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文檔簡介

年IWE國際焊接工程師培訓工藝部分課件演示文稿現在是1頁\一共有267頁\編輯于星期一優選年IWE國際焊接工程師培訓工藝部分課件ppt現在是2頁\一共有267頁\編輯于星期一1、焊接概述包括:1)焊接基本術語(ISO857)2)ISO4063對焊接方法的分類及表示符號3)各種焊接方法的焊接過程簡介及適用范圍現在是3頁\一共有267頁\編輯于星期一

1)焊接基本術語(ISO857)熔化焊:使局部地區熔化,在無壓力的作用下,帶或不帶焊接填充材料的焊接。熔化焊焊縫通常在以下方面有較高的要求:——強度和韌性——具有較強耐高溫和低溫能力——耐腐蝕和磨損能力——對氣體、蒸汽、壓力或真空等條件下的密封性能壓力焊:在力的作用下,帶或不帶焊接填充材料,實施局部性加熱(至熔化狀態)的焊接。現在是4頁\一共有267頁\編輯于星期一連接(焊接):兩個或更多的工件通過焊接而形成永久性的連接。堆焊:為增大或恢復焊件尺寸,或使焊件表面獲得具有特殊性能的熔敷金屬而進行的焊接。單道焊:只熔敷一條焊道完成整條焊縫或者一個焊層中只熔敷一條焊道的焊接。現在是5頁\一共有267頁\編輯于星期一雙道焊:熔敷兩條焊道完成整條焊縫或者一個焊層中熔敷兩條焊道進行的焊接。單面焊:僅在焊件的一面施焊,完成整條焊縫而進行的焊接。雙面焊:在焊件的兩面施焊,完成整條焊縫而進行的焊接。焊接操作:通過焊接完成工件的連接的過程。現在是6頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接條件:1)包括環境因素(例如天氣)2)應力和環境因素(例如噪音、熱度、拘束狀態)3)工件因素(例如母材材質、坡口形狀、工作位置)焊接工藝參數:焊接時為保證焊接質量而需要的數據。熔化速度:填充材料熔化的速度。指填充材料在單位時間內熔化的長度焊接速度:單位時間內完成焊縫的長度現在是7頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接時間:完成焊接接頭所需要的時間(不包括準備和完成操作),包括焊接生產時間和輔助時間。熔敷效率:熔敷在坡口或者工件上的焊縫金屬量與熔化的填充金屬量的比率,或者與藥芯電弧焊中熔化焊絲的比率,常用百分比表示。焊接填充材料:焊接時被熔化用盡,并有利于焊縫形成的材料。例如填充金屬、氣體、焊劑。現在是8頁\一共有267頁\編輯于星期一2)焊接方法的分類及表示符號

(ISO4063)

方法數字標記(ISO4063)德文縮寫(DIN1910)英文縮寫氣焊3G氧乙炔氣焊311G金屬電弧焊11焊條電弧焊111ESMAW藥芯焊絲金屬電弧焊(自保護)114MF埋弧焊12UPSAW現在是9頁\一共有267頁\編輯于星期一方法數字標記(ISO4063)德文縮寫(DIN1910)英文縮寫氣體保護焊SG金屬極氣體保護焊13MSGGMAW金屬極活性氣體保護焊135MAGMAG藥芯焊絲活性氣體保護焊136FCAW金屬極惰性氣體保護焊131MIGMIG鎢極氣體保護焊14WSGGTAW鎢極惰性氣體保護焊141WIGTIG等離子弧焊15WPPAW激光焊52LALBW電子束焊51EBEBW現在是10頁\一共有267頁\編輯于星期一2、電工學基礎、弧焊電源電流的實質在自然界的固體、液體和氣體中原子是構成每一種物質的最小微粒。原子由帶正電荷(+)的原子核和帶負電荷(-)的電子殼層所組成;原子核本身由質子和中子所構成;在電子殼層上,電子沿著橢圓形軌道圍繞著原子核旋轉,電子的數量與具體材料有關。現在是11頁\一共有267頁\編輯于星期一熱效應電流在導體內的流動產生熱量。所產生的熱量大小與通過導體的電流強度、導體橫截面積大小以及導體的材料種類有關。如果在一根通電導體的某一段內,用高熔點材料—如鎢制成的細絲替代,那么就會在該部位產生很高的熱量。它可能達到白熾狀態。電流效應現在是12頁\一共有267頁\編輯于星期一

