低碳钢:
D=3~6mmD焊条直径
焊接电流与焊条直径的关系:
I=(30~55)d(单位:
A) 电流过大则焊条易烧红致使药皮失效,电流过小则会出现焊不透,而且工作效率低。
焊接电流大小,主要依据焊件厚度、接头型式、焊接位置,依据焊条型号、焊条直径来选择。
立焊、横焊、仰焊时,焊接电流要比平焊电流小10%~20%.不锈钢焊条、合金钢焊条因电阻大,热膨胀系数较高,焊接电流大时,焊条会因发红使药皮脱落,影响焊接质量。
在施焊中,焊接电流要相应减小。
②焊条直径及焊接电流选择见表1和表2。
表1焊条直径选择
焊件厚度/mm
≤4
4~12
>
12
焊条直径/mm
1.6~3.2
3.2~4.0
≥4.0
表2焊接电流选择
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.0
焊接电流/A
30~40
50~65
50~80
100~130
160~210
200~270
240~300
注:
立、仰、横焊时,比平焊电流小10%~20%。
(2)电弧电压:
由电弧长度决定(即焊条焊芯端部与熔池之间的距离)。
电弧长,电弧电压高,电弧燃烧不稳定;
熔深减小,飞溅增加,且保护不良,易产生焊接缺陷;
电弧短,电弧电压低。
操作时采用短电弧,一般要求电弧长度不超过焊条直径。
4.5.3焊接速度:
在保证焊透并且焊缝高低、宽窄一致的前提下,尽可能的快速施焊。
一般工件越薄、焊速应越大。
5、操作方法
5.1引弧 常用划擦法,将焊条端部与焊件表面作划擦接触,然后迅速提起,保持2~4mm的距离,即可引燃电弧。
5.2运条 运条由三个基本运动合成,电弧焊时,焊条除了沿其轴线向熔池送进和沿焊缝作横向摆动和沿焊缝移动。
对较长的焊缝,焊前先将焊件两端点固,以防尾部张开使焊缝变宽。
5.2.1运条手法:
(1)直线形运条法:
采用直线形运条法焊接时,应保持一定的弧长,焊条不摆动并沿焊接方向移动。
此种运条手法适用于3~5mm厚度的不开坡口的板材对接平焊和多层焊的第一层焊道。
由于焊条不作横向摆动,所以熔深较大,且焊缝宽度较窄。
(2)直线往返形运法:
焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动。
主要适用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。
其特点是焊接速度快,焊缝窄,散热快。
(3)锯齿形运条法:
焊条末端作锯齿形摆动并向前移动,在两边稍停片刻,以防产生咬边缺陷。
这种手法操作容易、应用较广,多用于比较厚的钢板的焊接,适用于平焊、立焊、仰焊的对接接头和立焊的角接接头。
(4)月牙形运条法:
焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动,并在两边的适当位置作片刻的停留,以使焊缝边缘有足够的熔深,防止产生咬边的缺陷。
此法适用于仰焊、立焊、平焊位置以及需要比较饱满焊缝的地方。
优点:
能够使金属熔化良好,而且有较长的保温时间,熔池中的气体和熔渣容易上浮到焊缝的表面,有利于获得高质量的焊缝。
