材料连接方法与工艺材料连接方法与工艺重庆公共运输职业学院第二章第二章第二章第二章 焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊2.1焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具2.2焊条电弧焊原理、特点及应用焊条电弧焊原理、特点及应用2.32.4焊焊 条条2.5焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺弧焊电源弧焊电源本章提示本章提示v本章重点：本章重点：焊条电弧焊原理及应用；焊条电弧焊原理及应用；焊条电焊条电弧焊设备及工具的使用；弧焊设备及工具的使用；焊条电弧焊工艺。焊条电弧焊工艺。v本章难点：本章难点：焊接设备和焊条多样化、复杂化；焊接设备和焊条多样化、复杂化；焊接工艺的适用性、针对性。焊接工艺的适用性、针对性。v学习方法建议：学习方法建议：焊接原理理解为主；焊接原理理解为主；焊接设焊接设备和焊条建议由实物参考，且编号不用详记。备和焊条建议由实物参考，且编号不用详记。焊接工艺必须掌握其影响规律。焊接工艺必须掌握其影响规律。2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具2.1.1 设备及工具组成设备及工具组成2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具v 焊接电路由电源焊接电路由电源(焊机焊机)、电缆、焊钳、焊条、电缆、焊钳、焊条、电弧、工件及接地线构成回路，所以必须保证回电弧、工件及接地线构成回路，所以必须保证回路上的各种器件正常工作，才能保证焊接活动的路上的各种器件正常工作，才能保证焊接活动的进行，任何一个器件出现问题，将会给焊接造成进行，任何一个器件出现问题，将会给焊接造成影响。影响。v1.电源电源v 焊接电源是提供电能的设备，它是输出电流焊接电源是提供电能的设备，它是输出电流和电压的来源，额定电流、稳定性、外特性、空和电压的来源，额定电流、稳定性、外特性、空载电压是焊接电源的基本技术参数。载电压是焊接电源的基本技术参数。2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具v2.焊接电缆和快速接头焊接电缆和快速接头v 焊接电缆和快速接头是起传导的作用，电缆焊接电缆和快速接头是起传导的作用，电缆的长度和截面积是基本技术参数，快速接头参照的长度和截面积是基本技术参数，快速接头参照GB/7925-19872.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具 3.焊钳焊钳 焊钳的作用一是夹持焊条；二是传导电流。所以，焊焊钳的作用一是夹持焊条；二是传导电流。所以，焊钳必须具有良好的导电性、耐热性、重量轻、夹持牢固及钳必须具有良好的导电性、耐热性、重量轻、夹持牢固及装换焊条方便等特性，焊钳的构造如图。装换焊条方便等特性，焊钳的构造如图。2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具v 焊钳有几种规格，是以所要夹持的最大直径焊焊钳有几种规格，是以所要夹持的最大直径焊条需用的电流设计的，市面上常用的焊钳有条需用的电流设计的，市面上常用的焊钳有300A和和500A两种，技术指标见下表。两种，技术指标见下表。 2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具 4. 焊条焊条 作用：作用：a.传导电流；传导电流； b.作填充金属。作填充金属。 焊条作为填充金属，焊后作为焊件的一部分，对于焊焊条作为填充金属，焊后作为焊件的一部分，对于焊接接头是至关重要的，选择优良的焊条是焊接关键环节之接接头是至关重要的，选择优良的焊条是焊接关键环节之一，在后面的章节，会详细讲解。一，在后面的章节，会详细讲解。 5.焊件焊件 正接与反接：直流焊接时，焊件作为一个电极，接电正接与反接：直流焊接时，焊件作为一个电极，接电源正极时，称为正接；焊件接负极，称为反接。焊接方法源正极时，称为正接；焊件接负极，称为反接。焊接方法与焊接条件不同，接法也不同，对接头影响极大。与焊接条件不同，接法也不同，对接头影响极大。 比如：酸性焊条一般使用正接；碱性焊条使用反接；比如：酸性焊条一般使用正接；碱性焊条使用反接；CO2焊使用反接。焊使用反接。 注意注意：在焊件端接地线时，要保证地线接触良好，否：在焊件端接地线时，要保证地线接触良好，否则电流和电压不稳定，容易出现气孔缺陷。则电流和电压不稳定，容易出现气孔缺陷。2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具其他工具有：其他工具有： 1.1.面罩及护目玻璃面罩及护目玻璃 作用是防止飞溅物、弧光及其他辐射对焊工作用是防止飞溅物、弧光及其他辐射对焊工面部及颈部灼伤的遮蔽工具。面罩有手持式与头盔式两种。面部及颈部灼伤的遮蔽工具。面罩有手持式与头盔式两种。 护目玻璃安装在眼睛正面，吸收护目玻璃安装在眼睛正面，吸收红外线与紫外线和大多数可见光，护红外线与紫外线和大多数可见光，护目玻璃的色泽有深浅之分，颜色越深，目玻璃的色泽有深浅之分，颜色越深，色号越大，这取决于周围环境亮度，色号越大，这取决于周围环境亮度，电弧光亮度，焊工视力等因素。电弧光亮度，焊工视力等因素。光控护目镜光控护目镜2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具v2.焊条保温筒焊条保温筒v焊条保温筒里面装焊条保温筒里面装入散装的已烘干焊入散装的已烘干焊条，起到防潮的作条，起到防潮的作用。特别是碱性焊用。特别是碱性焊条，防潮是非常重条，防潮是非常重要的。要的。2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具v3.清渣榔头、角向磨光清渣榔头、角向磨光机、錾子和钢丝刷机、錾子和钢丝刷v 用于除锈和清渣。角用于除锈和清渣。角向磨光机还要对焊缝及向磨光机还要对焊缝及坡口进行修整和加工。坡口进行修整和加工。在使用时，注意安全。在使用时，注意安全。2.1 焊条电弧焊设备及工具焊条电弧焊设备及工具v4 4夹具及变位器夹具及变位器v夹具用于定位，防止焊接变夹具用于定位，防止焊接变形。变位器用于将工件上待形。变位器用于将工件上待焊焊缝置于更容易焊接的位焊焊缝置于更容易焊接的位置，以提高焊接质量及生产置，以提高焊接质量及生产效率。根据被焊工件结构、效率。根据被焊工件结构、焊接方法等不同，夹具和变焊接方法等不同，夹具和变位器多种多样，夹具设计已位器多种多样，夹具设计已经成为焊接的一个就业方向。经成为焊接的一个就业方向。2.2 焊条电弧焊原理、特点及应用焊条电弧焊原理、特点及应用v2.2.1 2.2.1 定义：焊条电弧焊是利用焊条进行的手工电弧焊。定义：焊条电弧焊是利用焊条进行的手工电弧焊。v2.2.2 2.2.2 形成过程：形成过程：v 焊焊件件局局部部形形成成熔熔池池的的同同时时，焊焊条条熔熔滴滴过过渡渡到到熔熔池池中中，与熔池液态金属相互熔合而形成第一个焊点。与熔池液态金属相互熔合而形成第一个焊点。