電流熱效應也出現在,當引燃電弧以后出現的自由電子及正離子與其它微粒碰撞時,可將它們的運動能量(動能)轉換成熱能。現在是13頁\一共有267頁\編輯于星期一磁效應一個通電導體周圍密布著磁場。如果沿著電流方向觀察磁力線,則磁力線是以逆時針方向圍繞著導體旋轉。

現在是14頁\一共有267頁\編輯于星期一化學效應

電鍍時,電流在正極(銅)和負極(工件)之間流動。電解液硫酸銅(CuSO4)分解成帶電質點,這些帶電質點完成電流的輸送任務。銅作為涂層析出在工件上。現在是15頁\一共有267頁\編輯于星期一

蓄電池充電時,在一塊極板上,硫酸鉛轉變成二氧化鉛,在另一塊極板上,硫酸鉛轉變成鉛。蓄電池放電時,通過化學反應儲存的電能被重新釋放出來。

現在是16頁\一共有267頁\編輯于星期一直流電對于公共供電網路,不使用直流。特定的電弧焊接方法只能用直流進行焊接,直流對焊接而言是很重要的

交流電公共供電網絡,幾乎用交流電。生活用電,通常交流電壓有效值為220V。三相交流電

是由一組頻率相同、振幅相等、相位互差120o的三個電動勢組成的供電系統。應用:主要應用于電流消耗較大的電器設備的網路供電。所有的公共電網都是三相網路電流,它的電壓通常為380V(在較大的企業中,三相網路電壓也可達500V)電流種類現在是17頁\一共有267頁\編輯于星期一弧焊電源的安全

焊接電源的空載電壓對人而言,很小的電流(

0.05~0.1A)就已經可能使心臟停止跳動而引起死亡。通常交流電比直流電更危險。假如人體的內阻為2000歐姆,根據歐姆定律,當電壓為100伏時,人體就可能流過0.05安培。現在是18頁\一共有267頁\編輯于星期一1)

正常運行情況下指的是手工焊和半自動焊2)

W-交流含量或諧波現象3)

存在較高觸電危險的環境:由導電墻組成的狹窄空間,例如鍋爐,在導電部件之間或附近的狹窄的范圍里,在導電部件上活動受限制的情況下,以及在潮濕和炎熱的空間里。

現在是19頁\一共有267頁\編輯于星期一項目交流直流電弧穩定性低高磁偏吹影響很小較大空載電壓較高較低觸電危險較大較小構造和維修簡單復雜噪音不大不一定成本低高供電一般單相一般三相質量較輕較重現在是20頁\一共有267頁\編輯于星期一功率及功率因數視在功率S

電路中總電壓和電流有效值之間的乘積定義為電路的視在功率。有功功率P是S的一部分,它被轉換成“非電”功率,被轉換成熱量(電弧)或者機械功(馬達)的功率,從電網中取出的有功功率是不可逆轉的。無功功率Q

理想電感元件雖然不消耗電能,但它與電源之間不斷進行能量互換;無功功率Q是建立電場或磁場用的電功率,當電場或磁場的能量衰減時,又把它提供回網路。功率因數cosφ:有功功率與視在功率的比值。現在是21頁\一共有267頁\編輯于星期一3、電弧電弧既是一種氣體導電現象,又是一種自持放電現象。電弧中的帶電粒子主要是依靠電弧中的氣體介質的電離和電極的電子發射兩個物理過程而產生的。現在是22頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接電弧的主要作用:

把電能轉化為熱能,同時產生光輻射和響聲.1)電弧的高熱可以用于焊接,切割和煉鋼等。2)電弧的強光可用于照明。3)電弧聲可以用于焊接過程的監控。現在是23頁\一共有267頁\編輯于星期一氣體間隙電離的過程和

電弧的形成過程如下:

