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发布时间:2021-03-01 09:38:52

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作者:金凤柱,陈永

出版社:机械工业出版社

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电焊工操作技术问答

电焊工操作技术问答试读:

前言

材料是社会发展和科技进步的物质基础,而任何材料只有形成构件才具有使用价值。焊接是使材料形成结构件的最简单、最有效、最经济的方法。焊接作为现代加工制造业中重要的连接手段,已经广泛应用于机械制造、航空航天、交通、建筑、化工、海洋工程等领域。特别是在焊接工程结构日益向高参数、大型化发展的今天,人们对焊接技术给予了越来越高的重视。焊接质量的优劣直接影响到产品的质量、可靠性、寿命以及生产成本。焊工操作技能培训也是提高劳动者素质、增强劳动者就业能力的有效措施。

本书从实用角度出发,面向焊工,以问答的形式,系统地讲解了常用焊接方法的操作要点和技巧,并给出了常见焊接缺欠及防止措施,具有极强的针对性和实用性。全书内容包括焊接技术基础知识、焊条电弧焊、钨极氩弧焊、CO气体保护焊四部分。本书图文结合,2难易适中,语言简明,针对实际生产中出现的焊接操作问题一一解答,在众多焊接书籍中独具特色。读者通过自学本书,并按相关指导加强练习,会在较短的时间内熟练掌握焊接操作的技巧,成为一名优秀的焊工。

本书适合从事焊接工作的初、中级焊工以及相关技术人员使用,也可作为焊接技术人员和相关专业职业培训的参考书。

本书由金凤柱和陈永编著,潘继民审阅。

在本书的编写过程中,参考了国内外同行的大量文献和相关标准,在此谨向有关人员表示衷心的感谢!

由于我们水平有限,错误之处在所难免,敬请广大读者批评指正。编者

第1章 焊接技术基础知识

1.1 焊接工艺基础知识

1.1.1 什么是焊接电弧?

焊接电弧是在两电极间或电极与母材间由焊接电源供给的、具有一定电压的、产生于气体介质中的强烈而持久的电弧。它能把电能有效而简便地转化为热能、机械能和光能。焊接电弧分为熔化极电弧和非熔化极电弧。熔化极电弧形态有短路过渡、熔滴过渡、喷射过渡和脉冲过渡等形式,如图1-1所示。图1-1 熔化极电弧的几种形态a)短路过渡电弧 b)熔滴过渡电弧 c)喷射过渡电弧图1-1 熔化极电弧的几种形态(续)

d)脉冲过渡电弧

焊接电弧的基本特点如下:

1)维持电弧稳定燃烧的电弧电压很低,只有10~50V。

2)在电弧中能通过很大电流,可从几安培到几千安培。

3)电弧具有很高的温度,弧柱温度不均匀,中心温度最高可达30000K,而远离中心则温度降低。

4)电弧能发出很强的光,它包括红外线、可见光和紫外线三个部分。1.1.2 什么是长弧?什么是短弧?

当电弧长度大于焊条直径时称为长弧,小于焊条直径时称为短弧。使用酸性焊条时,一般采用长弧焊接,这样电弧能稳定燃烧,并能得到质量良好的焊接接头。由于碱性焊条药皮中含有较多的氧化钙和氟化钙等高电离电位的物质,若采用长弧则电弧不易稳定,容易出现各种焊接缺欠,因此凡碱性焊条均应采用短弧焊。1.1.3 影响电弧长度的因素有哪些?

电弧电压即电弧两端(两电极)之间的电压降,当焊条和母材一定时,电弧电压主要由电弧长度来决定。电弧长,则电弧电压高;电弧短,则电弧电压低。

在焊接过程中,焊条端头至焊件间的距离称为弧长。通常,弧长L可按下述经验公式确定:

式中 L——电弧长度(mm);

d——焊条直径(mm)。1.1.4 确定电弧长度时有哪些注意事项?