v 随随着着电电弧弧运运动动，第第二二个个熔熔池池金金属属与与焊焊条条熔熔滴滴熔熔合合，叠叠加加在在第第一一个个熔熔池池的的1/21/3处处，形形成成第第二二个个焊焊点点，熔熔化化的的药药皮皮产产生生气气体体和和熔熔渣渣，不不仅仅可可以以隔隔绝绝空空气气，起起到到保保护护作作用用，而而且且可可以以与与焊焊芯芯、母母材材发发生生一一系系列列冶冶金金反反应应，保保证证焊焊缝缝质质量量。此此时时第第一一个个焊焊点点开开始始冷冷却却。先先后后冷冷却却的的各各个个焊焊点点相互连接，形成相互连接，形成鱼鳞状鱼鳞状焊缝。焊缝。 2.2 焊条电弧焊原理、特点及应用焊条电弧焊原理、特点及应用v2.2.3 2.2.3 特点特点v 1 1）优点：）优点：a.a.设备简单；设备简单；v b. b.方便灵活；方便灵活；v c. c.适应性强。适应性强。v 2 2）缺点：）缺点：a.a.生产率低；生产率低；v b. b.劳动条件差；劳动条件差；v c. c.焊工操作技术要求高。焊工操作技术要求高。v2.2.4 2.2.4 适用范围适用范围v 1 1）材料：碳钢、合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属）材料：碳钢、合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属材料的焊接，铸铁补焊和各种金属材料的堆焊等。活泼金材料的焊接，铸铁补焊和各种金属材料的堆焊等。活泼金属和难熔金属，以及锡、锌及其合金不能采用焊条电弧焊。属和难熔金属，以及锡、锌及其合金不能采用焊条电弧焊。v 2 2）厚度：）厚度：1.5mm1.5mm以上。以上。v 3 3）结构：单件或小批量产品，不规则的、各种空间位）结构：单件或小批量产品，不规则的、各种空间位置以及其他不易实现机械化焊接的焊缝。置以及其他不易实现机械化焊接的焊缝。v 4) 4)行业：广泛应用于机械、冶金、建筑、桥梁、行业：广泛应用于机械、冶金、建筑、桥梁、船舶、汽车、电力、电子、锅炉和压力容器、航船舶、汽车、电力、电子、锅炉和压力容器、航空航天、军工和军事装备等产业部门。特别是焊空航天、军工和军事装备等产业部门。特别是焊条电弧焊技术，由于使用上非常灵活，无论是在条电弧焊技术，由于使用上非常灵活，无论是在焊接车间内，还是在野外施工现场，应用都非常焊接车间内，还是在野外施工现场，应用都非常普遍。普遍。2.2 焊条电弧焊原理、特点及应用焊条电弧焊原理、特点及应用2.3 弧焊电源弧焊电源v2.3.1 2.3.1 焊条电弧静特性焊条电弧静特性 焊条电弧焊使用的焊接电流较小，特别是电焊条电弧焊使用的焊接电流较小，特别是电流密度较小，所以焊条电弧焊电弧的静特性处于流密度较小，所以焊条电弧焊电弧的静特性处于水平段，在水平段工作区间，弧长基本保持不变水平段，在水平段工作区间，弧长基本保持不变时，若在一定范围内改变焊接电流值，电弧电压时，若在一定范围内改变焊接电流值，电弧电压基本不发生变化，所以电弧燃烧稳定。基本不发生变化，所以电弧燃烧稳定。2.3 弧焊电源弧焊电源v2.3.2 2.3.2 对弧焊电源的基本要求对弧焊电源的基本要求 弧焊电源实质上是将电能转换为电弧热量，弧焊电源实质上是将电能转换为电弧热量，保证电弧稳定燃烧和焊接过程正常进行的一种装保证电弧稳定燃烧和焊接过程正常进行的一种装置。置。 弧焊电源在焊接过程中，主要发挥两个功能：弧焊电源在焊接过程中，主要发挥两个功能：一是容易引弧，并保持电弧稳定地燃烧；二是保一是容易引弧，并保持电弧稳定地燃烧；二是保证焊接规范稳定，并可灵活调节。所以，弧焊电证焊接规范稳定，并可灵活调节。所以，弧焊电源在电气性能上应具备与一般电力电源不同的特源在电气性能上应具备与一般电力电源不同的特性。性。 为满足焊接需要，弧焊电源应具备良好的动为满足焊接需要，弧焊电源应具备良好的动特性和调节特性，适当的空载电压以及短路电流。特性和调节特性，适当的空载电压以及短路电流。2.3 弧焊电源弧焊电源v1.对空载电压的要求对空载电压的要求 空载电压就是电源电压，即电源接通电网但输出端没有空载电压就是电源电压，即电源接通电网但输出端没有负载时，焊接电流为零的电压。负载时，焊接电流为零的电压。 意义：击穿空气，使之电离，引燃电弧。意义：击穿空气，使之电离，引燃电弧。 影响：空载过低，引弧困难，电弧燃烧不稳定。影响：空载过低，引弧困难，电弧燃烧不稳定。 空载过高，设备体积大，质量大，耗费材料增加，空载过高，设备体积大，质量大，耗费材料增加，制造成本增加。且威胁焊工安全。制造成本增加。且威胁焊工安全。 空载电压范围：为了保证焊工生命安全空载电压范围：为了保证焊工生命安全, ,又不影响焊接工又不影响焊接工作作, ,空载电压一般小于空载电压一般小于100V100V。根据。根据GB/T1118-1995GB/T1118-1995规定焊接规定焊接电源空载电压为以下范围。电源空载电压为以下范围。 2.3 弧焊电源弧焊电源v2.2.对短路电流的要求对短路电流的要求 当电极和焊件短路时，电压为零，此时焊机当电极和焊件短路时，电压为零，此时焊机的输出电流称为短路电流的输出电流称为短路电流IsIs。在引弧和熔滴过渡。在引弧和熔滴过渡时，经常发生短路。如果短路电流过大，电源将时，经常发生短路。如果短路电流过大，电源将出现过载而有烧坏的危险，同时还会使得焊条过出现过载而有烧坏的危险，同时还会使得焊条过热，药皮脱落，并使飞溅增加。热，药皮脱落，并使飞溅增加。 但是如果短路电流太小，则会使引弧和溶滴但是如果短路电流太小，则会使引弧和溶滴过渡发生困难。因此短路电流值应满足以下要求：过渡发生困难。因此短路电流值应满足以下要求：1.25IsIs/I I22.3 弧焊电源弧焊电源3.3.对电源外特性的要求对电源外特性的要求 焊接时，焊接电源和电弧组成了一个供电焊接时，焊接电源和电弧组成了一个供电用电系用电系统，在稳定状态下，电源输出电流与电压之间的关系称为统，在稳定状态下，电源输出电流与电压之间的关系称为电源外特性。电源外特性。 电源外特性有许多种类型，焊条电弧焊，一般使用陡电源外特性有许多种类型，焊条电弧焊，一般使用陡降特性曲线。降特性曲线。 2.3 弧焊电源弧焊电源v电源外特性与电弧静特性需匹配电源外特性与电弧静特性需匹配电弧稳定燃烧的条件是：电弧稳定燃烧的条件是： 1.电源外特性与电弧静特性相交；电源外特性与电弧静特性相交； 2.交点处静特性曲线斜率必须大于外特性曲线交点处静特性曲线斜率必须大于外特性曲线的斜率。的斜率。2.3 弧焊电源弧焊电源稳定工作点,静特性与外特性的匹配 电源外特性曲线与电弧静特性曲线的稳定工作点主要是看电源电压和电弧电压的关系。2.3 弧焊电源弧焊电源v4.4.对电源调节特性的要求对电源调节特性的要求 调节特性越好，工艺参数选择性越多，适用于焊接工调节特性越好，工艺参数选择性越多，适用于焊接工艺越广泛。现代焊机具有连续可调外特性曲线。并且焊机艺越广泛。现代焊机具有连续可调外特性曲线。并且焊机的功能越来越多，手弧焊的功能越来越多，手弧焊氩弧焊两用焊机，埋弧焊氩弧焊两用焊机，埋弧焊碳弧气刨碳弧气刨电渣焊三用焊机等。系统调节精度也越来电渣焊三用焊机等。系统调节精度也越来越高，在自动焊方面，对送丝速度、干伸长、弧长等控制越高，在自动焊方面，对送丝速度、干伸长、弧长等控制力强。力强。v5.5.对电源动特性的要求对电源动特性的要求 良好的动特性，即电源电压和电流对负载变化的反应良好的动特性，即电源电压和电流对负载变化的反应速度快，有利于焊接参数的保证，以及方便焊工操作。