當弧焊電源輸出端的兩個極即電極和焊件短路時,表面局部突出部位首先接觸,在接觸區域有電流通過,金屬熔化并形成小橋,拉開電極則小橋爆斷,使金屬受熱氣化。當電極與工件分離后,在極小的間隙中,在電源電壓的作用下,形成較大的電場強度,電子在電場的作用下,自“陰極逸出”,形成“電子發射”。由陰極發射出的電子,在電場的作用下快速向陽極運動,與中性氣體粒子相撞并使其電離,分離成電子和正離子。電子被陽極吸收,而正離子向陰極運動,形成電弧放電過程。現在是24頁\一共有267頁\編輯于星期一電弧的帶電粒子的產生電離與熱解離:電弧是由兩電極和其間的氣體空間組成,電弧中的帶電粒子主要依靠氣體空間中氣體的電離和電極的電子發射產生。a、電離在一定條件下,中性氣體分子或原子分離為正離子和電子的現象稱為電離。使中性氣體粒子失去第一個電子所需要的最低外加能量稱為第一電離能,用符號V表示則為電離電壓。現在是25頁\一共有267頁\編輯于星期一常用元素及化合物電離電壓元素或化合物電離電壓(V)元素或化合物電離電壓(V)元素或化合物電離電壓(V)Ar15.7N14.5CO213.8H13.6N215.6NO9.5H215.4O13.5NO211He24.6O212.0OH13.8F17.5CO14.1H2O12.6現在是26頁\一共有267頁\編輯于星期一

電離電壓與氣體物質的結構有關,電離電壓高表示這種氣體難于電離,導電困難。為了提高交流電弧燃燒的穩定性,在焊條藥皮或焊劑中加入穩弧劑。穩弧劑主要是由容易電離的鉀、鈉等堿金屬組成。現在是27頁\一共有267頁\編輯于星期一熱解離

在熱作用下,氣體質點具有很高的動能,在無規則的相互碰撞中產生電離。

N2→N+NH2→H+HCO2→CO+O加入低電離物質(K),現在是28頁\一共有267頁\編輯于星期一電子發射

當電極(陰極或陽極)表面受到外加能量作用時,電極中的電子可能沖破電極表面的約束而飛到電弧空間,這種現象稱為電子發射。電子發射的三種形式:

1)粒子碰撞發射2)熱發射3)電場發射現在是29頁\一共有267頁\編輯于星期一幾種金屬電子逸功:

Fe→Fe++e-+4.8eVAl→Al++e-+4.0eVCu→Cu++e-+4.8eV為提高電子發射能力和改善焊接工藝性能,TIG焊時在鎢極中常加入Th、Cs等成份,可以提高鎢極的電流容量和改善引弧性能。現在是30頁\一共有267頁\編輯于星期一電弧區域組成陰極區靠近陰極表面的部分電壓降叫做陰極電壓降陽極區靠近陽極表面的部分電壓降叫陽極電壓降弧柱區陰、陽極區之間電壓降叫做弧柱電壓降。A:陽極溫度可達4000℃K:陰極溫度可達3600℃L:弧柱區溫度可達4500~20000℃L:電弧現在是31頁\一共有267頁\編輯于星期一

不同保護氣體下電弧的性能氬氣與二氧化碳氣體的工藝性能存在差異,如密度、熱傳導性和電弧特性。現在是32頁\一共有267頁\編輯于星期一CO2焊時電弧總是在熔滴下半部產生的原因:CO2氣體在2000K左右開始分解,伴隨吸熱反應,電弧發生冷卻、收縮作用(CO2弧根面積小,電弧集中,是由于氣體的物理性能所造成的)。由于CO2焊時電弧的電場強度較大,必然造成電弧集中在熔滴的下部。二氧化碳焊時電弧的電場強度為17.7V/cm,而氬弧焊大約為6V/cm。現在是33頁\一共有267頁\編輯于星期一溶滴過渡的影響力

1)電磁收縮力有利2)短路爆破力有利3)細熔滴沖擊力有利4)等離子流力有利5)斑點壓力阻礙6)表面張力阻礙現在是34頁\一共有267頁\編輯于星期一接線位置、焊接位置及鐵磁體對電弧的影響接線位置現在是35頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接位置鐵磁體對電弧影響現在是36頁\一共有267頁\編輯于星期一