(5)三角形运条法:
焊条末端作连续的三角形运动,并不断的向前移动。
按适用范围不同,可分为斜三角形和正三角形两种运条方法。
其中斜三角形运条法适用于焊接T形接头的仰焊缝和横焊缝。
其特点:
能够通过焊条的摆动控制熔化金属,促使焊缝成形良好。
正三角形运条法仅适用于开坡口的对接接头和T形接头的立焊。
一次能焊出较厚的焊缝断面,有利于提高效率,而且焊缝不易产生夹渣等缺陷。
(6)圆圈形运条法:
焊条末端连续作圆圈运动,并不断向前移动。
这种运条方法又分为正圆圈和斜圆圈两种。
正圆圈运条法只适用于焊接较厚的工件的平焊缝。
能够使金属有足够高的温度,有利于气体从熔池中逸出,可防止焊缝产生气孔。
斜圆圈运条法适用于T形接头的横焊(平角焊)仰焊以及对接接头的横焊缝,特点:
可控制金属不受重力影响,能防止金属液体下淌,有助于焊缝的形成。
5.3收尾
电弧中断和焊接结束时,应把收尾处的弧坑填满。
如果收尾时立即拉断电弧,则会形成比焊件表面低的弧坑。
在弧坑处常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
收尾动作有以下几种:
(1)划圈收尾法:
焊条移至焊缝终点时,作圆圈运动,直到填满弧坑再拉断电弧。
主要适用于厚板焊件的收尾。
(2)反复断弧收尾法:
焊条在弧坑处反复息弧、引弧直到弧坑填满为止。
适用于薄板和大电流焊件,但是碱性焊条不宜采用,及其容易产生气孔。
(3)回焊收尾法:
焊条移至焊缝收尾处立即停止,并改变焊条角度回焊一小段。
适用于碱性焊条。
五、焊件缺陷:
见列表(5)
缺陷名称
特征
产生的主要原因
未焊透
焊件与熔敷金属在根部或者层间
未全部焊合
2、电流太小,焊速太快。
3、坡口角度尺寸不对。
焊
穿
焊缝某处有自上而下的表面不平整的通洞
1、电流过大,间隙过大。
2、焊速过低,电弧在焊缝处停留时间过长。
夹
渣
焊缝内部或者多层焊间有非金属夹渣
1、坡口角度过小;
2、焊条质量不好;
3、除锈清渣不彻底;
气
孔
焊缝的表面或者内部有大小不等的孔
1、焊条受潮生锈,药皮变质、剥落;
2、焊缝未彻底的清理干净;
3、焊速太快,冷却太快;
裂
纹
在焊缝或者近缝区的焊件表面或者内部产生横向或者纵向的裂纹
1、选材不当,预热、缓冷不当;
2、焊件顺序不当;
3、结构不合理,焊缝过于集中。
六 电焊条 由焊丝和药皮组成,它对焊缝质量有较大的影响。
6.1焊丝:
焊丝既是产生电弧的电极,又是焊缝的填充金属,因此对焊丝的金属化学成分应该有一定的要求。
焊件和焊条的金属成分应尽可能的相近。
焊条的直径就用焊丝的直径表示,常用的为3~5mm,长度为350~450mm。
6.2药皮:
药皮的作用是稳定电弧燃烧,防止焊缝金属的氧化和补充烧损的合金元素等,从而保证焊缝良好的机械强度。
焊条药皮的种类:
按照药皮熔化后的熔渣特性可以分为酸性和碱性两大类。
药皮熔渣中酸性氧化物多的称为酸性焊条,反之为碱性焊条。
6.3电焊条的牌号:
用汉字加三位数字来表示。
例如:
碱性焊条“结422”“结”表示结构钢用的焊条,前两位数字表示焊缝达到的最低抗拉强度极限值。
σb≥42Kg/mm2.