1)在焊接时,电弧燃烧不稳定,容易左右摆动,所得到的焊缝质量也较差,电弧的热量不能集中作用在熔池上,而散失在空气中,并使焊缝的熔深较小,熔宽较大,且焊缝表面的鱼鳞纹不均匀。同时,电弧过长还会由于空气中的氧、氮等元素侵入电弧区,引起严重飞溅,使焊缝产生气孔。但弧长如果过小,也会引起操作困难。

2)电弧长度还与焊件坡口形式等因素有关。V形坡口对接、角接的第一层应采用短弧焊接,以保证焊透,且不致发生咬边现象;第二层可采用长弧焊接,以填满焊缝。焊缝间隙小时用短电弧,间隙大时电弧可稍长,并加大焊接速度。薄钢板焊接时,为防止烧穿,电弧长度不宜过大。仰焊时电弧应最短,以防止熔化金属下淌;立焊、横焊时,为了控制熔池温度,也应用小电流、短弧焊接。

3)在运条的过程中,不论使用哪种类型的焊条,都要始终保持电弧长度基本不变,只有这样才能保证整条焊缝的熔宽和熔深一致,从而获得高质量的焊缝。1.1.5 什么是正极性?什么是反极性?

直流电弧焊或电弧切割时,焊件与焊接电源输出端正、负极的接法称为极性。极性分正极性和反极性两种。焊件接电源输出端的正极,电极接电源输出端的负极的接法为正极性(常表示为DCSP)。反之,焊件接电源输出端的负极,电极接电源输出端的正极的接法为反极性(常表示为DCRP)。

欧美常常用另外一种表示方法,将DCSP称为DCBN,而将DCRP称为DCEP。1.1.6 焊接接头的形式有哪些?

采用焊接方法连接的接头称为焊接接头,焊接接头的基本形式分为对接接头、搭接接头、角接接头、T形接头、十字接头、端部接头、卷边接头和套管接头,共八种,如图1-2所示。图1-2 焊接接头的基本形式a)对接接头 b)搭接接头 c)角接接头 d)T形接头 e)十字接头 f)端部接头 g)卷边接头 h)套管接头1.1.7 焊缝的种类有哪些?

焊缝的种类很多,按断续情况不同可将焊缝分为定位焊缝、断续焊缝、连续焊缝;按空间位置不同可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝,见表1-1。焊缝倾角及焊缝转角如图1-3所示。表1-1 空间位置不同的焊缝图1-3 焊缝倾角及焊缝转角1.1.8 什么是焊接位置?有哪些种类?

焊接时焊件连接处的空间位置叫做焊接位置,焊接位置分为平焊位置、横焊位置、立焊位置和仰焊位置,焊接位置示意如图1-4所示,焊接位置操作如图1-5所示。图1-4 焊接位置示意图a)平焊位置 b)横焊位置 c)立焊位置 d)仰焊位置图1-5 焊接位置操作图a)平焊 b)横焊图1-5 焊接位置操作图(续)c)立焊 d)仰焊1.1.9 焊接接头的坡口类型有哪些?

焊接接头的坡口一般有I形坡口、U形坡口、V形坡口和X形坡口四种。

1)I形坡口一般用于厚度在6mm以下的金属板材的焊接,如图1-6所示。

2)U形坡口一般用于厚度大于20mm板材和重要的焊接结构,焊接变形小,如图1-7所示。图1-6 I形坡口图1-7 U形坡口

3)V形坡口形状简单,加工方便,是最常用的坡口形式,常用于厚度在6~40mm之间焊件的焊接,如图1-8所示。图1-8 V形坡口

4)X形坡口常用于厚度在12~60mm之间板材的双面焊接,焊后的残余变形较小,如图1-9所示。图1-9 X形坡口1.1.10 如何理解产品图样上焊缝的尺寸符号?

产品图样上焊缝的符号、名称及示意图见表1-2。表1-2 焊缝的尺寸符号(续)1.1.11 焊接电流对焊接质量有何影响?(1)焊接电流过小 不仅引弧困难,而且电弧也不稳定,会造成未焊透和夹渣等缺欠。由于焊接电流过小使热量不足,还会造成焊条的熔滴堆积在表面,使焊缝成形不美观。(2)焊接电流过大 不仅会使熔深较大,容易产生烧穿和咬边等缺欠,而且还会使合金元素烧损过多,并使焊缝过热,造成接头热影响区晶粒粗大,影响焊缝力学性能。焊接电流太大还会造成焊条末端过早发红,使药皮脱落和失效,从而产生气孔。1.1.12 影响焊接电流的主要因素是什么?

