第四章起重机械焊接工艺及设备.docx
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第四章起重机械焊接工艺及设备
第四章焊接工艺及设备
第一节焊接接头形式及焊接符号
由两个或两个以上零件用焊接组合或已经焊合的接头,称为焊接接头。
焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。
一、焊接接头及坡口形式
焊接接头形式主要有对接接头、T型接头、角接接头、搭接接头4种。
其次还有十字接头、卷边接头、端接接头、锁接接头、套管接头等。
应用较多的主要是对接接头(如板—板对接、管—管对接),其次是T形接头,压力容器的裙式支座与筒体的连接,多属于搭接。
两焊件表面构成夹角在135~180°之间的接头,称为对接接头。
连接对接接头的焊缝形式可以是对接焊缝,也可以是角焊缝或对接与角接组合焊缝,但以对接焊缝居多。
对接焊缝的坡口形式主要有I型、V型、U型、X型坡口等。
常见对接接头形式如图4-1所示。
为保证厚度较大的焊件能够焊透,常将焊件接头边缘加工成一定形状的坡口。
坡口除保证焊透外,还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用,由此可以调整焊缝的性能。
坡口型式的选择主要根据板厚和采用的焊接方法确定,同时兼顾焊接工作量大小、焊接材料消耗、坡口加工成本和焊接施工条件等,以提高生产率和降低成本。
根据GB985-88规定,焊条电弧焊常采用的坡口形式有不开坡口(I形坡口)、Y形坡口、双Y形坡口、U形坡口等。
手工电弧焊板厚6mm以上对接时,一般要开设坡口,对于重要结构,板厚超过3mm就要开设坡口。
厚度相同的工件常有几种坡口型式可供选择,Y型和U型坡口只需一面焊,可焊性较好,但焊后角变形大,焊条消耗量也大些。
双Y型和双面U型坡口两面施焊,受热均匀,变形较小,焊条消耗量较小,在板厚相同的情况下,双Y形坡口比Y形坡口节省焊接材料1/2左右,但必须两面都可焊到,所以有时受到结构形状限制。
U型和双面U型坡口根部较宽,容易焊透,且焊条消耗量也较小,但坡口制备成本较高,一般只在重要的受动载的厚板结构中采用。
表4-1例举了气焊、手工电弧焊和气体保护焊焊缝坡口几种形式和尺寸的规定。
表4-1气焊、手工电弧焊和气体保护焊焊缝坡口形式和尺寸举例
焊件厚度/mm
名称
焊缝符号
坡口形式与坡口尺寸/mm
焊缝形式
焊缝标注方法
1~3
不开坡口(I形坡口)
b=0~1.5
3~6
b=0~2.5
3~26
Y形坡口
α=40°~60°;b=0~3;P=1~4
20~60
U形坡口
β=1°~8°;b=0~3;P=1~4;R=6~8;
从对接接头力学角度分析,它的受力状况较好,应力集中较小,能承受较大的静载荷或动载荷,接头效率高,是焊接结构应用最多的接头形式。
为保证焊接质量,减少焊接变形和焊接材料的消耗,需要把焊件的对接边缘加工成各种形式的坡口。
一般钢板厚度在6mm以下,可开I型坡口(即不开坡口,但重要结构厚度3mm时,就应开坡口)。
厚度6~26mm时,采用V型或Y型坡口。
厚度12~60mm,可开V型或双面Y型坡口,它可比单面V型或Y型坡口减少填充金属将近一半,焊后变形也较小。
U型或双面U型坡口的填充金属量更少,焊后变形更小,但加工困难。
T型接头是将一个焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头,为T型接头。