(船用焊条除外)
一个焊条牌号由六部份组成。
例如CHE507CrNiFe13可分割为:
1。
(CH)二个字母,大西洋产品代号。
2。
(E)一个字母,焊条种类。
3。
(50)二个数字,熔敷金属强度或合金类型。
4。
(7)一个数字,药皮类型及电流种类。
5。
(CrNi)1~2字母,附加合金元素或焊条特性。
6。
(Fe13)字母+二个数字,焊条名义效率。
1.CH:
大西洋产品代号
2.焊条种类:
(见表1)
①焊条种类表1
记号
焊条名称
E
碳钢焊条、低合金钢焊条
L
低温用低合金钢焊条
S
铬镍奥氏体不锈钢焊条
H
耐热用低合金钢及不锈钢焊条
K
铬不锈钢焊条
C
铸铁焊条
N
镍及镍合金焊条
R
堆焊焊条
Cu
铜及铜合金焊条
②熔敷金属强度及合金类型:
表2
记号
数字
强度(MPa)
主要合金类型
备注
42
б0.2≥330бb≥420
(S)
Mn-Si
50
≥400≥490
≥390≥490
Mn-Si(Ni)
55
≥440≥540
Mn-Si-Mo
60
≥490≥590
Mn-Si-Mo(Ni)
70
≥590≥690
75
≥640≥740
Mn-Si-Ni-Mo
80
≥690≥780
Mn-Si-Mo-V-Ni
85
≥740≥830
Mn-Si-Ni-Mo-V-Cr
1×
Mo~0.5%
第二位数字(×
)
表示同一类型中的不同牌号
2×
Mo~0.5%Cr~0.5%
3×
Mo0.5~1%Cr~2%
4×
Mo~1%Cr~2.5%
5×
Mo~0.5%Cr~5%
7×
Mo~1%Cr~9%
8×
Mo~1%Cr~11%
普通常温用
6.4 电焊条的分类方法很多,可分别按用途、熔渣的碱度、焊条药皮的主要成分、焊条性能特征等不同角度对电焊条进行分类。
6.5焊条型号与牌号
6.6
(1)焊条的牌号
6.7 以结构钢为例:
牌号,编制法。
结XXX,结为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:
代表焊缝金属抗拉强度。
6.8
(2)焊条的型号
6.9 焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。
EXXX,以结构钢为例,型号编制法为字母“E”表示焊条,第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度,第三位数字表示焊条的焊接位置,第三、四位数字表示焊接电流种类及药皮类型。
6.10(3)焊条型号的表示方法:
铸铁焊条用Z开头表示、低温钢镍合金焊条用WNi表示、耐热钢焊条用R表示、堆焊焊条用D表示、铬不锈钢焊条用GA表示、特种焊条用TS表示、银基焊条用HL表示、铜及铜合金焊条用T表示、铝及铝合金焊条用L表示、气焊条用HS表示。
4.焊条的分类
根据不同情况,电焊条有三种分类方法:
按焊条用途分类、按药皮的主要化学成分分类、按药皮熔化后熔渣的特性分类。
按照焊条的用途,有两种表达形式,一为原机械工业部编制的的,可以将电焊条分为:
结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。
二为国家标准规定,为碳钢焊条,低合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。
二者没有原则区别,前者用商业牌号表示,后者用型号表示。
如果按照焊条药皮的主要化学成分来分类,可以将电焊条分为:
氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。
如果按照焊条药皮熔化后,熔渣的特性来分类,可将电焊条分为酸性焊条和碱性焊条。
酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物,如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等。
碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物,如大理石、萤石等。
电焊条大类的划分
焊条型号序 号
焊条分类
型号代号
国家标准
焊条牌号代号
焊条分类(按用途分类)
牌号代号汉字(字母)
1
2
碳钢焊条
低合金钢焊条
E
GB/T5117—95
GB/T5118—95
3
结构钢焊条
钼及铬钼耐热钢焊条
低温钢焊条
结(J)
热(R)
温(W)
不锈钢焊条
GB/T983—95
4
⑴铬不锈钢焊条
⑵铬镍不锈钢焊条
铬(G)
奥(A)
5
6
7
8
堆焊焊条
铸铁焊条
镍及镍合金焊条
铜及铜合金焊条
铝及铝合金焊条
-
ED
EZ
ENi
TCu
TAl
GB/T984—85
GB/T10044—88
GB/T13814—92
GB/T3670—83
GB/T3669—83
9
10
特殊用途焊条
堆(D)
铸(Z)
镍(Ni)
铜(T)
铝(L)
手工电弧焊的基本原理
手工电弧焊是利用焊条与焊件之间的电弧热,使焊条金属与母材熔化形成缝的一种焊接方法。
焊接时,母材为一电极,焊条为另一电极。
电弧是在焊条—母材之间的空隙内通过外加电压引燃。
手工电弧焊的安全注意事项
1、防止触电:
弧焊机外壳应接地,焊把与焊钳间应绝缘良好。
2、避免弧光烧伤:
电弧中较强的紫外线与红外线对人体有害,操作者应穿好工作服,戴好面罩和手套后方可施焊。
3、防止烫伤:
焊件在焊后必须用钳子夹持,应注意敲渣方向,避免熔渣烫伤。
4、注意通风:
施焊场地要通风良好,防止或减少焊接时从焊条药皮中分解出来的有害气体。
5、保护焊机:
焊钳切不可放置在工作台上、停止焊接时,应关闭电源
手工电弧焊的职业危害及安全措施
1.手工电弧焊的危害由于手工电弧焊机利用的能源是电,同时电弧在燃烧过程中产生高温和弧光,焊条药皮在高温下产生有害气体和烟尘,所有这些,都造成手工电弧焊操作过程中产生不安全因素。
在...
