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2014年造价工程师安装工程专业内部资料:切割与焊接

来源:233网校 2014-08-29 00:00:00
  (二)常用焊接材料及设备
  1.焊接材料
  (1)手工电弧焊焊接材料。
  1)焊条的组成。焊条是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极,由药皮和焊芯两部分组成。焊条的直径通常为3.2、4、5或6mm等几种规格,常用的是3.2、4和5mm三种,其长度一般在250~450mm之间。
  ①焊芯。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时,焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。
  ②药皮。压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。药皮是由各种矿物类、铁合金有机物和化工产品(水玻璃类)原料组成。药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光杆焊条焊接,则在焊接过程中,空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属,将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化,并形成各种氧化物和氮化物残留在焊缝中,造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔,这些因素都能使焊缝的机械性能(强度、冲击值等)大大降低,同时使焊缝变脆。此外采用光杆焊条焊接,电弧很不稳定,飞溅严重,焊缝成形很差。
  药皮除具有机械保护作用,还要加入一些还原剂,使电弧燃烧中产生的氧化物还原,以保证焊缝质量。
  通过在焊条药皮中加入铁合金或纯合金元素,使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去,以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。
  总之,药皮的作用改善了焊接工艺性能,使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高。同时也保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能。
  2)焊条分类。
  ①按焊条的用途分类。
  ②按药皮的主要成分分类。
  ③按药皮熔化后的熔渣碱度分类。
  ④按特殊性能分类。
  3)焊条的选用原则。电弧焊时,通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、力学性能、焊接性和工作环境等要求,以及焊接结构的形状、受力情况和焊接设备类型等方面综合考虑,以决定选用哪种焊条。
  ①焊接材料的机械性能、化学成分。
  a.对于低碳钢、中碳钢和低合金钢,可选用与母材强度等级相应的焊条,其抗拉强度等于或稍高于母材。当受力情况复杂时,应选用比母材强度低一级的焊条,以保证焊缝既有一定的强度,又能有满意的塑性。
  b.对于合金结构钢,通常要求焊缝金属的合金成分与母材金属相同或相近。
  c.在对焊接结构受力复杂、刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的情况下,可以考虑选用比母材强度低一级别的焊条。以保证焊缝既有一定的强度,又能有良好的塑性。
  d.在母材中C、P、S等元素含量偏高时,焊缝易产生裂纹的情况下,应选用抗裂性能好的低氢型焊条。
  e.在焊条的强度确定之后,对于塑性、冲击性和抗裂性能要求较高(结构形状复杂、钢材厚、焊件受动荷载),低温条件下工作的焊缝应选用碱性焊条。
  f.当焊件焊口处有较多的铁锈、油污和氧化皮、水分等脏物,且又无法清理时,应选用对铁锈、油污和氧化皮、水分敏感性小和抗气孔性能较强的酸性焊条。
  g.低碳钢与低合金钢、不同强度等级的低合金钢等异种钢间的焊接,一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。
  ②焊件的工作条件与使用性能。
  4)焊接参数的选择方法。电弧焊的焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。
  ①焊条直径的选择。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素。在不影响焊接质量的前提下,为了提高劳动生产率,一般倾向于选择大直径的焊条。
  ②焊接电流的选择。焊接电流的大小,对焊接质量及生产率有较大影响。主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊缝空间位置及焊接层次等因素来决定,其中,最主要的因素是焊条直径和焊缝空间位置。另外,焊缝的空间位置不同,焊接电流的大小也不同。含合金元素较多的合金钢焊条,一般电阻较大,热膨胀系数大,焊接过程中电流大,焊条易发红,造成药皮过早脱落,影响焊接质量,且合金元素烧损多,因此焊接电流相应减小。
  ③电弧电压的选择。电弧电压是由电弧长来决定。电弧长,则电弧电压高;电弧短,则电弧电压低。在焊接过程中,电弧过长,会使电弧燃烧不稳定,飞溅增加,熔深减小,且外部空气易侵入,造成气孔等缺陷。因此,要求电弧长度小于或等于焊条直径,即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时,为了预热待焊部位或降低熔池温度,有时将电弧稍微拉长进行焊接,即所谓的长弧焊。
  ④焊接层数的选择。
  ⑤电源种类和极性的选择。
  极性的选择,则是根据焊条的性质和焊接特点的不同,利用电弧中阳极温度比阴极温度高的特点,选用不同的极性来焊接各种不同的焊件。一般情况下,使用碱性焊条或薄板的焊接,采用直流反接;而酸性焊条,通常选用正接。
  (2)埋弧焊焊接材料。
  1)焊丝。埋弧焊所用焊丝有实心焊丝与药芯焊丝两种。普遍使用的是实心焊丝,有特殊要求时使用药芯焊丝。
  2)焊剂。埋弧焊焊剂按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂,按制造方法分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂。
  2.焊接设备
  电弧焊的主要设备是弧焊机。弧焊机可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。交流弧焊机具有结构简单、价格低廉、保养和维护方便等优点。直流弧焊机具有焊接电流稳定、焊接质量高等优点。电弧焊的类型很多,包括手弧焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、水下电弧焊等。
  (1)手弧焊设备。
  (2)埋弧焊设备。
  (3)C0 2气体保护焊设备。
  (4)惰性气体保护焊设备。
  (5)等离子弧焊设备。
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