火焰技術

4、氧-乙炔火焰氧—乙炔火焰大多用作氣焊熱源。焊接部位所需要的熱量與工件厚度和材料種類有關所需各種不同的熱量與焊炬種類和焊炬尺寸有關焊接火焰的作用:具有熔化連接面和焊接填充材料;能夠保護焊接熔池。現在是37頁\一共有267頁\編輯于星期一火焰的分類及用途(DIN8522)焊接涂覆切割

校型

材料改性氣焊氣體壓力焊火焰釬焊火焰硬釬焊火焰軟釬焊氣體表面堆焊(同種材料及異種材料)火焰釬焊堆覆(硬釬焊及軟釬焊)火焰噴涂火焰爆炸噴涂火焰磷化處理火焰切割火焰氣刨火焰開坡口火焰表面清理氧熔劑切割火焰束技術火焰凈化熱成型火焰校正

火焰處理(予熱、后熱)火焰消除應力火焰淬火

現在是38頁\一共有267頁\編輯于星期一氣焊(G;311)應用范圍:所能焊接的材料為:非合金鋼、低合金鋼、有色金屬,鑄鐵工件厚度一般為6mm以下。各種位置的連接焊,特別是管道安裝、車體結構、安裝和維修、堆焊等。現在是39頁\一共有267頁\編輯于星期一常用于焊接和切割的燃氣主要有:

乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8即液化石油氣)、甲烷(CH4即天然氣)、氫氣(H2)、煤氣(CO+H2)和汽油(CnH2n即烯烴+芳香烴)等。現在是40頁\一共有267頁\編輯于星期一火焰的溫度分布現在是41頁\一共有267頁\編輯于星期一混合器體的爆炸容限現在是42頁\一共有267頁\編輯于星期一氣焊的分類(ISO4063)31氧-燃氣焊311氧-乙炔焊312氧-丙烷焊313氫-氧焊32空氣-燃氣焊321空氣-乙炔焊322空氣-丙烷焊33氧-乙炔噴焊(堆焊)現在是43頁\一共有267頁\編輯于星期一氧氣瓶及氧氣瓶閥氧氣瓶是貯存和運輸氣態氧氣的一種高壓容器。在制氧機中制取的氧以15Mpa的壓力灌入氧氣瓶內。我國的氧氣瓶應符合國家《氣瓶安全監察規程》的要求。氧氣的壓力氣瓶、管道和軟管都以蘭色作為標志。現在是44頁\一共有267頁\編輯于星期一氧氣是以氣體狀態和液體狀態進行儲存的。通常,氧氣以氣態儲存在壓力氣瓶中。如果持續地需要大量的氧氣,則氧氣一般就以液態形式盛裝在絕熱的容器中進行運輸和儲存。在“低溫氣化器”的蒸發裝置中,液態氧氣轉化成氣態氧氣。1升液態氧大約可獲得850升氣態氧。現在是45頁\一共有267頁\編輯于星期一乙炔氣瓶及乙炔氣瓶閥乙炔氣瓶是存儲和運輸乙炔用的壓力容器,是采用優質碳素鋼或低合金鋼板焊接而成。乙炔是不穩定的化合物,受壓時會爆炸。因此不能以高壓壓入普通鋼瓶內,而必須利用乙炔能溶解于丙酮(CH3COCH3)的特性,采用裝有多孔填料的特殊鋼瓶,才能將乙炔壓入鋼瓶內。乙炔氣瓶、管道是按照EN1089的規定都是黃色,我國為白色。現在是46頁\一共有267頁\編輯于星期一使用乙炔氣瓶時不能放倒,避免丙酮流出。瓶體溫度不能超過30~40℃,溫度升高會降低丙酮對乙炔的溶解度,而使瓶內乙炔壓力急劇升高,乙炔瓶使用時需全部打開,以避免漏氣,瓶內氣體嚴禁用完,必須留有剩余壓力。現在是47頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接材料焊劑是氧—乙炔焊時的助熔劑。它的主要作用是:消除坡口、焊絲表面的油污和臟物的有害作用;與金屬中的氧、硫化合,使金屬還原,補充合金元素,起到合金化的作用等。焊劑主要用于:鑄鐵、合金鋼及各種有色金屬的氣焊,低碳鋼氣焊不使用焊劑。現在是48頁\一共有267頁\編輯于星期一氣焊工藝左焊法:適用于厚度小于3mm的工件;焊絲可間斷送進;焊槍擺動。右焊法:適用于厚度大于3mm的工件;焊絲攪動;焊槍不擺動。優點:

—容易觀察熔池—容易易焊透—能夠實現對熔池大范圍的保護—焊道較窄—用氣量少現在是49頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接各種材料用的氧—乙炔焰材料乙炔過剩焰中性焰氧氣過剩焰鑄鐵+0-銅-+-黃銅--+鋁+0-鋼-+-銅與銅焊接時,可選用氣焊、鎢極氬弧焊、熔化極惰性氣體保護焊現在是50頁\一共有267頁\編輯于星期一填充材料標準EN12536-2000《非合金鋼和熱強鋼氣焊焊絲標記》例:現在是51頁\一共有267頁\編輯于星期一焊絲化學成分標記化學成分%1)2)3)CSiMnPSMoNiCrOZ協商OⅠ0.03-0.120.02-0.200.35-0.650.0300.025OⅡ0.03-0.200.05-0.250.50-1.200.0250.025OⅢ0.05-0.150.05-0.250.95-1.250.0200.0200.35-0.80OⅣ0.08-0.150.10-0.250.90-1.200.0200.0200.45-0.65OⅤ0.10-0.150.10-0.250.80-1.200.0200.0200.45-0.650.80-1.20OⅥ0.03-0.100.10-0.250.40-0.700.0200.0200.90-1.202.00-2.201)如果未規定:Mo≤0.3%,Ni≤0.3%,Cr≤0.15%,Cu≤0.35%,V≤0.03%,銅含量小于0.35%,包括鍍銅層。2)單值為最大值。3)表中元素含量值應圓整到附錄B和ISO31-01:992中規定的有效數字位數。

現在是52頁\一共有267頁\編輯于星期一

氣焊焊絲焊接性能:各種焊絲對氣體熔化焊的適應程度反映在他們的性能上,即:流動性及滲透性(在焊接過程中)和在熔池中的氣孔傾向。

標記焊接性OⅠOⅡOⅢOⅣOⅤOⅥ流動性高流動性低流動性粘性滲透性大小無氣孔傾向有有無現在是53頁\一共有267頁\編輯于星期一氣焊焊絲的適應性相對應所采用的焊絲焊接的焊接接頭,對于所有焊接位置都可達到所焊材料的最低屈服強度和抗拉強度,焊絲等級OⅠ至OⅢ,用于單道焊接,OⅣ至OⅥ用于多道焊接;現在是54頁\一共有267頁\編輯于星期一氧乙炔火焰應用火焰校正利用局部加熱后再冷卻的收縮變形校正原來變形的工藝方法;要求材料有較高的塑性;校正效果取決于火焰加熱位置和火焰能率。氧乙炔火焰切割屬于火焰切割,切割過程中,金屬材料處于燃燒狀態,火焰切割的材料其燃點都應低于熔點。鋼材表面預處理氧化皮、鐵銹等。預熱火焰噴涂現在是55頁\一共有267頁\編輯于星期一板厚在3~300mm范圍內的碳鋼和低合金鋼,切割質量最好的熱切割方法是火焰切割所要求的能量消耗最小,較大部分熱量是通過氧與所切割鋼的放熱反應產生的現在是56頁\一共有267頁\編輯于星期一1.17熱切割方法分類按物理物理過程分類:火焰燃燒切割、熔化切割和升華切割。按機械化程度分類:手工、半機械化、全機械化和自動化切割。按能源的分類:現在是57頁\一共有267頁\編輯于星期一