1.手工电弧焊的危害
由于手工电弧焊机利用的能源是电,同时电弧在燃烧过程中产生高温和弧光,焊条药皮在高温下产生有害气体和烟尘,所有这些,都造成手工电弧焊操作过程中产生不安全因素。
在焊接作业中产生的弧光、烟尘、有毒气体、灼烫、火灾、触电构成电弧焊六大职业危害。
(1)触电手工电弧焊的操作人员接触电的机会较多。
更换焊条时,焊工的手要直接接触电极;
如遇电器故障、防护用品缺陷、违反操作规程等,就可能发生触电事故。
尤其在周围都是金属物体以及潮湿的环境中施焊,触电的机会更多,危险性更大。
在容器、管道内或金属构件中焊接时,四周都是导体,焊机的空载电压又大于安全电压,如果电器装置、防护用品有缺陷,或者违反安全操作规程等,都有可能发生触电事故。
(2)有害物质手工电弧焊时,金属和焊条、药皮在电弧高温作用下发生蒸发、冷凝和气化,产生大量有害烟尘;
这些烟尘是污染焊接环境的主要因素之一。
烟尘的主要成分有铁、铝、锰、铜、氢化锌、硅等,其中主要毒性物是锰。
焊工长期吸人这些金属粉尘,将引起尘肺、锰中毒等职业病。
同时,电弧周围的空气在弧光强烈辐射作用下,还会产生臭氧、氮氧化物等有毒气体。
在没有良好通风的环境下,焊接地点的空气中有毒气体含量高于国家标准几倍或几十倍,对人体危害极大。
尤其是电弧焊,会产生更多的臭氧。
在通风不良的条件下,长期接触这些有害物质,会引起危害健康的多种疾病。
特别是在化工设备、管道、锅炉、容器和船舱内焊接时,由于作业环境狭小,通风不良,焊接烟尘、有毒气体形成的浓度较高,危害就更大。
(3)弧光和电热伤害焊接时,电弧产生强烈的可见光和大量不可见的紫外线、红外线,容易灼伤眼睛和皮肤。
强烈的弧光对眼睛,皮肤等会产生急、慢性损伤。
电光性眼炎就是电弧焊式常见的一种职业病。
眼部受到弧光中的紫外线过度照射会引起角膜结膜炎,轻者眼部有异物感和轻度不适,重者眼部有烧灼感和剧烈的疼痛,并伴有畏光、流泪、脸痉挛等症状。
产生电弧灼伤的情况常见的有两种,一是焊接时电弧灼伤手或身体;
二是在焊机带负荷情况下操作焊机开关,电弧灼伤手或脸。
焊接时也容易发生热体烫伤的现象。
热体烫伤主要是熔化的金属飞溅、焊条头或炽热的焊件与身体接触造成的。
(4)火灾与爆炸一是高温电弧会使金属熔化、飞溅,如果周围有易燃易爆物,焊接热源会引起周围易燃物质燃烧或爆炸事故的发生;
二是二次回路通过易燃物质,由于自身发热或接触不良产生火花引起燃烧;
三是对燃料容器、管道施焊时防爆措施不当引起爆炸。
(5)其他伤害高温电弧使金属熔化、飞溅,很容易使人受到灼烫伤害;
焊接中为去除药渣而敲击焊缝时,未全部冷却的药渣很容易击伤眼睛;