连接T型接头的焊缝形式有角焊缝、对接焊缝和组合焊缝。
坡口形式为单边V型、I型、K型、U型及带钝边J型坡口等。
T型接头如图4-2。
T型接头由于焊缝向母材过渡较急剧,接头在外力作用下内部应力分布极不均匀,特别是角焊缝,其根部和过渡处都有很大的应力集中。
因此这种接头承受载荷尤其是动载荷的能力较低。
对于重要的T型接头,必须开坡口并焊透,或采用深熔焊接,方可大大降低应力集中。
两焊件端部构成大于30°、小于135°夹角的接头,为角接接头。
其焊缝形式有对接焊缝、角焊缝,坡口形式有I型、Y型、单边Y型及K型坡口(双面单边V型坡口)。
搭接接头是指两焊件部分重叠在一起所构成的接头。
其焊缝形式有角焊缝、钎焊焊缝。
坡口形式有I型坡口、钎焊坡口。
这种接头的强度较低,尤其是疲劳强度,只用于不重要的结构。
不开坡口的搭接接头一般用于厚度12mm以下的钢板,其重叠部分长度由设计决定(通常L>2b1+2b2)。
当重叠钢板面积较大时,为保证强度可分别选用圆孔内塞焊或长孔内角焊的形式。
为了满足焊接工艺的需要,保证接头的质量,焊件需要用机械、火焰或电弧等方法开坡口。
选择坡口应注意焊接材料的消耗量、可焊到程度、坡口加工条件、焊接变形等。
同厚度的工件,采用双面V型坡口或Y型坡口比V型或Y型坡口可节省较多的焊接材料、电能和工时。
选择适当的坡口形式,配合合理的工艺,还可有效地减小焊接变形。
坡口的加工方法可根据工件尺寸、形状及加工条件选择,一般有几种方法。
一是I型坡口可在剪板机上剪切加工,然后用刨边机进行细加工。
二是用刨床或刨边机加工坡口,有时也可铣削加工。
三是车削,用车床或车管机加工坡口,适用于加工管子坡口。
四是热切割,用气体火焰或等离子弧手工切割或自动切割机加工坡口。
可切割出V型或Y型、双面Y型坡口,如球罐的球壳板坡口加工。
碳弧气刨,主要用于清理焊根时的开坡口,效率高,但劳动条件差。
铲削或磨削,用手工或风动工具铲削或使用砂轮机磨削加工坡口,效率很低,多用于缺陷返修时的开坡口。
二、焊缝与焊缝符号
焊缝是指焊件经焊接后所构成的结合部分。
组成焊缝的金属即焊缝金属。
焊缝的形状和质量将直接影响焊件或结构的性能。
按焊缝结合形式可分为对接焊缝和角焊缝两大类。
主要尺寸以焊缝高度、焊缝宽度和熔池深度来表示。
角焊缝是沿两直角或近直角零件的交线所焊接焊缝,主要尺寸以焊脚高度和焊缝厚度表示。
按焊缝在空间的位置,可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰焊缝4种。
图4-2焊缝标注方法a)焊缝b)焊缝正面标注方法c)焊缝剖面标注方法
第二节焊接电源
电弧:
一种强烈而持久的气体放电现象,正负电极间具有一定的电压,而且两电极间的气体介质应处在电离状态。
引燃焊接电弧时,通常是将两电极(一极为工件,另一极为填充金属丝或焊条)接通电源,短暂接触并迅速分离,两极相互接触时发生短路,形成电弧。
这种方式称为接触引弧。
电弧形成后,只要电源保持两极之间一定的电位差,即可维持电弧的燃烧。
电弧特点:
电压低、电流大、温度高、能量密度大、移动性好等,一般20~30V的电压即可维持电弧的稳定燃烧,而电弧中的电流可以从几十安培到几千安培以满足不同工件的焊接要求,电弧的温度可达5000K以上,可以熔化各种金属。
电弧组成:
阴极区、阳极区、弧柱区三部分,如图3-1所示。
图3-1 电弧的构造1-电极2-直流电源3-弧柱区4-工件5-阳极区6-阴极区
