手工电弧焊工艺.ppt
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1、第二章 手工电弧焊工艺,一 学习目标 熟练掌握本章的基本概念,了解焊条电弧焊的焊接过程及特点。理解并掌握焊接接头形式和焊缝形式;了解焊缝符号的表示;掌握焊条电弧焊工艺的特点及工艺参数的选择,能够正确分析手工电弧焊焊接缺陷并能选择相应的减小或防止措施。 二 重点 1)焊接接头形式和焊缝形式。 2)手工电弧焊焊接工艺参数的选择 3)手工电弧焊焊接缺陷及相应的减小或防止措施。 三 难点 手工电弧焊焊接工艺参数的选择,焊条电弧焊的原理及特点,一、焊条电弧焊的焊接过程 焊条电弧焊通常用英文简称SMAW(Shielded Metal Arc Welding)表示。 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧
2、焊方法。 焊条电弧焊的过程如图所示: 焊缝质量有很多因素决定,如母材 金属和焊条质量、焊前的清理程度、 焊时电弧的稳定情况、焊接参数、 焊接操作技术、焊后冷却速度、以及 焊后热处理等。,二、焊条电弧焊的特点 1焊条电弧焊具有以下优点: (1)操作灵活,适应性强。 设备简单,不受焊缝空间位置、接头形式及操作场合的限制。 (2)对焊接接头的装配要求低。 (3)可焊材料广,常用于低碳钢、低合金结构钢的焊接。 2焊条电弧焊具有以下缺点: (1)生产率低,劳动强度大。 (2)焊缝质量依赖性强,一、焊接接头形式、坡口和焊缝 1、接头形式 焊接接头:在焊件需连接部位,用焊接方法制造而成的接头称为焊接接头,一
3、般 简称接头。 组成:以熔化焊为例,焊接接头由焊缝金属、熔合区和热影响区组成, 熔化焊焊接接头的组成,如图所示。 a)对接接头断面图 b)搭接接头断面图 1-焊缝金属 2-熔合区 3-热影响区 4-母材,2.1 焊接接头形式和焊缝形式,对接接头:两焊件端面相对平行的接头。 T型接头:一焊件表面与另一焊件面构成直角或近似直角的接头。 角接接头:两钢板端面构成大于30度小于135度夹角的接头。 搭接接头:两钢板部分重叠构成的接头。,(1)对接接头 对接接头是各种接头中受力最好、最省材料的接头形式, 常用的对接接头形式如图所示。,a)不开坡口 b)开坡口 c)削薄 d)带垫板,(2)T形(十字)接头
4、,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,用角焊缝连接起来的接头,称为T形(十字)接头。 这类接头能承受各种方向的外力和力矩的作用。 常见的T形接头的形式如图所示。 a)单面不开坡口 b)开K形坡口 c)开单边V形坡口 d)双面不开坡口,(3)角接接头,角接接头多用于箱形构件, 常见的角接接头的形式如图所示。 a)简单角接接头 b)双面角接接头 c)开V形坡口 d)开K形坡口 e)、f)易装配角接接头 g)保证准确直角的角接接头 h)不合理的角接接头,(4)搭接接头,两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头称为搭接接头。 搭接接头的应力分布极不均匀,疲劳强度较低,不是理想的接头形式。
5、 但是,搭接接头的焊前准备和装配工作比较简单, 所以在受力较小的焊接结构中仍能得到广泛的应用。 常见的搭接接头的形式如图所示。 a)不开坡口 b)圆孔内塞焊 c)长孔内塞焊,2、焊缝形式 焊缝是焊件经焊接后所形成的结合部位。,焊缝形式的空间位置, 焊缝位置应便于焊接操作,不合理,合理,2.2 焊缝的符号,焊缝符号是把在图样上用技术制图的方法表示的焊缝基本形式和尺寸采用一些符号来表示的方法。 焊缝符号可以表示出: (1)所焊焊缝的位置; (2)焊缝横截面形状及坡口尺寸; (3)焊缝表面形状特征; (4)焊缝某些特征及其他的要求等。,1、焊缝符号的组成,焊缝符号一般由基本符号和指引线组成,必要时可
6、以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸及数据。 (1)基本符号 表示焊缝端面(坡口)形状的符号,见表。 下表是焊缝的基本符号,2、辅助符号,表示焊缝表面形状特征的符号,如书上表2-3所示。当不需要确切说明焊缝的表面形状时,可以不用辅助符号。,3、符号在图样上的位置 焊接符号必须通过指引线及有关规定才能准确无误地表示焊缝。 (1)指引线由带箭头的箭头线和两条基准线两部分组成。,(2)符号及数据的标准位置,如下图所示为焊缝尺寸符号及数据的标准位置。,标注原则如下:,a 焊缝横截面上的尺寸标注在基本符号的左侧; b焊缝长度方向的尺寸标注在基本符号的右侧; c坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标注在基本
