焊接基礎(chǔ)知識

1、焊接基礎(chǔ)知識教學(xué)焊接是用加熱或加壓，或加熱又加壓的方法，在使用或不使用填充金屬的情況下，使兩塊金屬 連接在一起的一種加工工藝方法。焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的先進制造技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)越來越受到 各行各業(yè)的密切關(guān)注，廣泛應(yīng)用于機構(gòu)、冶金、電力、鍋爐和壓力容器。建筑、橋梁、船舶、 汽車、電子、航空航天、軍工和軍事裝備等生產(chǎn)部門。焊接的分類方法很多，若按焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可把焊接方法分為熔焊、壓焊和 釬焊三大類，每一類又包括許多焊接方法。熔焊是在焊接過程中，將焊件接頭加熱至融化狀態(tài)而不加壓力完成的焊接方法。如氣焊、手工 電弧焊等。壓焊是在焊接過程中，對焊件施加壓力（加

2、熱或不加熱）以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦 釬焊是在焊接過程中，采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料但 低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，充填接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件 的方法。如軟釬焊（加熱溫度在 450度以下？錫焊）硬釬焊（加熱溫度在 450度以上？銅焊）。 其中手工電弧焊是目前應(yīng)用最普遍的，也是其他種類焊接方法的基礎(chǔ)。單元2、手工電弧焊（一）電弧焊的特點手工電弧焊是利用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法，簡稱手弧焊。其特點：1設(shè)備簡單。2、操作靈活方便。3、能進行全位置焊接適合焊接多種材料。4、不足之處是生產(chǎn)效率低勞動強度大。什么叫電??？在兩電極

3、間的氣體介質(zhì)中強烈而持久的放電現(xiàn)象稱之為電弧，電弧放電時，一方 面產(chǎn)生高溫，同時產(chǎn)生強光，手弧焊就是利用電弧產(chǎn)生的高溫熔化焊條和焊件，使兩塊分離的 金屬熔合在一起，從而獲得牢固的接頭。手弧焊是以焊條和焊件作為兩個電極，被焊金屬稱為焊件或母材。焊接時因電弧的高溫和吹力作用使焊件局部熔化。 在被焊金屬上形成一個橢圓形充滿液體金屬的凹坑，這個凹坑稱為熔池。隨著焊條的移動熔池冷卻凝固后形成焊縫。焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱為電弧長度。從焊件表面至熔池底部距離稱為熔透深度。如圖1所示。4"圖1手工電孤焊示意圖焊接時如何區(qū)分熔池和熔渣？焊接時，焊條垂直正下方最亮

4、的部分是熔池，而暗紅色，流動性較好的液體是熔渣，應(yīng)當(dāng)注意 的是熔渣不應(yīng)該超前。（二）手弧焊的所用設(shè)備和工具 提問：手弧焊主要設(shè)備是什么？1、設(shè)備手弧焊的主要設(shè)備是電焊機，電弧焊時所用的電焊機實際上就是一種弧焊電源，按產(chǎn)生電流種 類不同，這種電源可分為弧焊變壓器（交流）和直流弧焊發(fā)電機及弧焊整流器（直流）。1）弧焊變壓器：它實際上是一種特殊的降壓變壓器。它將220伏或380伏的電源電壓降到60 80伏（即焊機的空載電壓）以滿足引弧的需要。焊接時電壓會自動下降到電弧正常工作所需的電壓（3040伏）。輸出電流從幾十安到幾百安，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)電流的大小?；『缸儔浩鹘Y(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，工作噪聲小，使用可