阴极区发射电子,因而要消耗一定的能量,所产生的热量占电弧热的36%左右;在阳极区,由于高速电子撞击阳极表面并进入阳极区而释放能量,阳极区产生的热量较多,占电弧热的43%左右。
用钢焊条焊接钢材时阴极区平均温度为2400K,阳极区平均温度为2600K。
弧柱区的长度几乎等于电弧长度,热量仅占电弧热的21%,而弧柱区的温度可达6000K~8000K。
弧焊电源:
焊接电弧所使用的电源称为弧焊电源,通常可分为四大类:
交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源和逆变弧焊电源。
直流正接:
采用直流焊机当工件接阳极,焊条接阴极时,称为直流正接,此时工件受热较大,适合焊接厚大工件;
直流反接:
当工件接阴极,焊条接阳极时,称为直流反接,此时工件受热较小,适合焊接薄小工件。
采用交流焊机焊接时,因两极极性不断交替变化,故不存在正接或反接问题。
电源是焊机的主要组成部分,是对焊接电弧提供能量的一种装置。
一、焊接电源及电特性
焊接电弧的引燃一般有两种方式:
即接触引弧和非接触引弧。
接触引弧是在弧焊电源接通后,电极与工件直接短路接触,随后拉开,从而把电弧引燃起来,这是最常用的引弧方式。
非接触引弧是指电极与工件之间存在一定的间隙,施加高电压击穿间隙,使电弧引燃。
非接触引弧需要引弧器才能实现。
电弧的电特性包括静特性和动特性。
电弧沿着其长度方向分为三个区域,见图4-4。
电弧与电源正极所接的一端成为阳极区,与负极相接的那端称为阴极区。
阳极区与阴极区之间的部分为弧柱区,或称正柱区、电弧等离子区。
由于阳极区与阴极区宽度很小,因此电弧长度可以认为近似等于弧柱长度。
弧柱部分的温度高达5000~50000K。
三个区的电压降分别称为阴极压降Ui、阳极压降Uy和弧柱压降Uz。
它们的总和组成了总的电弧电压Uf。
由于阳极压降基本不变,而阴极压降在一定条件下,基本也是固定的,弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比。
由此可见,电弧电压主要跟弧长相关。
图4-4电弧结构和电位分布
焊接电弧的静特性。
一定长度的电弧在稳定状态下,电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系,称为焊接电弧的静态伏安特性,简称静特性,可同下列函数表示:
Uf=f(If)
焊接电弧是非线性负载,即电弧两端的电压与通过电弧的电流之间不是成正比例关系。
当电弧电流从小到大在很大范围内变化时,焊接电弧的静特性近似呈U形曲线,故也称U形特性,如图4-5。
图4-5焊接电弧的静特性曲线
U形静特性曲线可看成由三段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)组成。
在Ⅰ段,电弧电压随电流的增加而下降,是下降特性段。
在Ⅱ段,呈等压特性,即电弧电压不随电流而变化,是平特性段。
在Ⅲ段,电弧电压随电流增加而上升,是上升特性段。
在阳极区,阳极压降Uy基本上与电流无关,Uy=f(If)为一水平线,见图4-6的曲线。
在阴极区,当电弧电流If较小时,阴极斑点的面积Si小于电极端部的面积。
这时,Si随If增加而增加,阴极斑点上的电流密度ji基本上不变。
这意味着阴极的电场强度不变,因而Ui也不变。
此时,Ui=f(If)为一水平线。
到了阴极斑点面积和电极端部面积相等时,If继续增加,则Si不能再扩张,于是ji也就随着增大了。
这势必造成增大,以加剧阴极的电子发射。
因此,Ui随If的增大而上升。
图4-6电弧各区域的压降与电流的关系图