速度快，有利于焊接参数的保证，以及方便焊工操作。 2.3 弧焊电源弧焊电源2.3.32.3.3弧焊电源种类及型号弧焊电源种类及型号 1.1.分类分类 按输出波形分为：直流、交流、脉冲电源。按输出波形分为：直流、交流、脉冲电源。 1 1）交流弧焊电源（弧焊变压器）交流弧焊电源（弧焊变压器） 原原理理：将将电电网网的的交交流流电电变变成成适适宜宜于于弧弧焊焊的的交交流流电电, ,由由主主、次次级级相相隔隔的的主变压器及所需的调节和指示装量等组成主变压器及所需的调节和指示装量等组成 优优点点：结结构构简简单单、易易造造易易修修、成成本本低低磁磁偏偏吹吹很很小小、空空载载损损失失小小、噪音小噪音小 缺点：电弧稳定性差缺点：电弧稳定性差( (相对于直流电源相对于直流电源) )、功率因数较低、功率因数较低 应应用用：它它一一般般应应用用于于质质量量要要求求不不高高的的场场合合，焊焊条条电电弧弧焊焊( (使使用用酸酸性性焊焊条条) )，埋弧焊（大容量的弧焊变压器，埋弧焊（大容量的弧焊变压器) )2.3 弧焊电源弧焊电源v 2 2）直流弧焊）直流弧焊电源电源v a.直流弧焊发电机（淘汰产品）直流弧焊发电机（淘汰产品） 原理：一般由特种直流发电机，以及获得所需外特性的原理：一般由特种直流发电机，以及获得所需外特性的调节装置等组成。调节装置等组成。 优点：过载能力强，输出脉动小，电网电压波动的影响优点：过载能力强，输出脉动小，电网电压波动的影响小。小。 缺点：噪音及空载损失较大，效率稍低而价格较高缺点：噪音及空载损失较大，效率稍低而价格较高 应用：它可用作各种弧焊的电源应用：它可用作各种弧焊的电源2.3 弧焊电源弧焊电源b.b.弧焊整流器弧焊整流器 原原理理：交交流流电电经经整整流流装装置置获获得得直直流流电电的的弧弧焊焊电电源源。一一般般由由初初、次次级级绕绕组组相相隔隔的的主主变变压压器器、半半导导体体整整流流元元件件组组以以及及为为获获得得所所需需外外特特性性的调节装置等组成。的调节装置等组成。 优优点点：制制造造方方便便、价价格格低低、空空载载损损耗耗小小、噪噪音音小小、焊焊接接性性能能好好、控制方便等优点。控制方便等优点。 应用：它可作各种弧焊的电源应用：它可作各种弧焊的电源c.c.逆变弧焊电源逆变弧焊电源 原理：原理：优点：体积小，是传统焊机优点：体积小，是传统焊机1/3;1/3;重量轻，是重量轻，是传统焊机的传统焊机的1/5;1/5;效率高达效率高达858595%95%，比传统，比传统焊机节能焊机节能40%40%；功率因数高达；功率因数高达0.990.99；微秒级；微秒级的响应速度，故动特性非常好，焊接质量较的响应速度，故动特性非常好，焊接质量较传统焊机有很大的提高。传统焊机有很大的提高。 应用：它可作各种弧焊的电源应用：它可作各种弧焊的电源ZX7-400ZX7-40030030053053056056036kg36kg2.3 弧焊电源弧焊电源2.3 弧焊电源弧焊电源 3 3）脉冲弧焊电源）脉冲弧焊电源 原理：焊接电流以低频调制脉冲方式输出。原理：焊接电流以低频调制脉冲方式输出。 优优点点：具具有有效效率率高高，输输入入线线能能量量较较小小，可可在在较较宽宽范范围围内内控控制制线线能能量量等优点。等优点。 应应用用：它它主主要要用用作作气气体体保保护护焊焊和和等等离离子子弧弧焊焊以以及及手手工工弧弧焊焊的的电电源源，适用于热敏感性大的高合金材料、薄板和全位置焊接等场合。适用于热敏感性大的高合金材料、薄板和全位置焊接等场合。2.3 弧焊电源弧焊电源弧焊电源对比：弧焊电源对比：25022518215032重量(Kg)0.830.620.60.750.94功率因素0.560.650.830.750.9效率190025032025050空载损耗(W)6060606060负载持续率(%)250250250250250额定焊接电流(A)13.4811.59108.3额定输入功率(KW)15.318.4515149.8额定输入容量(KVA)发电机磁放大器动圈式晶闸管逆变式型式AX-250ZX-250BX3-250ZX5-250ZX7-250型号2.3 弧焊电源弧焊电源v2.弧焊电源（电焊机）型号的编制方法弧焊电源（电焊机）型号的编制方法v国标国标GB/T10249-88电焊机型号编制方法电焊机型号编制方法v1大类名称，指弧焊机类型大类名称，指弧焊机类型vB：弧焊变压器；：弧焊变压器；Z：弧焊整流器；：弧焊整流器；M：埋弧焊机；：埋弧焊机；W：TIG焊机焊机v2小类名称，指弧焊机外特性或焊接类别小类名称，指弧焊机外特性或焊接类别vX：下降；：下降；P：平；：平；D：多特性；：多特性；S：手工焊；：手工焊；Z：自动焊；：自动焊；B：半自动焊：半自动焊v3附注特征，指电源特征附注特征，指电源特征v4系列序号，指整流或电流调节方式系列序号，指整流或电流调节方式v1、动铁芯式，、动铁芯式，2、串联电抗器式，、串联电抗器式，3、动圈式，、动圈式，4、旋转焊头式，、旋转焊头式，5、晶闸管式或、晶闸管式或台式，台式，6、变换抽头式，、变换抽头式，7、变频式，、变频式，8、焊头悬挂式。、焊头悬挂式。v5基本规格，指额定焊接电流（基本规格，指额定焊接电流（A）、最大贮能量（）、最大贮能量（J）或额定容量（）或额定容量（KVA）。）。v6派生代号派生代号v7改进序号改进序号v编号举例：编号举例：BX1-330表示具有下降特性，额定焊接电流为表示具有下降特性，额定焊接电流为330A的动的动铁芯式弧焊变压器。铁芯式弧焊变压器。vBX3-300动圈式动圈式vZXE-300 表示具有下降特性，额定焊接电流为表示具有下降特性，额定焊接电流为300A的交直流两用弧焊整流器。的交直流两用弧焊整流器。12345672.3 弧焊电源弧焊电源2.3.4 2.3.4 弧焊电源的正确使用（书弧焊电源的正确使用（书P38P38）应尽可能将弧焊电源放在通风良好、干燥、不靠近高温和粉尘多的地方；弧焊整）应尽可能将弧焊电源放在通风良好、干燥、不靠近高温和粉尘多的地方；弧焊整流器要特别注意保护和冷却。流器要特别注意保护和冷却。）接线和安装应由专门的电工负责，焊工不应自行动手。）接线和安装应由专门的电工负责，焊工不应自行动手。）弧焊变压器和弧焊整流器必须接地，以防机壳带电。）弧焊变压器和弧焊整流器必须接地，以防机壳带电。）弧焊电源接入电网时，必须使两者电压相符合。）弧焊电源接入电网时，必须使两者电压相符合。）起动弧焊电源时，焊钳和焊件不能接触，以防短路。焊接过程中，也不能长时间）起动弧焊电源时，焊钳和焊件不能接触，以防短路。焊接过程中，也不能长时间短路，特别是弧焊整流器，在大电流工作时产生短路会使硅整流器烧坏。短路，特别是弧焊整流器，在大电流工作时产生短路会使硅整流器烧坏。）应按照弧焊电源的额定焊接电流和负载持续率来使用，不要使弧焊电源因过载而）应按照弧焊电源的额定焊接电流和负载持续率来使用，不要使弧焊电源因过载而被损坏。被损坏。）经常保持焊接电缆与弧焊电源接线柱的接触良好，注意紧固螺母。）经常保持焊接电缆与弧焊电源接线柱的接触良好，注意紧固螺母。）调节焊接电流和变换极性接法时，应在空载下进行。）调节焊接电流和变换极性接法时，应在空载下进行。）露天使用时，要防止灰尘和雨水进入弧焊电源内部。）露天使用时，要防止灰尘和雨水进入弧焊电源内部。）弧焊电源移动时不应受剧烈振动，特别是硅整流弧焊电源更忌振动，以免影响）弧焊电源移动时不应受剧烈振动，特别是硅整流弧焊电源更忌振动，以免影响工作性能。