7、符号的上侧和下侧; d相同焊缝数量符号标注在尾部; f当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时,可在数据前面增加相应的尺寸符号。,4、焊缝尺寸符号,用来代表焊缝的尺寸要求,如下表所示为常用焊缝尺寸符号。 当需要注明尺寸要求时才标注。,5、识别焊缝代号的基本方法,1)根据箭头的指引方向了解焊缝在焊件上的位置。 2)看图样上焊件的结构形式(即组焊焊件的相对位置)识别出接头形式。 3)通过基本符号可以识别焊缝形式(即坡口形式), 基本符号上下标有坡口角度及对装间隙 4)通过基准线的尾部标注可以了解: 采用的焊接方法、对焊接的质量要求、以及无损检验要求。,实例 焊缝代号应用实例如图 a所示为T形接头的焊缝
8、形式,b所示为焊缝代号标注。焊缝代号表达的含义是:采用等双面角焊缝,且焊脚尺寸K=5mm,在工地上用焊条电弧焊施焊。,a) b),焊缝形式及代号标注,2.3 焊接工艺参数及选择(重点、难点) 焊接工艺参数的内容;、U、V 1、焊条直径:2.0、3.2、4.0mm 选择依据:板厚、位置、层数、接头形式 (原则:能大则大效率高),三、焊条电弧焊的基本操作技术 引弧 (1)划擦法-先将焊条对准焊件,再将焊条像划火柴似的在焊件表面轻轻划擦,引燃电弧,然后迅速将焊条提起2-4mm,并使之稳定燃烧, (2) 直击法-将焊条末端对准焊件,然后手腕下弯,使焊条轻微碰一下焊件,再迅速将焊条提起24mm,引燃电弧
9、后手腕放平,使电弧保持稳定燃烧。这种引弧方法不会使焊件表面划伤,又不受焊件表面大小、形状的限制, 所以是在生产中主要采用的引弧方法。但操作不易掌握,需提高熟练程度。,2运条 运条是焊接过程中最重要的环节,它直接影响焊缝的外表成形和内在质量。电弧引燃后,一般情况下焊条有三个基本运动: 朝熔池方向逐渐送进 沿焊接方向逐渐移动 横向摆动 常用的运条方法 : (1) 直线形运条法 (2) 直线往复运条法 (3) 锯齿形运条法 (4) 月牙形运条法 (5) 三角形运条法 (6) 圆圈形运条法,3焊缝收尾 焊缝收尾时,为了不出现尾坑,焊条应停止向前移动,而采用划圈收尾法或反复断弧法等自下而上地慢慢拉断电弧
10、,以保证焊缝尾部成形良好。 (1) 划圈收尾法-焊条移至焊道的终点时,利用手腕的动作做圆圈运动,直到填满弧坑再拉断电弧。该方法适用于厚板焊接,用于薄板焊接会有烧穿危险。 (2) 反复断弧法-焊条移至焊道终点时,在弧坑处反复熄弧、引弧数次,直到填满弧坑为止。该方法适用于薄板及大电流焊接,但不适用于碱性焊条,否则会产生气孔。 (3)转移收尾法-焊条移到焊缝终点时,在弧坑处稍作停留,将电弧慢慢拉长,引到焊缝边缘的母材坡口内。适用于碱性焊条,在焊条的更换,临时停弧时常用。,实例1,16Mn钢是我国应用最广的热轧钢,主要用于制造锅炉、高压容器、桥梁、船舶、车辆、输油输气管道、大型钢结构等设备。现以两焊件
11、厚度为8mm的16Mn钢的手工电弧焊对接焊接工艺为例,说明手工电弧焊焊接工艺。,一、焊前准备 1.根据16Mn钢强度等级,焊接材料选用与母材相等强度等级的牌号为J507的焊条。焊条直径要根据焊件的厚度和坡口形式选择,如果工件厚度大于6 mm对接焊时,为确保焊透强度,在板材的对接边沿开切V形或X形坡口,坡口角度为60,钝边p=01 mm ,装配间隙b01 mm,如图2-14a和b所示。当板厚差4 mm时,应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理,如图2-14c。本例中采用图2-14a中的坡口形式。所以焊条直径选为3.2mm或4mm。 a) b),c) 图2-14 焊接坡口形式,4.焊条烘焙:酸性药皮类
12、型焊条焊前烘焙1502保温2小时;碱性药皮类焊条焊前必须进行3003502烘焙,并保温2小时才能使用。 5.焊前接头清洁要求,在坡口或焊接处两侧30 mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水、铁锈等脏物及氧化皮,必须清除干净。,三、焊接 1、焊接时,本例若是平焊位置焊接焊接参数如表所示,当立、横、仰焊时焊接电流应降低1015;大于16 mm板厚焊接底层选3.2mm焊条,角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。 2.为使对接焊缝焊透,其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。 3.厚件焊接,应严格控制层间温度,各层焊缝不宜过宽,应考虑多道多层焊接。多层焊接时,下一层焊开始前应将上层焊缝的药皮、飞溅等
13、清除干净,多层焊每层焊缝厚度不超过34mm。 4.对接焊缝正面焊接后,反面使用碳弧气刨,并进行封底焊接。 表2-8 手工电弧焊焊接工艺参数,四、焊缝质量要求 1、重要结构对接焊缝按各项设计技术要求进行一定数量的X光或超声波焊缝内部检查,并按设计规定级别评定。 2、外表焊缝检查:所有结构焊缝全部进行检查,其焊缝外表质量要求: (1)焊缝直线度:任何部位在100mm内直线度应2mm。 (2)焊缝咬边:当板厚6mm,d0.3mm,局部d0.5mm; 当板厚6mm,d0.3mm,局部d0.5mm(d为咬边深度) (3)焊缝不允许低于工件表面及裂缝,未熔合等缺陷存在。 (4)全部焊接缺陷允许进行修补,修
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