在弧柱区,可以把弧柱看成是一个近似均匀的导体,其电压降可用下式表示:
UZ=IfRZ=If=jZ
式中,Rz为弧柱电阻;lz为弧柱长度;Sz为弧柱截面面积;rz为弧柱的电导率;jz为弧柱的电流密度。
可见,当弧柱长度一定时,电压降与电导率及电流密度有关,将Uz与If的关系分为ab、bc、cd三段来分析。
在ab段:
电弧电流较小,Sz随If的增加而扩大,而且Sz扩大较快,使jz降低。
同时If增加使弧柱温度和电离度增高,因而rz增大。
由上面的公式可以看出,jz减小和rz增大,都会使Uz下降,所以ab段是下降形状。
在bc段:
电弧电流大小,Sz随If成比例地增大,jz基本不变;此时rz不再随温度增加,Uz基本不变,bc段为水平形状。
在cd段:
电弧电流很大,随着If的增加,rz仍基本不变,但Sz不能在扩大了,jz随着If的增加而增加,所以Uz随If的增加而上升。
Cd段为上升形状。
综上所述,把Uy、Ui和Uz曲线叠加起来,即得到U形静特性曲线U=f(If)。
静特性的下降段由于电弧燃烧不稳定而很少采用。
手工电弧焊、埋弧焊多工作在静特性的水平段。
不熔化极气保焊、微束等离子焊、等离子弧焊也多半工作在水平段,当焊接电流较大时才工作在上升段。
熔化极气保焊和水下焊接基本上工作在上升段。
上面的静特性是在稳定状态下得到的。
但是在某些焊接过程中,焊接电流和电压都是在高速变动的时候,电弧是不稳定的。
所谓焊接电弧的动特性,是指在一定的弧长下,当电弧电流很快变化的时候,电弧电压和电流瞬间值之间的关系uf=f(if)。
图4-7电弧动特性曲线
图4-7中,电流由a点以很快的速度连续增加到d点,则随着电流增加,电弧空间的温度升高。
但后者的变化总是滞后于前者,这种现象称为热惯性。
当电流增加到ib时,由于热惯性关系,电弧空间温度还没达到ib时稳定状态的温度。
由于电弧空间温度低,弧柱导电性差,阴极斑点与弧柱截面积增加较慢,维持电弧燃烧的电压不能降至b点,而将提高到b′点,依次类推。
对应于每一瞬间电弧电流的电弧电压,就不在abcd实线上,而在ab′c′d虚线上。
这就是说,在电流增加的过程中,动特性曲线上的电弧电压,比静特性曲线上的电弧电压高。
反之,当电弧电流由id迅速减小到ia时,同样由于热惯性的影响,电弧空间温度来不及下降。
此时,对应每一瞬间电弧电力的电压将低于静特性之电压,而得到ab″c″d曲线。
图中的ab′c′d和ab″c″d曲线为电弧的动特性曲线。
电流按不同规律变化时得到不同形状的动特性曲线,电流变化速度越小,静、动特性曲线就越接近。
二、弧焊电源的基本要求
弧焊电源是电弧焊机中的核心部分从工艺适应性上,应满足的要求是能保证引弧容易、保证电弧稳定、保证焊接规范稳定、具有足够宽的焊接规范调节范围。
焊接电源一般由弧焊变压器、弧焊整流器、弧焊逆变器、弧焊发电机等组成。
电源—电弧需要系统稳定。
包括了两方面的含义:
一是系统在无外界因素干扰时,能在给定电弧电压和电流下,维持长时间的连续电弧放电,保持静态平衡。
此时的Uf=Uy,If=Iy,其中的Uf和If各为电弧电压和电弧电流的稳定值。
要满足这样的要求,电源外特性Uy=f(Iy)与电弧静特性Uf=f(If)必须能够相交。
如图4-8所示,电源外特性1与电弧静特性2相交与A0和A1点。
这两个交点确定了系统的静态稳定状态。
但在实际焊接过程中,由于操作的不稳定、工件表面的不平和电网电压的突然变化等外界干扰的出现,都会破坏这种静态平衡。
图4-8电源—电弧系统工作状态图