工作性能。）要保持弧焊电源的清洁，特别是硅整流弧焊电源，应定期用干燥压缩空气吹净）要保持弧焊电源的清洁，特别是硅整流弧焊电源，应定期用干燥压缩空气吹净内部的灰尘。内部的灰尘。）当弧焊电源发生故障时，应立即切断弧焊电源的电源，及时进行检查和修理。）当弧焊电源发生故障时，应立即切断弧焊电源的电源，及时进行检查和修理。）工作完毕或临时离开工作场地时，必须及时切断弧焊电源的电源。）工作完毕或临时离开工作场地时，必须及时切断弧焊电源的电源。2.4 焊条焊条v2.4.1 2.4.1 焊条组成与作用焊条组成与作用v定义定义: :在金属丝表面均匀地包覆上具有一定在金属丝表面均匀地包覆上具有一定功能和厚度的涂料叫做焊条。功能和厚度的涂料叫做焊条。v组成组成: :焊条由焊条由焊芯焊芯和和药皮药皮两部分组成。焊芯两部分组成。焊芯是指焊条中被药皮包覆的金属芯。焊条中，是指焊条中被药皮包覆的金属芯。焊条中，压涂在焊芯表面上的涂料层，称为药皮。压涂在焊芯表面上的涂料层，称为药皮。2.4 焊条焊条v作用：作用：v1.1.焊芯：焊接时，焊芯有两个作用：一是焊芯：焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊传导焊接电流接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为本身熔化作为填充金属填充金属与液体母材金属熔合形成与液体母材金属熔合形成焊缝。焊缝。 焊条焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一焊条焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分。所以焊芯的化学成分，直接影响焊缝的质部分。所以焊芯的化学成分，直接影响焊缝的质量。量。 为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质（如硫、磷等质（如硫、磷等) )的含量，应有严格的限制，优于的含量，应有严格的限制，优于母材。母材。2.4 焊条焊条 焊接碳钢及低合金钢的焊芯，一般都选用低碳钢作为焊接碳钢及低合金钢的焊芯，一般都选用低碳钢作为焊芯，并添加锰、硅、铬、镍等成分。焊芯，并添加锰、硅、铬、镍等成分。 采用低碳的原因一方面是含碳量低时钢丝塑性好，焊采用低碳的原因一方面是含碳量低时钢丝塑性好，焊丝拉拔比较容易，另一方面可降低还原性气体丝拉拔比较容易，另一方面可降低还原性气体COCO含量，减含量，减少飞溅或气孔，并可增高焊缝金属凝固时的温度，对仰焊少飞溅或气孔，并可增高焊缝金属凝固时的温度，对仰焊有利。有利。 加入其他合金元素主要为保证焊缝的综合机械性能，加入其他合金元素主要为保证焊缝的综合机械性能，同时对焊接工艺性能及去除杂质，也有一定作用。同时对焊接工艺性能及去除杂质，也有一定作用。 作为焊条芯用的钢丝都单独规定了它的牌号与成分。作为焊条芯用的钢丝都单独规定了它的牌号与成分。如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊方法作填充金属时，则称为焊丝。方法作填充金属时，则称为焊丝。 2.4 焊条焊条v焊芯的成分及对焊接的影响焊芯的成分及对焊接的影响v1 1）碳（）碳（C C）v是一种良好的脱氧剂是一种良好的脱氧剂。C+OCOC+OCOCO+OCOCO+OCO2 2 随随着着含含碳碳量量的的升升高高，使使焊焊缝缝金金属属的的凝凝固固温温度度降降低低。固固溶溶强强化化加加剧剧，焊焊缝缝极极剧剧变变脆脆，增增加加开开裂裂几几率率。含含C C量量应应0.2%0.2%，低碳钢焊芯含，低碳钢焊芯含C C量量0.1%0.1%。v2 2）锰（）锰（MnMn）v是是一一种种良良好好的的脱脱氧氧剂剂。含含MnMn量量在在0.40.40.6%0.6%时时，脱脱氧氧效效果果最好。最好。v是是常常用用的的脱脱硫硫剂剂。Mn+SMnSMn+SMnS，形形成成熔熔渣渣浮浮于于铁铁水水表表面面，减少焊缝热裂倾向。减少焊缝热裂倾向。v锰锰还还能能提提高高焊焊缝缝强强度度。一一般般碳碳素素钢钢焊焊芯芯含含锰锰量量为为0.3%0.3%0.55%0.55%，合金钢焊芯可达，合金钢焊芯可达0.8%0.8%1.1%1.1%或更高。或更高。2.4 焊条焊条v3 3）硅（）硅（SiSi）v有有较较强强的的脱脱氧氧能能力力。Si+2OSiOSi+2OSiO2 2，但但它它的的熔熔点点高高，使使熔熔渣渣变变稠稠，增增加加粘粘度度，造造成成脱脱氧氧困困难难。含含硅硅量量过过多多会会引引起起飞飞溅溅现现象象，并并易易造造成成二二氧氧化化硅硅的的非非金金属属夹夹渣渣，降降低低焊焊缝缝的的塑塑性性。一般含硅量一般含硅量0.03%0.03%v4 4）铬（）铬（CrCr）v对对合合金金钢钢来来说说，是是一一种种主主要要的的合合金金元元素素，能能提提高高钢钢的的硬硬度度、耐磨性和耐蚀性；当耐磨性和耐蚀性；当CrCr1.5%1.5%，可以提高塑性。，可以提高塑性。v对对低低碳碳钢钢来来说说，是是一一种种杂杂质质，2Cr+3OCr2Cr+3OCr2 2O O3 3，增增加加熔熔渣渣的的粘度，易产生夹渣。所以不应大于粘度，易产生夹渣。所以不应大于0.2%0.2%v对对于于不不锈锈钢钢来来说说，CrCr是是保保证证不不锈锈的的主主要要原原因因，含含量量需需12%12%。2.4 焊条焊条v5 5）钼（）钼（MoMo）v可可提提高高钢钢材材的的强强度度，尤尤其其是是高高温温强强度度。加加入入0.5%0.5%的的钼钼使使钢钢的的高高温温蠕蠕变变强强度度提提高高75%75%，少少量量的的钼钼还还能能增增加加焊焊缝缝金金属属的的韧韧性性。但但含含量量超超过过0.4%0.4%时时，钢钢的的淬淬硬硬性性增增大大，焊焊接接冷冷裂裂纹纹敏感性增加，应采取焊前预热处理，防止冷裂纹。敏感性增加，应采取焊前预热处理，防止冷裂纹。v6 6）镍（）镍（NiNi）v可可提提高高钢钢材材的的强强度度和和韧韧性性。含含NiNi量量2.5%2.5%，对对焊焊接接基基本本没没影影响响。超超过过3.5%3.5%时时，增增加加晶晶粒粒长长大大倾倾向向，韧韧性性强强度度均均会会下下降。因此，焊镍钢应采用小线能量焊接。降。因此，焊镍钢应采用小线能量焊接。 此此外外，镍镍是是奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢形形成成的的主主要要元元素素，应应匹匹配配适适当，否则容易出现热裂纹。当，否则容易出现热裂纹。v7 7）钒（）钒（V V）v是是一一种种强强烈烈的的碳碳化化物物形形成成元元素素，可可细细化化晶晶粒粒，提提高高钢钢的的常常温温和和高高温温强强度度。钒钒、铬铬与与钼钼同同时时存存在在时时，会会形形成成复复杂杂的的碳碳化化物物，降降低低塑塑性性和和韧韧性性，增增加加裂裂纹纹敏敏感感性性，含含量量必必须须严严格格控制，一般限制在控制，一般限制在0.1%0.1%以下。以下。2.4 焊条焊条8 8）硫（）硫（S S）S+2FeFeS+2FeFe2 2S S，易造成热裂。，易造成热裂。9 9）磷（）磷（P P）P+3FeFeP+3FeFe3 3P P，易造成冷裂。，易造成冷裂。2.4 焊条焊条v2.2.