5、靠，維修方便，應(yīng)用很廣。缺點是焊接 時電弧不穩(wěn)定。直流弧焊發(fā)電機：是由交流電動機和直流發(fā)電機組成，電動機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，發(fā)出滿足焊接 要求的直流電。直流弧焊發(fā)電機焊接時電弧穩(wěn)定焊接質(zhì)量較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪聲大，價格高， 不易維修。因此，只應(yīng)用在對電流有要求的場合。另外，因耗材多，耗電大，故這種以電動機 驅(qū)動的弧焊發(fā)電機我國已不再生產(chǎn)?；『刚髌鳎航陙恚『刚髌饕驳玫搅似毡閼?yīng)用。它是通過整流器把交流電轉(zhuǎn)變直流電。它即彌補了交流電焊機電弧穩(wěn)定性不好的缺點，又比一般直流弧焊發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，維修容易，噪聲小。用直流弧焊電源焊接時，由于正極和負極上的熱量不同，所以分為正接和負接兩種方法。如圖2所示。

6、把焊條接負極，稱為正接法；反之稱為負接法。焊接厚板時，一般采用直流正接法，這 時電弧中的熱量大部分集中在焊件上，有利于加快焊件熔化，保證足夠的熔深。焊接薄板時， 為了防止燒穿，常采用反接。手工電弧焊機的型號是按統(tǒng)一規(guī)定編制的，它采用漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。型號的編制次序及含義如圖3及表1所示。A 11 C X XXX X TH表1電焊機型號代表字母及數(shù)字大類小類基本規(guī)格名稱代號名稱代號焊接發(fā)電機A下降特性平特性多特性XPD額定 電流（A）焊接變壓器B下降特性 平特性XP焊接整流器Z下降特性平特性 多特性XPD提問：1、BX1-300-1型號電焊機各字母和數(shù)字的含義？2、工具1）焊接電纜：

7、它是焊接專用電纜線，用紫銅制成，要求有一定的截面積，良好的導(dǎo)電性、絕緣 性和柔軟性。作用是傳導(dǎo)電流。焊鉗：它作用是夾持焊條和傳導(dǎo)電流。面罩：它的作用是保護眼睛和面部，以免弧光的灼傷。刨錘；用以清掉覆蓋在焊縫上的焊渣。（三）電焊條1、焊條的組成和作用焊條由焊芯（金屬芯）和藥皮組成1）焊芯是焊接用專用的金屬絲，是組成焊縫金屬的主要材料。焊接時焊芯的主要作用：一是作 為一個電極起傳導(dǎo)電流和引燃電弧的作用。二是熔化后作為填充金屬與熔化后的母材一起形成 焊縫。為了保證焊縫質(zhì)量，對焊縫金屬的化學(xué)成分有較嚴格的要求。因此，焊芯都是專門冶煉 的，碳、硅含量較低，硫、磷含量極少。焊條的直徑用焊芯的直徑表示，焊條

8、直徑的規(guī)格有162.53.2、4、5、6毫米幾種，長度200-550毫米不等。而我們實習(xí)用焊條直徑為3.2毫米，長度為350毫米。2）在手工電弧焊時焊條中的藥皮的主要作用是： 機械保護作用：利用藥皮熔化后釋放出的氣體和形成的的熔渣隔離空氣，防止有害氣體侵入融化金屬。 冶金處理作用：去處有害雜質(zhì)（如氧、氫、硫、磷）和添加有益的合金元素，使焊縫獲得合 乎要求的化學(xué)成分和機械要求。 改善焊接工藝性能：使電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成型好，易脫渣等。2、電焊條的分類1）根據(jù)焊條藥皮的性質(zhì)不同，焊條可以分為酸性焊條和堿性焊條兩大類。藥皮中含有多量 酸性氧化物（TiO2、SiO2等）的焊條稱為酸性焊條。藥皮