二是当系统一旦受到瞬间的外界干扰,破坏了原来的静态平衡,造成了焊接规范的变化。
但当干扰消失之后,系统能够自动地达到新的稳定平衡,使得焊接规范重新恢复。
电源外特性形状除了影响“电源—电弧”系统的稳定性之外,还关联着焊接规范的稳定。
在外界干扰使弧长变化的情况下,将引起系统工作点移动和焊接规范出现静态偏差。
为获得良好的焊缝成形,要求焊接规范的静态偏差越小越好。
由于在各种弧焊方法中,电弧放电的物理条件和所用的焊接规范不同,使它们的电弧静特性具有不同的形状。
因此需要分别讨论不同弧焊方法对电源外特性的要求,并分为对空载点、工作区段和短路区段三个部分来论述。
对于手工电弧焊来说,其工作段一般是在电弧静特性的水平段上。
采用下降外特性的弧焊电源,便可满足系统稳定性的要求。
焊接过程中,会引起焊接电流产生偏差。
焊接电流静态偏差小,则焊接规范稳定、电弧弹性好。
手工电弧焊最好采用恒流带外拖特性的弧焊电源。
它即可体现恒流特性使焊接规范稳定的特点,又通过外拖增大短路电流,提高了引弧性能和电弧熔透能力。
而且可根据焊条类型、板厚和工件位置的不同来调节外拖拐点和外拖部分斜率,以使熔滴过渡具有合适的推力,从而得到稳定的焊接过程和良好的焊缝成形。
电源空载电压的确定应遵循以下几项原则:
一是要保证引弧容易,引弧时,焊条(焊丝)和工件接触,因二者的表面往往有锈污等杂质,所以需要较高的空载电压才能将高电阻的接触面击穿,形成导电通路。
再者,引弧时两极间隙的空气由不导电状态转变为导电状态,气体的电离和电子发射均需要较高的电场能。
空载电压越高,则越有利。
二是要保证电弧的稳定燃烧。
为确保交流电弧的稳定燃烧,要求U0≥(1.8~2.25)Uf,如手工弧焊电源的空载电压一般在55~70V,埋弧焊电源空载电压为70~90V。
三是要保证电弧功率稳定,要求是U0>(1.57~2.5)Uf。
四是要有良好的经济性。
空载电压越大,则所需的铁铜材料就越多,重量越大。
同时会增加能量的损耗,降低效率。
五是保证认识安全,为了保证焊工的安全,对空载电压必须加以限制。
对弧焊电源稳态短路电流的要求。
在弧焊电源外特性上,当Uf=0时对应的电流为稳态短路电流Iwd。
如图4-8中所示。
当电弧引燃和金属熔滴过渡到熔池时,经常发生短路。
如果稳态短路电流过大,会使焊条过热,药皮容易脱落,使熔滴过渡中有大的积蓄能量而增加金属飞溅。
但是,如果短路电流不够大,会因电磁压缩推动力不足而使引弧和焊条熔滴过渡产生困难。
对于下降特性的弧焊电源,一般要求稳态短路电流Iwd对焊接电流If的比值范围为Iwd>(1.25~2)If。
对于手工弧焊,为了使规范稳定,希望弧焊电源外特性的下降梯度大,甚至最好采用恒流特性。
同时,为了确保引弧和熔滴过渡时具有足够大的推动力,又希望稳态短路电流适当大些,即满足比值范围的要求。
这就要求弧焊电源外特性,在陡降到一定电压值(10V左右)之后转入外拖段,形成恒流带外拖的外特性。
自外拖始点(拐点)到稳态短路点这区段,称为短路区段。
三、电源的组成及分类
弧焊变压器是一类交流弧焊电源,在各类电源中所占比例最大,应用最广,结构最简单。
但交流电弧需要重复引弧,为了满足弧焊工艺的要求,需要具备三个特点:
一是为稳弧要有一定的空载电压和较大的电感;二是主要用于手工弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊,应具有下降的外特性;三是为了调节电弧电压、电流,外特性应可调。
根据获得下降外特性的方法,可将弧焊变压器分成两大类。