药皮：指由具有不同物理和化学性质的细粒状物质经粘药皮：指由具有不同物理和化学性质的细粒状物质经粘结均匀包覆在焊芯表面的涂料层。结均匀包覆在焊芯表面的涂料层。v作用：作用：v1 1）机械保护作用：焊接时，药皮中产生大量气体，使熔）机械保护作用：焊接时，药皮中产生大量气体，使熔化金属与空气隔绝，形成保护层。药皮溶化后形成熔渣，化金属与空气隔绝，形成保护层。药皮溶化后形成熔渣，熔渣密度小，浮于熔化金属上，也起到隔绝空气的作用。熔渣密度小，浮于熔化金属上，也起到隔绝空气的作用。v2 2）冶金处理作用：药皮中加入了脱氧剂，可以除去氧、）冶金处理作用：药皮中加入了脱氧剂，可以除去氧、硫等有害杂质，减小缺陷产生率，提高接头力学性能。硫等有害杂质，减小缺陷产生率，提高接头力学性能。v3 3）渗合金作用：一是由于焊接是个加热过程，所以有些）渗合金作用：一是由于焊接是个加热过程，所以有些元素会在焊接时通过烧损、蒸发、挥发等过程流失。这时元素会在焊接时通过烧损、蒸发、挥发等过程流失。这时候，需要在药皮中加入一定元素补充。二是对于某些性能候，需要在药皮中加入一定元素补充。二是对于某些性能要求的焊接接头，需要在药皮中加入特定元素提高其特殊要求的焊接接头，需要在药皮中加入特定元素提高其特殊性能。性能。v4 4）改善焊接工艺性能：一是加入低电离电位的物质，提）改善焊接工艺性能：一是加入低电离电位的物质，提高稳定性；二是形成套筒，提高挺直性。高稳定性；二是形成套筒，提高挺直性。2.4 焊条焊条v各种原材料根据其在焊条药皮中的作用可分为：各种原材料根据其在焊条药皮中的作用可分为： (1) (1) 稳稳弧弧剂剂 主主要要作作用用是是使使焊焊条条容容易易引引弧弧及及在在焊焊接接过过程程中中保保持持电电弧弧稳稳定定燃燃烧烧。作作为为稳稳弧弧剂剂的的原原材材料料主主要要是是一一些些含含有有一一定定数数量量低低电电离离电电位位易易电电离离元元素素的的物物质质，如如长长石石、水水玻玻璃璃、金金红红石石、钛钛白白粉粉、大大理理石石、云云母母、钛钛铁铁矿矿、还还原原钛钛铁铁矿等。矿等。 (2) (2) 造造渣渣剂剂 焊焊接接时时能能形形成成具具有有一一定定物物理理化化学学性性能能的的熔熔渣渣，保保护护焊焊接接熔熔滴滴和和熔熔池池金金属属，改改善善焊焊缝缝成成形形、作作为为造造渣渣剂剂的的原原材材料料有有大大理理石石、萤萤石石、白白云云石石、菱菱苦苦土土、长长石石、白白泥、云母、石英、金红石、钛白粉、钛铁矿等。泥、云母、石英、金红石、钛白粉、钛铁矿等。 (3) (3) 脱脱氧氧剂剂( (又又称称还还原原剂剂) ) 通通过过焊焊接接过过程程中中的的化化学学冶冶金金反反应应，降降低低焊焊缝缝金金属属中中的的氧氧含含量量，提提高高焊焊缝缝金金属属的的性性能能。脱脱氧氧剂剂主主要要是是含含有有对对氧氧亲亲和和力力大大的的元元素素铁铁合合金金及及其其金金属属粉粉，常用脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁、铝铁、硅钙合金等。常用脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁、铝铁、硅钙合金等。 2.4 焊条焊条 (4) (4) 造造气气剂剂 在在电电弧弧高高温温作作用用下下分分解解出出气气体体，形形成成保保护护气气氛氛，保保护护电电弧弧及及熔熔池池金金属属，防防止止周周围围空空气气中中氧氧和和氮氮的的侵侵入入。常常用用的的造造气气剂剂有有碳碳酸酸盐盐( (如如大大理理石石、白白云云石石、菱菱苦苦土土、碳碳酸酸钡钡等等) )及及有有机机物物( (如如木木粉粉、淀淀粉粉、纤维素、树脂等纤维素、树脂等) )。 (5) (5) 合合金金剂剂 用用于于补补偿偿焊焊接接过过程程中中合合金金元元素素的的烧烧损损及及向向焊焊缝缝中中过过渡渡合合金金元元素素，以以保保证证焊焊缝缝金金属属的的化化学学成成分分及及性性能能。根根据据需需要要可可选选用用各各种种铁铁合合金金( (如如锰锰铁铁、硅硅铁铁、铬铬铁铁、钢钢铁铁、钒钒铁铁、铌铌铁铁、硼硼铁铁、稀稀土土硅硅铁铁等等) )或纯金属或纯金属( (如金属锰、金属铬、镍粉、钨粉等如金属锰、金属铬、镍粉、钨粉等) )。 (6) (6) 增增塑塑剂剂 主主要要作作用用是是改改善善药药皮皮涂涂料料在在焊焊条条压压涂涂过过程程中中的的塑塑性性、弹弹性性及及流流动动性性，提提高高焊焊条条的的压压涂涂质质量量，使使焊焊条条药药皮皮表表面面光光滑滑面面不不开开裂裂。通通常常选选用用有有一一定定弹弹性性、滑滑性性或或吸吸水水后后有有一一定定膨膨胀胀特特性性的的物物料料，如如云云母母、白泥、钛白粉、滑石粉、固体水玻璃、纤维素等。白泥、钛白粉、滑石粉、固体水玻璃、纤维素等。 (7) (7) 粘粘结结剂剂 使使药药皮皮物物料料牢牢固固地地粘粘结结在在焊焊芯芯上上，并并使使焊焊条条药药皮皮烘烘干干后后具具有有一一定定的的强强度度。在在焊焊接接冶冶金金过过程程中中不不对对熔熔池池和和焊焊缝缝金金属属产产生生有有害害作作用用。常常用用粘粘结结剂剂是是水水玻玻璃璃（钾钾、钠钠及及其其混混合合水水玻玻璃璃）及及酚酚醛醛树树脂脂、树树胶等。胶等。2.4 焊条焊条2.4.22.4.2焊条的分类焊条的分类1 1）按焊芯成分分类）按焊芯成分分类2 2）按用途分类）按用途分类2.4 焊条焊条 3 3）按熔渣的酸碱性分类）按熔渣的酸碱性分类 主主要要是是根根据据焊焊接接熔熔渣渣的的碱碱度度，即即按按熔熔渣渣中中碱碱性性氧氧化化物物与酸性氧化物的比例来划分。与酸性氧化物的比例来划分。 a. a.酸性焊条酸性焊条 药药皮皮中中含含有有大大量量的的TiOTiO2 2、SiOSiO2 2等等酸酸性性造造渣渣物物及及一一定定数数量的碳酸盐等，熔渣氧化性强，熔渣碱度系数小于量的碳酸盐等，熔渣氧化性强，熔渣碱度系数小于1 1。 酸酸性性焊焊条条焊焊接接工工艺艺性性好好，电电弧弧稳稳定定，可可交交、直直流流两两用用，飞飞溅溅小小、熔熔渣渣流流动动性性和和脱脱渣渣性性好好，熔熔渣渣多多呈呈玻玻璃璃状状，较较疏疏松、脱渣性能好，焊缝外表美观。松、脱渣性能好，焊缝外表美观。 酸酸性性焊焊条条的的药药皮皮中中含含有有较较多多的的二二氧氧化化硅硅、氧氧化化铁铁及及氧氧化化钛钛，氧氧化化性性较较强强，焊焊缝缝金金属属中中的的氧氧含含量量较较高高，合合金金元元素素烧烧损损较较多多，合合金金过过渡渡系系数数较较小小，熔熔敷敷金金属属中中含含氢氢量量也也较较高高，因而焊缝金属塑性和韧性较低。因而焊缝金属塑性和韧性较低。2.4 焊条焊条 b. b. 碱性碱性( (低氢型低氢型) )焊条焊条 药药皮皮中中含含有有大大量量的的碱碱性性造造渣渣物物( (大大理理石石、萤萤石石等等) )，并并含含有有一一定定数数量量的的脱脱氧氧剂剂和和渗渗合合金金剂剂。碱碱性性焊焊条条主主要要靠靠碳碳酸酸盐盐( (如如CaCOCaCO3 3等等) )分分解解出出COCO2 2作作保保护护气气体体，弧弧柱柱气气氛氛中中的的氢氢分分压压较较低低，而而且且萤萤石石中中的的氟氟化化钙钙在在高高温温时时与与氢氢结结合合成成氟氟化化氢氢(HF)(HF)，降降低低了了焊焊缝缝中中的的含含氢氢量量，故故碱碱性性焊焊条条又又称称为为低低氢氢型型焊条。焊条。 碱碱性性渣渣中中CaOCaO数数量量多多，熔熔渣渣脱脱硫硫的的能能力力强强，熔熔敷敷金金属属的的抗抗热热裂裂纹纹的的能能力力较较强强。