9、中含有多量堿性氧化物（CaO、Na2O等）的稱為堿性焊條。酸性焊條能交直流兩用，焊接工藝性能較好，但焊縫的力學(xué)性能，特別 是沖擊韌度較差，適用于一般低碳鋼和強度較低的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，是應(yīng)用最廣的焊條。 堿性焊條脫硫、脫磷能力強，藥皮有去氫作用。焊接接頭含氫量很低，故又稱為低氫型焊條。 堿性焊條的焊縫具有良好的抗裂性和力學(xué)性能，但工藝性能較差，一般用直流電源施焊，主要 用于重要結(jié)構(gòu)（如鍋爐、壓力容器和合金結(jié)構(gòu)鋼等）的焊接。2）按焊條的用途不同，焊條可分為結(jié)構(gòu)鋼焊條（碳鋼焊條及低合金焊條）、不銹鋼焊條、鑄鐵電焊條、耐熱鋼電焊條、低溫電焊條、堆焊焊條、銅和銅合金、鎳和鎳合金、鋁及鋁合金焊 條等，

10、其中結(jié)構(gòu)鋼焊條應(yīng)用最廣。3、碳鋼焊條的編制碳鋼焊條的型號由字母“ E”位數(shù)字組成。字母“ E表示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值，碳鋼焊條分E43（熔敷金屬抗拉強度 > 420Mpa和 E50（熔敷金屬抗拉強度 > 490Mpa）兩個系列；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置,“0及“1”示焊條適用于全位置焊接（平、立、數(shù)字藥皮類型焊接電源種類與極性00特殊型交流或直流正反接01鈦鐵礦型交流或直流正反接03鈦鈣型交流或直流正反接:08石墨型交流或直流正反接10高纖維素鈉型直流反接11高纖維素鈉型交流或直流反接12高鈦鈉型交流或直流正接13高鈦鉀型交流或直流正反接14鐵粉鈦型交流

11、或直流正反接15低氫鈉型直流反接16低氫鉀型交流或直流反接18鐵粉低氫型交流或直流反接20氧化鐵型交流或直流正接22氧化鐵型交流或直流正反接仰、橫焊），“ 2表示焊條適用于平焊及平角焊, 數(shù)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型，見表 表2焊接電源種類及藥皮類型“ 4”示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位2。23鐵粉鈦鈣型交流或直流正反接24鐵粉鈦型交流或直流正反接27鐵粉氧化鐵型交流或直流正接28鐵粉低氫型交流或直流反接提問：2、E4303和E4315型號焊條表示的意義?（四）手工電弧焊技術(shù)1、電焊機的接線方法如圖 4所示。電焊機凄統(tǒng)方法2、電孤的引燃方法手工電弧焊的引燃方法是采用接觸法。具體應(yīng)

12、用時又可分為劃擦法和敲擊法兩種。劃擦法引弧 動作似劃火柴，對初學(xué)者來說易于掌握，但容易損壞焊件表面。敲擊法引弧由于焊條端部與焊 件接觸時處于相對靜止的狀態(tài)，操作不當(dāng)，容易造成焊條粘住焊件。此時，只要將焊條左右擺 動幾下就可以脫離焊件。3、運條電弧引燃后，迅速將焊條提起 2 4毫米進行焊接，焊接時應(yīng)有三個基本動作：1）焊條中心向熔池逐漸送進，以維持一定的弧長，焊條的送進速度應(yīng)與焊條熔化的速度相同。 否則會產(chǎn)生斷弧或焊條與焊件粘連現(xiàn)象。2）焊條的橫向擺動，以獲得一定的焊縫寬度。3）焊條沿焊接方向逐漸移動，移動速度的快慢影響焊縫的成型。4、手工電弧常用的運條方法：1）直線形運條法電弧較穩(wěn)定能獲得較大

13、的熔深，但焊縫的寬度較窄。2）鋸齒形運條法鋸齒形運條法是焊條端部要作鋸齒形擺動。在兩邊稍作停留（但要注意防止要邊）以獲得合適的熔寬。I U （J y Um a V' >3）環(huán)形運條法環(huán)形運條法是焊條端部要作環(huán)形擺動。5、焊縫的起頭和收尾1）焊縫的起頭提問：為什么要把焊縫的起頭和收尾拿出來單講？焊縫的起頭就是指開始焊接的部分，由于引弧后不可能迅速使這部分金屬溫度升高。所以起點 部分的熔深較淺，焊縫余高較高。為了減少這種現(xiàn)象，可以采用較長的電弧對焊縫的起頭處進 行必要的預(yù)熱，然后適當(dāng)?shù)乜s短電弧的長度再轉(zhuǎn)入正常焊接。焊縫的收尾焊縫的收尾時由于操作不當(dāng)往往會形成弧坑，降低焊縫的強度，產(chǎn)生