一是串联电抗器式,由正常漏磁的变压器串联电抗器,按构成不同又分为分体式和同体式。
二是增强漏磁式。
这类变压器中人为地增大了自身的漏抗,而无须再串联电抗器。
按增强和调节漏抗的方法可分为动铁心式、动线圈式和抽头式。
硅弧焊整流器是一种直流弧焊电源,它以硅二极管作为整流元件,将交流电整流成直流点。
为了获得脉动小,较平稳的直流电,以及使电网三相负荷均衡,通常都采用三相整流电路。
硅弧焊整流器通常由四大部分组成:
主变压器的作用是降压,将三相380V电压降到所要求的空载电压。
电抗器可以是交流电抗器或磁放大器。
当主变压器为增强漏磁式或当要求得到平外特性时,则可不用电抗器。
它用来控制特性形状并调节焊接规范。
整流器的作用是把三相交流电整流成直流,常采用三相桥式电路。
输出电抗器是接在直流焊接电路中的直流电感,作用是改善和控制动特性,其次是滤波。
硅整流器可分为有电抗器和无电抗器两类。
有电抗器的都是磁放大器式的。
根据结构特点不同可分为无反馈放大器、外反馈磁放大器式、全部内反馈放大器式和部分内反馈放大器式。
无电抗器式按主变压器结构不同又可分为正常漏磁和增强漏磁的。
晶闸管式弧焊整流器由于本身具有良好的可控性,因而对外特性形状的控制、焊接规范的调节、都可通过改变晶闸管的导通角来实现,而无需用磁放大器。
一般晶闸管弧焊整流器的组成是:
主电路由主变压器、晶闸管整流器和输出电感组成。
晶闸管弧焊整流器是通过改变晶闸管的导通角来调节电弧电压和电弧电流的,因而电流电压波形的脉动比硅弧焊整流器的大。
要解决这个问题,一个是并联高压引弧电源,另一个方法是在每个晶闸管上并联硅二极管和限流电阻构成维弧电路。
弧焊逆变电源(亦称弧焊逆变器)是一种高效、节能、轻便的新型弧焊电源。
它具有结构简单、易造易修、成本低、效率高等优点。
但其电流波形为正弦波,输出为交流下降外特性,电弧稳定性较差,功率因数低。
该类电源磁偏吹现象很少产生,空载损耗小,一般应用于手弧焊埋、弧焊和钨极氩弧焊等方法。
矩形波交流弧焊电源,采用半导体控制技术来获得矩形波交流电流。
电弧稳定性好,可调参数多,功率因数高。
它除了用于交流钨极氩弧焊(TIG)外,还可用于埋弧焊,甚至可代替直流弧焊电源用于碱性焊条手弧焊。
第三节焊条电弧焊工艺及设备(SMAW)
焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。
它适用于焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属材料。
焊条电弧焊设备简单、操作灵活、适应性强。
在锅炉压力容器、压力管道的焊接制造及现场施工中,是不可或缺的焊接方法。
现场组焊、安装,连接以及缺陷的修补等都以焊条电弧焊为主。
一、焊条的选择
对于碳钢和低合金钢,一般应按照钢材的强度等级选用焊条,同时还应综合考虑焊缝的塑性、韧性。
不同强度等级的碳钢和低合金钢或不同低合金钢之间焊接,应按异种钢接头中强度等级较低的钢选用焊条,保证焊缝及接头强度高于较低一侧强度。
对于耐腐蚀要求的结构,应选择相应配套的专用焊条或熔敷金属化学成分与其相近的焊条。
结构复杂、刚性大,焊接条件差、工作要求苛刻的重要结构,应选用低氢碱性焊条。
若强度等级较低,可选择酸性焊条。
耐热钢焊条可根据钢种和结构工作温度来选用熔敷金属化学成分和力学性能与母材相同或相近的焊条,同时要求接头等强性。
异种钢选级别低的一侧的化学成分为焊条,但预热温度和焊后热处理应按高级别的一侧。
从保证焊接接头的抗裂性能出发,应选用低氢焊条。