而而且且，碱碱性性焊焊条条由由于于焊焊缝缝金金属属中中氧氧和和氢氢含含量量低低，非非金金属属夹夹杂杂物物较较少少，具具有有较较高高的的塑塑性性和和冲冲击韧性。击韧性。 碱碱性性焊焊条条由由于于药药皮皮中中含含有有较较多多的的萤萤石石，电电弧弧稳稳定定性性差差，一一般般多多采采用用直直流流反反接接，只只有有当当药药皮皮中中含含有有较较多多量量的的稳稳孤孤剂剂时，才可以交、直流两用。时，才可以交、直流两用。 碱碱性性焊焊条条一一般般用用于于较较重重要要的的焊焊接接结结构构，如如承承受受动动载载荷荷或刚件较大的结构。或刚件较大的结构。2.4 焊条焊条4 4）按焊条药皮类型分类）按焊条药皮类型分类2.4 焊条焊条5 5）按焊条性能分类）按焊条性能分类 按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条。能而制造的专用焊条。 如：超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊如：超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。潮焊条、水下焊条、重力焊条等。2.4 焊条焊条v2.4.3 焊条的规格、型号及编制方法焊条的规格、型号及编制方法v1、规格、规格 焊条直径为焊条直径为2、2.5、3.2、4mm四种规格还有其他专用规格。焊四种规格还有其他专用规格。焊条的长度是以焊芯长度为准，一般为条的长度是以焊芯长度为准，一般为200450mm之间，主要取决于焊芯的之间，主要取决于焊芯的直径、材质和药皮类型等。直径、材质和药皮类型等。2.4 焊条焊条 焊条药皮偏心焊条药皮偏心 其中：其中：T1焊条断面药皮最焊条断面药皮最大厚度大厚度+焊芯直径焊芯直径 T2同一断面药皮最同一断面药皮最小厚度小厚度+焊芯直径焊芯直径 2.4 焊条焊条v药皮偏芯度应符合如下规定：药皮偏芯度应符合如下规定：v直直径径等等于于或或小小于于2.5mm2.5mm的的焊焊条条，偏偏芯芯度度不不大大于于7%7%；v直直径径为为3.2mm3.2mm和和4mm4mm的的焊焊条条，偏偏芯芯度度不不大大于于5%5%；v直径大于等于直径大于等于5mm5mm焊条，偏芯度不大于焊条，偏芯度不大于4%4%。v2、编制方法（书、编制方法（书P51页）页）2.4 焊条焊条v2.4.4 焊条的选用原则焊条的选用原则v1）焊件材料的化学成分和机械性能；）焊件材料的化学成分和机械性能；v2）焊件的工作条件和使用性能；）焊件的工作条件和使用性能；v3）焊焊件件的的结结构构特特点点（考考虑虑焊焊件件几几何何形形状状的的复复杂杂程程度度、刚刚性性大大小小、焊焊接接坡坡口口的的制制备备情情况及焊缝位置）；况及焊缝位置）；v4）施施工工现现场场的的设设备备情情况况（考考虑虑操操作作工工艺艺性性、设备及施工条件）；设备及施工条件）；v5）劳动条件、生产率和经济性。）劳动条件、生产率和经济性。2.4 焊条焊条v2.4.5焊条检验、保管及烘干焊条检验、保管及烘干v1、检验、检验v 1）药皮是否受潮）药皮是否受潮v 2）焊芯是否生锈）焊芯是否生锈v 3）偏心度）偏心度v 4）药皮是否脱落、针孔）药皮是否脱落、针孔2.4 焊条焊条v2 2、保管、保管 焊焊条条应应存存放放在在干干燥燥且且通通风风良良好好的的库库房房内内；重重要要焊焊接接工工程程使使用用的的焊焊条条，特特别别是是低低氢氢型型焊焊条条，最最好好存存放放在在专专用用的的仓仓库库内内，室室内内温温度度应应保保持持在在5 52525之间，相对湿度小于之间，相对湿度小于60%60%； 焊焊条条储储存存时时，必必须须放放置置在在距距地地面面垫垫高高300mm300mm的的专专用用货货架架上上，并并离离开开墙墙壁壁300mm300mm，并并用用标标签签注注明明焊焊条型号、牌号、批号、规格和数量；条型号、牌号、批号、规格和数量；2.4 焊条焊条v3 3、烘干、烘干v焊条在存放时会从空气中吸收水分而受潮，会影响工艺性焊条在存放时会从空气中吸收水分而受潮，会影响工艺性能和焊缝质量，因此焊条能和焊缝质量，因此焊条( (特别是碱性焊条特别是碱性焊条) )在使用前必须在使用前必须烘干。一般酸性焊条烘干温度为烘干。一般酸性焊条烘干温度为7575150150，保温，保温1 12h2h；碱性焊条为碱性焊条为350 350 400 400，保温，保温1 12h2h。v烘焙温度不宜过高，否则会使焊条中烘焙温度不宜过高，否则会使焊条中 的有益元素损失。的有益元素损失。v烘焙温度不能骤升骤降，否则药皮容烘焙温度不能骤升骤降，否则药皮容 易脱落。易脱落。v可以将未用完的焊条重新放回烘干箱可以将未用完的焊条重新放回烘干箱 烘干，但是焊条累计烘干次数一般不烘干，但是焊条累计烘干次数一般不 宜超过宜超过3 3次。次。2.5 焊接工艺v焊接接头性能好坏与工艺的制定密切相关，焊接焊接接头性能好坏与工艺的制定密切相关，焊接工艺包括：工艺包括：v1.焊接方法的选择焊接方法的选择v2.接头的选择接头的选择v3.坡口的选择与制备坡口的选择与制备v4.焊接参数的选择焊接参数的选择2.5 焊接工艺v2.5.1 焊接方法的选择焊接方法的选择 对于焊件，首先要分析其物理特性、化学特对于焊件，首先要分析其物理特性、化学特性以及结构特性，然后再选择适合它的焊接方法。性以及结构特性，然后再选择适合它的焊接方法。这一章，已经确定了是焊条电弧焊方法，所以跳这一章，已经确定了是焊条电弧焊方法，所以跳过第一点。过第一点。2.5 焊接工艺v2.5.2 焊接接头焊接接头 焊接接头有很多种，常用的焊接接头有很多种，常用的4种有：对接、角种有：对接、角接、接、T型和搭接接头。型和搭接接头。 2.5 焊接工艺v1 1）对接接头）对接接头v两焊件端面小于两焊件端面小于3030，大于，大于135135的接头叫对接接的接头叫对接接头。对接接头是理想的接头形式，其优点是应力头。对接接头是理想的接头形式，其优点是应力集中最小，强度高，残余应力小。集中最小，强度高，残余应力小。v2 2）T T型接头（或十字形接头）型接头（或十字形接头）v一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头叫角的接头叫T T型接头。若两焊接厚度不同，这时候型接头。若两焊接厚度不同，这时候焊接设计时照顾薄的一端。焊接设计时照顾薄的一端。v特点：特点：a.a.能承受各方面的力能承受各方面的力v b. b.焊趾出容易出现应力集中焊趾出容易出现应力集中2.5 焊接工艺v3 3）角接接头）角接接头v两焊件端面间构成大于两焊件端面间构成大于3030，小于，小于135135夹角的接夹角的接头叫角接接头。用于箱形结构居多，由于少了一头叫角接接头。用于箱形结构居多，由于少了一边，所以比边，所以比T T型接头在抵抗各种方向力的时候稍差。型接头在抵抗各种方向力的时候稍差。v4 4）搭接接头）搭接接头v两焊件部分重叠构成的接头叫搭接接头。两焊件部分重叠构成的接头叫搭接接头。v特点：拘束力大，焊后残余应力大，且容易发生特点：拘束力大，焊后残余应力大，且容易发生错边变形，应力分布不均匀，疲劳强度较低，不错边变形，应力分布不均匀，疲劳强度较低，不是理想的接头。但焊前准备和装配工作简单。是理想的接头。但焊前准备和装配工作简单。v2.5.3 2.5.3 坡口的选择坡口的选择v1.1.