14、應(yīng)力集中或裂紋。為了防止和減少弧坑的出現(xiàn)，焊接時通常采用三種方法： 劃圈收弧法，適合于厚板焊接的收尾。反復(fù)斷弧收尾法，適合于薄板和大電流焊接的收尾?；睾甘栈》?，適合于堿性焊條的收尾。（五）焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)（也稱焊接規(guī)范）。手工電弧焊的工藝參數(shù)通常包括焊條類型及直徑、焊接電流、 電弧電壓、焊接速度和焊接角度。1、焊條直徑的選擇為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡可能地選用大直徑的焊條，但是焊條直徑大往往會造成未焊透和焊縫 成型不良。焊條直徑的選擇通常可以從以下幾個方面考慮：1）焊件的厚度，厚度較大的焊件應(yīng)選用較大直徑的焊條。2）焊縫的位置，平焊時應(yīng)選用較大直徑的焊條。立焊、橫焊、仰焊時為減小熱輸入，防

15、止熔 化金屬下淌，應(yīng)采用小直徑焊條并配合小電流焊接。3） 焊接層數(shù)，多層焊時為保證根部焊透，第一層焊道應(yīng)采用小直徑焊條焊接，以后各層可以 采用較大直徑焊條焊接，以提高盛產(chǎn)率。4）接頭形式，搭接接頭、T形接頭多用作非承載焊縫，為提高生產(chǎn)效率應(yīng)采用較大直徑的焊條。2、焊接電流的選擇增大焊接電流能提高生產(chǎn)效率。使熔深增大，但電流過大易造成焊縫咬邊和燒穿等缺陷，降低 接頭的機械性能。焊接時，焊接電流的選擇可以從以下幾個方面考慮：1）根據(jù)焊條直徑和焊件厚度選擇。焊條直徑越大，焊件越厚，要求焊接電流越大。平焊低碳鋼時，焊接電流1（單位A）與焊條直徑d（單位mm）的關(guān)系式為：I = （35-55）d2）根據(jù)

16、焊接位置的選擇。在焊條直徑一定的情況下，平焊位置要比其它位置焊接時選用的焊接電流大。提問：3、在一塊10毫米厚低碳鋼上，用直徑為 3.2毫米的焊條，焊一道平焊縫，應(yīng)采用多大焊 接電流？3、電弧電壓的選擇（電弧長度的選擇）電弧電壓的大小是由弧長來決定。電弧長則電壓高，電弧短則電壓低。在焊接過程中應(yīng)采用不 超過焊條直徑的短電弧。否則會出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)、保護不好，飛濺大，熔深小，還會使焊縫 產(chǎn)生未焊透、咬邊和氣孔等缺陷。4、焊接速度單位時間內(nèi)完成的焊縫長度稱為焊接速度。焊接速度過快或過慢都將影響焊縫的質(zhì)量。焊接速 度過快，熔池溫度不夠，易造成未焊透、未融合和焊縫過窄等現(xiàn)象。若焊接速度過慢，易造成 焊