不锈钢选用按等成分原则。
即选用熔敷金属成分与母材相同或相近的焊条。
同时熔敷金属的含碳量不应高于母材。
为了改善焊接接头塑性,也可选用铬镍不锈钢焊条焊接铬不锈钢。
结构刚性较大或焊缝抗裂性较差时,应选用碱性药皮的不锈钢焊条。
对于异种钢,通常选用高于合金成分较高一侧的高合金焊条。
二、焊接参数
选择适当的焊接电流有利于电弧稳定燃烧和焊接过程的顺利进行。
增大焊接电流可提高焊接生产率,但电流过大易造成咬边、过热甚至烧穿,降低接头性能。
电流过小又容易造成夹渣、气孔、未熔合或未焊透。
电流大小主要取决于焊条直径和焊缝空间位置,其次是工件厚度、接头形式、焊接层次等。
一般来说,焊条直径为1~2mm时,焊接电流为25~30A;焊条直径2~4mm时,焊接电流为30~40A;焊条直径4~6mm时,焊接电流为40~60A。
电弧电压由电弧长度决定,电弧若长,则电压较高,电弧短则电压低。
焊接电弧不宜过长,否则电弧燃烧不稳定,影响电弧气氛对熔池的保护。
焊接速度应适当并保持均匀。
工件厚度大的时候一般选用粗焊条。
按板厚来选择,当板厚小于4mm时,焊条直径小于4mm,在4~12mm时,选用的焊条一般直径为3.2~4mm,而当厚度超过12mm,焊条直径大于4mm。
平焊位置选择的焊条直径可比其他位置大些。
而仰焊、横焊焊条直径应小些,一般不超过4mm。
立焊最大不超过5mm,否则熔池金属容易下坠,甚至形成焊瘤。
多层焊的第一层应选用小直径焊条,一般直径不超过3.2mm。
焊接参数初步选定后,要进行试焊,并检查焊缝成形、外观质量等,如符合要求,方可确定,否则要进一步修订。
对于重要结构,要进行焊接工艺评定,合格方可确定。
三操作工艺
焊条采用接触法引弧,引弧方法有划擦法和撞击法两种。
划擦法动作似擦火柴,将焊条引弧端对准待焊部位的焊缝或坡口面,利用腕力轻轻划擦,再将焊条提起一点,电弧即可引燃。
此法特别适用于碱性焊条。
撞击法引弧是将焊条引弧端对准待焊部位,轻轻触击并将焊条适时提起,即可引燃。
该法用力不能过大,否则易使药皮脱落。
特别注意,引弧时不可在基体上打火,尤其是高强钢、低温钢和不锈钢。
可在坡口内引弧,或者应该直接放一块引弧板。
焊条的运动有三个方向,随着焊条不断熔化,朝熔池方向逐渐送进焊条,沿焊接方向均匀移动,横向摆动。
主要的运条方法有:
一是直线运条法。
焊条做直线移动,可获得较大的熔深,但熔宽较小。
这种方法适用于薄板I形坡口对接平焊,多层焊的第一层焊道及多层多道焊。
二是直线往返运条法。
焊条引弧端沿焊缝的纵向做来回直线性摆动,这种运条法焊接速度快、焊缝窄,适用于间隙大时的打底焊及击穿焊的第二层焊道焊接。
三是锯齿形运条法。
焊条引弧端做锯齿形连续摆动并向前移动,在两侧稍停顿。
此法操作简单,应用较多。
适用于平焊、立焊、仰焊对接焊缝及立角焊。
四是月牙形运条法,焊条引弧端沿焊接方向做月牙形摆动,在两端稍做停留,防止咬边。
五是三角形运条法,引弧端连续做三角形运动并不断向前移动。
六是圆圈形运条法,引弧端连续做正圆圈或斜源泉形摆动,并不断向前移动。
七是八字形运条法。
具体见图4-9。
图4-9焊条运条方法
焊缝倾角是焊缝轴线与水平面之间的夹角,见图4-9。
焊缝转角是焊缝中心线(焊根和盖面层中心连线)和水平参照面Y轴的夹角,见图4-10。
图4-9焊缝倾角
图4-10焊缝转角
平焊为焊缝倾角0°,焊缝转角90°焊接位置的焊接。
操作简单,若焊接
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