定义：坡口指根据设计或工艺要求，在焊件的定义：坡口指根据设计或工艺要求，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽。待焊部位加工成一定几何形状的沟槽。v2.2.坡口的作用：坡口的作用：使热源（电弧或火焰）能深入焊缝根部，保证根部焊透。便于操作和清理焊渣。调整焊缝成形系数，获得较好焊缝成形。调节基本金属与填充金属的比例。有利于控制焊接变形和焊接应力2.5 焊接工艺v3.3.选择坡口的原则选择坡口的原则 v为获得高质量的焊接接头，应选择适当的坡口型式。为获得高质量的焊接接头，应选择适当的坡口型式。坡口的选择，主要取决于母材厚度、焊接方法和工坡口的选择，主要取决于母材厚度、焊接方法和工艺要求。选择时，应注意以下问题：艺要求。选择时，应注意以下问题： 1 1）尽量减少填充金属量。）尽量减少填充金属量。 2 2）坡口形状容易加工。）坡口形状容易加工。 3 3）便于焊工操作和清渣。）便于焊工操作和清渣。 4 4）焊后应力和变形尽可能小。）焊后应力和变形尽可能小。v4.4.坡口的加工坡口的加工v坡口加工方法有氧坡口加工方法有氧- -乙炔火焰或氧乙炔火焰或氧- -液化石油气火焰液化石油气火焰切割、等离子切割、碳弧气刨、刨削、车削等。切割、等离子切割、碳弧气刨、刨削、车削等。坡坡口加工以机械方法为宜口加工以机械方法为宜。2.5 焊接工艺v5.5.坡口的形式坡口的形式v根据被焊工件的形状（板状、管状等）、结构特点、工件的厚度和根据被焊工件的形状（板状、管状等）、结构特点、工件的厚度和承载要求等，接头的坡口型式一般分为下列几种：承载要求等，接头的坡口型式一般分为下列几种：v对接接头：对接接头：v 1 1）V V形坡口：最常用的坡口形式。这种坡口便于加工，焊接时为形坡口：最常用的坡口形式。这种坡口便于加工，焊接时为单面焊，不用翻转焊件，但焊后容易产生焊接变形。单面焊，不用翻转焊件，但焊后容易产生焊接变形。v 2 2）X X形坡口：在同样厚度下，较形坡口：在同样厚度下，较V V形坡口能减少焊缝金属约形坡口能减少焊缝金属约1/2,1/2,并且是对称焊接，焊接变形小，但缺点是要翻转焊件。并且是对称焊接，焊接变形小，但缺点是要翻转焊件。v 3 3）U U形坡口：焊件厚度相同条件下形坡口：焊件厚度相同条件下U U形坡口的空间比形坡口的空间比V V形坡口小得形坡口小得多，所以焊件厚度较大，只能单面焊时，为提高生产率，常采用多，所以焊件厚度较大，只能单面焊时，为提高生产率，常采用U U形坡口。形坡口。v 4 4）I I形坡口：即不开坡口，这种坡口省去加工环节，但是填充金形坡口：即不开坡口，这种坡口省去加工环节，但是填充金属多，且常常成形系数不良造成焊接各种缺陷，所以一般在焊接薄属多，且常常成形系数不良造成焊接各种缺陷，所以一般在焊接薄件的时候使用。件的时候使用。v另外还有双另外还有双U U形、单边形、单边V V形等坡口形式。形等坡口形式。2.5 焊接工艺2.5 焊接工艺V、U和X形坡口对比坡口形式坡口形式比比 较较 条条 件件加工加工焊缝填焊缝填充金属量充金属量焊件翻转焊件翻转焊后变形焊后变形V方便方便较多较多不需要不需要较大较大U复杂复杂少少不需要不需要较小较小X方便方便较少较少需要需要小小2.5 焊接工艺2.5 焊接工艺vT T形接头形接头v若若T T形接头的焊缝要求承受载荷，则应按照钢板厚形接头的焊缝要求承受载荷，则应按照钢板厚度和对结构强度的要求，分别选用不开坡口、单度和对结构强度的要求，分别选用不开坡口、单边边V V形、形、K K形等坡口形式。使接头能焊透，保证接形等坡口形式。使接头能焊透，保证接头强度。一般来说，焊缝正面比焊缝背面强度大头强度。一般来说，焊缝正面比焊缝背面强度大30%30%。 2.5 焊接工艺v角接接头角接接头v根据坡口型式的不同，分为不开坡口、单边根据坡口型式的不同，分为不开坡口、单边V形、形、V形及形及K形等形等4种型式。种型式。2.5 焊接工艺v搭接接头搭接接头v根据结构形式和对强度要求不同，分为不开破口、根据结构形式和对强度要求不同，分为不开破口、圆孔内塞焊和长孔内角焊等圆孔内塞焊和长孔内角焊等3种。种。v为保持搭接焊缝的强度，一般要求不开坡口搭接为保持搭接焊缝的强度，一般要求不开坡口搭接长度大于母材厚度长度大于母材厚度5倍，最小不得小于倍，最小不得小于30mm。 v2.5.4 2.5.4 焊接位置焊接位置v焊接位置一般在工装设计的时候已经确定，我们学习一下焊接位置一般在工装设计的时候已经确定，我们学习一下各种位置的特点各种位置的特点v1.1.板板板对接接头焊接位置板对接接头焊接位置v 1 1）平焊平焊 即被焊工件与地面平行，被焊接口的正面朝上，即被焊工件与地面平行，被焊接口的正面朝上，焊工俯身进行施焊的一种空间位置。焊工俯身进行施焊的一种空间位置。v 2 2）立焊立焊 工件与地面相垂直，被焊的接口（长度方向）工件与地面相垂直，被焊的接口（长度方向）垂直地面，接口的正面朝向焊工的空间位置。垂直地面，接口的正面朝向焊工的空间位置。v 3 3）横焊横焊 工件与地面相垂直，被焊的接口（长度方向）工件与地面相垂直，被焊的接口（长度方向）平行于地面，接口的正面朝向焊工，由左（或右）向右平行于地面，接口的正面朝向焊工，由左（或右）向右（或左）施焊的一种空间位置。（或左）施焊的一种空间位置。v 4 4）仰焊仰焊 工件与地面相平行，被焊接口的正面朝下，焊工件与地面相平行，被焊接口的正面朝下，焊工仰面进行施焊的一种空间位置。工仰面进行施焊的一种空间位置。v 5 5）斜立焊斜立焊 工件与地面呈角度的空间位置。工件与地面呈角度的空间位置。2.5 焊接工艺 平焊(1G) 横焊(2G) 立焊(3G) 仰焊(4G)2.5 焊接工艺v2.2.板状板状T T型接头焊接位置型接头焊接位置：有船形焊、平角焊、立角焊、有船形焊、平角焊、立角焊、仰角焊。仰角焊。v 1 1）船形焊）船形焊 T T型接头处于平焊位置进行的焊接称为船形型接头处于平焊位置进行的焊接称为船形焊，用焊，用1F1F表示。表示。v 2 2）平角焊）平角焊 焊缝倾角焊缝倾角0 0，180180的角接位置称为平角焊的角接位置称为平角焊位置，用位置，用2F2F表示。在平角焊位置进行的焊接称为平角焊。表示。在平角焊位置进行的焊接称为平角焊。v 3 3）立角焊）立角焊 焊缝与水平位置垂直的焊接位置称为立角焊焊缝与水平位置垂直的焊接位置称为立角焊位置，用位置，用3F3F表示。表示。v 4 4）仰角焊）仰角焊 焊缝倾角焊缝倾角0 0，180180的角焊位置称为仰角焊的角焊位置称为仰角焊位置，用位置，用4F4F表示。在仰角焊位置进行的焊接称为仰角焊。表示。在仰角焊位置进行的焊接称为仰角焊。 2.5 焊接工艺v船形焊（1F） 平角焊（2F） 立角焊（3F） 仰角焊（4F） 2.5 焊接工艺v3.3.管管- -管对接接头的焊接位置管对接接头的焊接位置 管状对接接头的焊接位置有水平转动、水平固定、垂管状对接接头的焊接位置有水平转动、水平固定、垂直固定和斜直固定和斜45 45 固定四种位置。固定四种位置。 1 1）水平转动）水平转动 管子转动，焊缝始终处于平焊位置，用管子转动，焊缝始终处于平焊位置，用1G1G表示。是铁塔加工中最常见的焊接位置。表示。是铁塔加工中最常见的焊接位置。 2 2）水平固定）水平固定 管子与地面平行置放，对接口垂直于地面，管子与地面平行置放，对接口垂直于地面，它包括平、立、仰它包括平、立、仰3 3个位置，通常称为全位置焊，用个位置，通常称为全位置焊，用5G5G表表示。