17、縫過厚、過寬或出現(xiàn)焊穿等現(xiàn)象。掌握合適的焊接速度有兩個原則：一是保證焊透，二是保1 TJ>i如圖如圖如圖6(b)所示。6(c)所示。6(d)所示。)坡口)焊縫的空間位置5：也水平面的焊接；如圖垂直平面垂直平面倒懸平面6所示。垂直方向上的焊接； 水平方向上的焊接； 水平方向上的焊接。6毫米)時，在焊接接頭處只要留需要在接按焊縫的空間位置不同可分為1、平焊2、立焊3、橫焊4、仰焊證要求的焊縫尺寸。5、焊條角度的選擇單元3、焊縫的接頭形式、空間位置及坡口(一)焊縫的接頭形式手工電弧焊的接頭形式有對接、搭接、角接和T形接四種，如圖5所示對接接頭是應(yīng)用最多的接頭形式。當(dāng)被焊工件較薄(板厚小于有一定

18、間隙就能保證焊透。當(dāng)焊件厚度大于6毫米時，為了保證能焊透按板厚的不同頭處開處一定形狀的坡口。對接接頭常見的坡口形狀如圖7所示。單元4、常見的焊接缺陷及其產(chǎn)生的原因在焊接過程中，由于焊接規(guī)范選擇、焊前準(zhǔn)備和操作不當(dāng)，會產(chǎn)生各種焊接缺陷，常見的有。（一）焊縫尺寸不符合要求主要是指焊縫過高或過低、過寬或過窄及不平滑過渡的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因是：1、焊接坡口不合適。2、操作時運條不當(dāng)。3、焊接電流不穩(wěn)定。4、焊接速度不均勻。5、焊接電弧高低變化太大。（二）咬邊主要是指沿焊縫的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷。產(chǎn)生的原因是：1、工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，如電流過大、電弧過長。2、操作技術(shù)不正確，如焊條角度不對，運條不適當(dāng)。

19、（三）夾渣主要是指焊后殘留在焊縫中的熔渣。產(chǎn)生的原因是：1、焊接材料質(zhì)量不好。2、接電流太小，焊接速度太快。（四）弧坑主要是指焊縫熄弧處地低洼部分。產(chǎn)生的原因是：操作時熄弧太快，未反復(fù)向熄弧處補充填充 金屬。（五）焊穿主要是指熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。產(chǎn)生的原因是：1、焊件裝配不當(dāng)，如坡口尺寸不合要求，間隙過大。2、焊接電流太大。3、焊接速度太慢。4、操作技術(shù)不佳。（六）氣孔主要是指熔池中的氣泡凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴。產(chǎn)生的原因是：1、焊件和焊接材料有油污、鐵銹及其它氧化物。2、焊接區(qū)域保護不好。3、焊接電流過小，弧長過長，焊接速度過快。單元5、手工電弧焊安全技術(shù)在

20、焊接時要與電、可燃及易爆的氣體、易燃的液體、有毒有害的煙塵、電弧光的輻射、焊接熱源的高溫等接觸。若不遵守安全操作規(guī)程，就可能引起觸電、灼傷、火災(zāi)、爆炸和中毒等事故。（一）預(yù)防處電的安全知識1弧焊設(shè)備的外殼必須接地，而且接地線應(yīng)牢靠，以免由于漏電而造成觸電事故。2、 弧焊設(shè)備的初級接線、 修理和檢查應(yīng)有電工進行焊工不可私自隨便拆修。次級接線由焊工進 行連接。3、推拉電源閘刀時應(yīng)戴好干燥的皮手套。4、焊鉗應(yīng)有可靠的絕緣。中斷工作時，焊鉗應(yīng)放在安全的地方，防止焊鉗與焊件之間產(chǎn)生短路 而燒壞焊機。5、焊接時工作服，手套、絕緣鞋應(yīng)保持干燥。6、在容器或狹小的工作場所施焊時，須兩人輪流操作，其中一人在外監(jiān)護，以防發(fā)生意外，立即切斷電源便于急救。7、在潮濕的地方工作時，應(yīng)用干燥的木板或橡膠片等絕緣物坐墊板。8、 在光線暗的地方，容器內(nèi)操作或夜間工作時，使用的照明燈的電壓應(yīng)不大于36伏。9、更換焊條時，