焊接电流的大小与焊条的类型、焊条直径、焊件厚度、焊接接头形式、焊缝位置以及焊接层次等有关,其中关系最大的是焊条直径。

通常焊接电流与焊条直径有如下关系:

I=kd

式中 I——焊接电流(A);

d——焊条直径(mm);

k——经验系数。

当焊条直径d为1~2mm时,k为25~30;d为2~4mm时,k为30~40;d为4~6mm时,k为40~60。1.1.13 什么是焊接层数?

多层焊和多层多道焊的接头组织细小,热影响区较窄,因此有利于提高焊接接头的塑性和韧性,特别对于易淬火钢,后焊缝对前焊缝有回火作用,可改善接头组织和力学性能。低碳钢及Q345等普通低合金钢的焊接层数对接头质量影响不大,但如果层数过少,每层焊缝厚度过大时,对焊缝金属的塑性有一定的影响。其他钢种都应采用多层多道焊,一般每层焊缝的厚度不大于4mm。1.1.14 什么是焊接速度?

焊接速度可由操作者根据具体情况灵活掌握,原则是保证焊缝具有所要求的外形尺寸,且熔合良好。在焊接过程中,操作者应随时调整焊接速度,以保证焊缝的高低和宽窄的一致性。如果焊接速度太小,则焊缝会过高或过宽,外形不整齐,焊接薄板时甚至会烧穿;如果焊接速度太大,焊缝较窄,则会产生未焊透的缺欠。

1.2 焊接材料基础知识

1.2.1 焊条药皮的类型有哪些?

1.焊条药皮类型(表1-3)表1-3 焊条药皮类型注:当低氢型药皮中含有适量稳弧剂时,可用于交流或直流焊接。

2.各种药皮焊条的主要特点(表1-4)表1-4 各种药皮焊条的主要特点(续)注:表内含量均为质量分数。1.2.2 如何理解焊条牌号的含义?

焊条牌号通常以一个汉语拼音字母(或汉字)与三位数字表示。拼音字母(或汉字)表示焊条各大类,后面的三位数字中,前面两位数字表示各大类中的若干小类,第三位数字表示各种牌号焊条的药皮类型及焊接电源。

焊条牌号中第三位数字含义见表1-5,其中盐基型主要用于有色金属焊条,石墨型主要用于铸铁焊条和个别堆焊焊条。数字后面的字母符号表示焊条的特殊性能和用途见表1-6,对于任一给定的焊条,只要从表中查出字母所表示的含义,就可掌握这种焊条的主要特征。表1-5 焊条牌号中第三位数字的含义(续)注:“□”表示焊条牌号中的拼音字母或汉字,××表示牌号中的前两位数字。表1-6 牌号后面加注字母符号的含义1.2.3 酸性焊条与碱性焊条的工艺性能有何不同?(1)酸性焊条 酸性焊条药皮中含有大量的氧化钛、氧化硅等酸性造渣物及一定量的碳酸盐等,熔渣氧化性强。(2)碱性焊条 碱性焊条药皮中含有大量的碱性造渣物(大理石、萤石等),并含有一定量的脱氧剂和渗合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐分解出二氧化碳作保护气体,弧柱气氛中的氢分压较低。而且碱性焊条萤石中的氟化钙在高温时与氢结合成氟化氢,可降低焊缝中的含氢量,故碱性焊条又称为低氢型焊条。(3)酸性焊条与碱性焊条工艺性能比较 酸性焊条与碱性焊条工艺性能比较见表1-7。表1-7 酸性焊条与碱性焊条工艺性能比较1.2.4 如何计算每米焊缝熔敷质量及焊条消耗量?

焊条电弧焊每米焊缝熔敷质量及焊条消耗量见表1-8。表1-8 焊条电弧焊每米焊缝熔敷质量及焊条消耗量(续)1.2.5 焊丝的类型有哪些?

焊丝的分类方法很多,按制造方法和适用的焊接方法进行分类如图1-10所示。图1-10 焊丝的分类1.2.6 焊丝的型号有哪些?

1.实心焊丝的型号

2.药芯焊丝的型号1.2.7 如何理解焊丝牌号的含义?

1.实心焊丝的牌号

2.药芯焊丝的牌号1.2.8 焊剂的类型有哪些?

焊接时能够熔化形成熔渣和气体,对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质叫做焊剂。焊剂的分类如图1-11所示。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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