焊接时，基本上都是由下向上施焊。示。焊接时，基本上都是由下向上施焊。 3 3）垂直固定）垂直固定 管子与地面垂直置放，对接口平行于地面，管子与地面垂直置放，对接口平行于地面，用用2G2G表示。焊接时，围绕接口水平施焊。表示。焊接时，围绕接口水平施焊。 4 4）斜）斜45 45 固定焊固定焊 管子与地面倾斜管子与地面倾斜45 45 用用6G6G表示。表示。2.5 焊接工艺 水平转动（1G） 水平固定（5G） 垂直固定（2G） 斜45固定（6G）2.5 焊接工艺插入式骑坐式v4.4.管管- -板角接板角接v可以分为可以分为插入式管板插入式管板和和骑骑坐式管板坐式管板两类。根据空间两类。根据空间位置不同，每类管板又可位置不同，每类管板又可分为垂直固定俯焊，垂直分为垂直固定俯焊，垂直固定仰焊和水平固定全位固定仰焊和水平固定全位置焊三种。置焊三种。2.5 焊接工艺2.5 焊接工艺2.5 焊接工艺v2.5.5 焊接参数选择焊接参数选择v焊条电弧焊主要参数有：焊条直径、焊接电流、焊条电弧焊主要参数有：焊条直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层数。焊接电压、焊接速度、焊接层数。v各个焊接参数不仅要适当，还要相互匹配，在焊各个焊接参数不仅要适当，还要相互匹配，在焊接工艺设计时，可以只留一个或两个变量，其他接工艺设计时，可以只留一个或两个变量，其他固定，逐步找到最合适焊件的参数。并通过焊接固定，逐步找到最合适焊件的参数。并通过焊接工艺评定来判断是否合格。工艺评定来判断是否合格。v1.焊条直径的选择焊条直径的选择v焊条直径的选择主要取决于被焊工件的厚度。另外还应考虑接头型式、焊条直径的选择主要取决于被焊工件的厚度。另外还应考虑接头型式、焊缝位置、焊接层次等。在厚板多层焊时，底层焊缝所选用的焊条直焊缝位置、焊接层次等。在厚板多层焊时，底层焊缝所选用的焊条直径一般较小，以后几层可适当选用大直径的焊条。角接和搭接可以选径一般较小，以后几层可适当选用大直径的焊条。角接和搭接可以选用比对接较大直径的焊条。立焊、横焊、仰焊时焊条直径一般不超过用比对接较大直径的焊条。立焊、横焊、仰焊时焊条直径一般不超过4mm。焊件厚度焊件厚度（mm）234561213焊条直径焊条直径（mm）2.53.22.53.23.2446焊条直径与焊件厚度的关系焊条直径与焊件厚度的关系2.5 焊接工艺焊接工艺v2.2.焊接电流的选择焊接电流的选择v焊接电流是焊条电弧焊中最重要的工艺参数，也是焊工在实际操作过焊接电流是焊条电弧焊中最重要的工艺参数，也是焊工在实际操作过程中需要调节的参数。焊接时，使用电流的大小，根据选定的焊条牌程中需要调节的参数。焊接时，使用电流的大小，根据选定的焊条牌号和直径；被焊工件的接头型式；焊接空间位置；焊件的厚度和焊接号和直径；被焊工件的接头型式；焊接空间位置；焊件的厚度和焊接层数等因素而确定。主要根据焊条直径。在工件厚度大、角焊缝、环层数等因素而确定。主要根据焊条直径。在工件厚度大、角焊缝、环境温度较低、散热较快等情况下，可选用电流范围的上限，而在工件境温度较低、散热较快等情况下，可选用电流范围的上限，而在工件厚度不大，在立、横、仰焊位置和使用碱性焊条时，应适当减小焊接厚度不大，在立、横、仰焊位置和使用碱性焊条时，应适当减小焊接电流。在保证不出现焊接缺陷的情况下，尽量采用较大的电流。电流。在保证不出现焊接缺陷的情况下，尽量采用较大的电流。v使用碳钢焊条时，焊接电流和焊条直径的关系可由下列经验公式确定：使用碳钢焊条时，焊接电流和焊条直径的关系可由下列经验公式确定：vI=KdI=Kd k k焊接电流经验系数。焊接电流经验系数。 2.5 焊接工艺焊条直径焊条直径（mm）1.62.02.53.24.05.06.0焊接电流焊接电流（A）204040655080100130160210260270260300各种直径焊条使用电流参考值各种直径焊条使用电流参考值焊条直径焊条直径（mm）1.622.53.246经验系数经验系数K2025253030404050焊条经验系数焊条经验系数2.5 焊接工艺v3.电弧电压电弧电压v焊条电弧焊时，电弧电压是由焊工根据具体情况灵活掌焊条电弧焊时，电弧电压是由焊工根据具体情况灵活掌握的。电弧电压的选择原则一是保证焊缝具有所要求的握的。电弧电压的选择原则一是保证焊缝具有所要求的尺寸和外形，二是保证焊透。电弧电压主要决定于弧长。尺寸和外形，二是保证焊透。电弧电压主要决定于弧长。电弧越长，电弧电压越高，反之则低。电弧越长，电弧电压越高，反之则低。v电弧过长，电弧燃烧不稳定，熔深浅，飞溅增加，易产电弧过长，电弧燃烧不稳定，熔深浅，飞溅增加，易产生气孔、咬边、未焊透等缺陷。生气孔、咬边、未焊透等缺陷。v电弧过短，容易粘焊条，且不易观察熔池，若伸入熔池电弧过短，容易粘焊条，且不易观察熔池，若伸入熔池搅拌，更是会出现夹渣、气孔等缺陷。搅拌，更是会出现夹渣、气孔等缺陷。v一般情况下，电弧长度等于焊条直径的一般情况下，电弧长度等于焊条直径的0.51倍为好，倍为好，相应的电弧电压为相应的电弧电压为1625V。碱性焊条电弧长度取焊。碱性焊条电弧长度取焊条直径一半较好，酸性焊条允许长些一些，在焊接过程条直径一半较好，酸性焊条允许长些一些，在焊接过程中，应尽可能用短弧焊接。中，应尽可能用短弧焊接。2.5 焊接工艺v4.施焊速度施焊速度v焊接速度的快慢是根据焊件的厚度大小（散热焊接速度的快慢是根据焊件的厚度大小（散热快慢）、焊接层次和焊缝空间位置确定的。在快慢）、焊接层次和焊缝空间位置确定的。在保证焊缝所要求的尺寸和质量的前提下，由焊保证焊缝所要求的尺寸和质量的前提下，由焊工根据情况灵活掌握。速度过慢，热影响区加工根据情况灵活掌握。速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成宽，晶粒粗大，变形也大；速度过快，易造成未焊透、未熔合、焊缝成型不良等缺陷。未焊透、未熔合、焊缝成型不良等缺陷。2.5 焊接工艺v5.焊接层次焊接层次v焊接层次的多少与焊件厚薄、焊条直径大小有关。在厚焊接层次的多少与焊件厚薄、焊条直径大小有关。在厚板焊接时，必须采用多层多道焊；其显微组织较细，热板焊接时，必须采用多层多道焊；其显微组织较细，热影响区较窄。前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而影响区较窄。前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用，因此，焊缝的后一条焊道对前一条焊道起热处理作用，因此，焊缝的强度、韧性提高。强度、韧性提高。v焊缝层数对接头性能有明显影响。焊接层数少，每层焊焊缝层数对接头性能有明显影响。焊接层数少，每层焊缝厚度太大时，由于晶粒粗化，导致焊接接头强度和韧缝厚度太大时，由于晶粒粗化，导致焊接接头强度和韧性降低。性降低。v焊条直径越大，焊接层次越少。每层厚度尽量不大于焊条直径越大，焊接层次越少。每层厚度尽量不大于45mm，每层厚度等于焊条直径的，每层厚度等于焊条直径的0.81.2时，生产时，生产率较高，并且比较容易操作。率较高，并且比较容易操作。v每道焊缝宽度一般不大于焊条直径每道焊缝宽度一般不大于焊条直径5倍。倍。2.5 焊接工艺材料连接方法与工艺材料连接方法与工艺重庆公共运输职业学院www.themegallery.com