在清除焊缝熔渣时,由于碎渣飞溅会刺伤或烫伤眼睛,焊接工件放置不稳会造成砸伤,登高焊接时不加强防护会发生高处坠落等。
2、手工电弧焊的安全措施
为了消除焊接中各种不安全、不卫生因素,做好电弧焊职业危害预防工作,应采取以下几个方面的预防措施。
①为避免弧光对人体的辐射,不得在近处直接用眼睛直接观看弧光或避开防护面罩偷看;
多台焊机作业时,应设置不可燃或阻燃的防护屏;
采用吸收材料用作室内墙壁饰面以减少弧光的反射;
保证工作场所的照明,消除因视线不清先点火后戴面罩的情况发生;
改革工艺,变手工焊为自动或半自动焊,使焊工可在远离施焊地点作业。
②为防止焊接灼烫应穿好工作服、工作鞋,戴好工作帽。
焊区周围要清洁,焊条堆放要集中,冷热焊条要分别摆放。
处理焊条渣时,领口要系好,戴好防护眼镜,减少灼烫伤事故。
③对金属烟尘和有害气体的防护,应根据不同的焊接工艺及场所选择合理的防护用品;
在技术措施上选择局部和全面通风方法;
在工艺上选用污染环境小或机械化、自动化程度高以及采用低尘低毒焊条等措施来降低烟尘浓度和毒性。
④为避免触电事故的发生,焊机接地及各接线点要接触良好;
电绝缘外套无破损;
改变焊机接头需要改接两次回线;
转移工作地点或更换焊条应戴好绝缘手套;
在金属容器或金属结构上以及狭小的工作场所焊接时,应采用橡胶垫,戴绝缘手套,穿绝缘鞋;
电焊钳外壳绝缘要可靠;
雨雪天不能在露天作业;
不得将自身、机器传动部分等作为焊接回路的一部分;
电焊设备安装、修理、检查由电工进行;
不得擅自拆修或更换保险丝。
3.安全操作要点
①在雨、雪天,不得进行露天施焊。
②在高处作业时,不准将焊接电缆放在电焊机上;
横跨道路的焊接电缆必须装在铁管内,防止被压破漏电。
电焊机与高处焊补作业点的距离要大于10m,焊机应有专人看管,以备紧急时立即拉闸断电。
③严禁将焊接电缆与气焊的胶管混在一起。
④二次电缆不宜过长,一般应根据工作时的具体情况而定。
⑤在施焊过程中,当电焊机发生故障而需要检查电焊机时,必须切断电源后才能进行。
禁止在通电情况下用手触动电焊机的任何部分,以免发生事故。
⑥在船舱内焊接时,应设法通风或两个人轮换操作。
⑦在容器内焊接时,应使用胶皮绝缘防护用具,并在附近安设一个电源开关,由助手专门负责看管和监护,同时要听从焊接操作人员指示,随时通断电源。
⑧在焊接时,不可将工件拿在手中或用手扶着进行焊接。
⑨连续焊接超过一小时后,检查焊机电缆,如温度达到80℃时,必须切断电源。
手工电弧焊电源种类
手工电弧焊按电源种类分为:
交流焊机、直流焊机
与交流电源相比,直流电源能提供稳定的电弧和平稳的熔滴过渡。
—旦
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