火焰切割質量技術要求a)直角或斜角誤差u切割面最高點與最低點的切線的理論垂直距離b)平均粗糙度Ry5

指割紋深度現在是58頁\一共有267頁\編輯于星期一進行目視判斷參數c)后拖量n

切割方向上兩個切槽點之間的間距d)邊緣熔化度r切面上棱邊一定形狀的尺寸e)垂直度實際切斷面與被切割表面的垂線之間最大偏差現在是59頁\一共有267頁\編輯于星期一說明:按ISO9013標準,直角或斜角誤差u為區域2,表面粗糙度RZ5為區域3,工件尺寸偏差為1級例2:(用文字描述)

說明:按ISO9013標準,直角或斜角誤差u為區域3,表面粗糙度Rz5區域4,工件尺寸偏差為2級。例1:ISO9013-231

1.20切割面質量標記舉例ISO9013342現在是60頁\一共有267頁\編輯于星期一

影響火焰切割質量的因素氣體(壓力、流量、混合比、純度、類型和溫度等)割嘴(結構、壽命和切割角度等)機械裝置(機器結構、壽命和切割速度等)被切割材料(化學成分、厚度和尺寸精度等)現在是61頁\一共有267頁\編輯于星期一

等離子切割分類根據原理不同分:——非轉移弧等離子切割——轉移弧等離子切割——二次氣體等離子切割——水流束等離子弧切割根據使用氣體不同分:——空氣等離子弧切割——氧氣等離子弧切割——氮氣等離子弧切割——氬氣-氫氣等離子弧切割——水射流等離子弧切割現在是62頁\一共有267頁\編輯于星期一等離子是一種熔化切割方法。使用氣體氧氣、空氣、氮氣和氬氣應用:氬氣+氫氣高合金鋼、有色金屬(鋁、鈦、鉬等)氮氣高合金鋼、鋁、鈦、銅氧氣 結構鋼壓縮空氣結構鋼、鉻鎳鋼氬氣+氮氣鉻鎳鋼氬氣+氮氣+氫氣鉻鎳鋼二氧化碳高合金鋼等離子切割現在是63頁\一共有267頁\編輯于星期一切割氣體特性氫氣(H2)氬氣(Ar)氮氣(N2)氧氣(O2)壓縮空氣組合氣體HeNeN2H2氣體特性—高導熱性—小分子量,純氫氣密度小,不適合單獨使用—充當氬氣的補充氣體可以在高速度切割時得到高質量切割表面—高原子量,易吹出熔融物—低電離能量—低導熱系數,低能量—純氬氣成本高,使用較少—導熱性和分子量界于H2和Ar之間—附加Ar可以提高導熱性和切割面質量—使用純N2或混合氣體—切割面富N2導致焊接氣孔的產生—氧化金屬—減小熔融物粘性,易被吹出—小切割邊緣和導角—較小的毛刺—使用純O2或混合氣體(N2O2)—便宜切割氣體—改變表面張力和熔融物粘性—切割飛濺小,顆粒細小—很高的切割速度情況下,切割面質量好,毛刺較小—切割面富N2導致焊接氣孔的產生—與壓縮空氣相似,較少氧化氮(氧氣不足)現在是64頁\一共有267頁\編輯于星期一激光切割方法及原理1)激光火焰切割原理利用激光熱能將工件加熱至其燃點,再用活性氣體(如氧氣、空氣)使其燃燒,并排除燃燒物,形成割縫。其原理類似氧氣切割,只是利用激光作預熱熱源。

主要用于切割鋼、鈦、鋁等金屬材料2)激光熔化切割原理利用激光加熱工件使之熔化,然后噴吹非氧化性氣體,排除熔融物質,形成割縫。大多數金屬材料的切割都屬于這類切割。3)激光升華切割原理當高功率密度的激光照射到材料表面時,材料在極短時間內被加熱到氣化點,并以氣體或者為氣體沖擊以液態、固態微粒形式逸出,形成割縫。材料的氣化熱很大,多用于非金屬材料切割現在是65頁\一共有267頁\編輯于星期一

激光切割的特點:1)切割質量高:激光是理想的光源,具有單色相關性的特點。對于材料加工,優先采用CO2激光。激光束是通過氣體的電激發產生的。這里氣體是指二氧化碳、氮氣和氦氣的混合氣體。激光通過凸透鏡,使激光束聚焦到工件的表面。CO2激光的激光束的斑點直徑為0.1~0.2mm。現在是66頁\一共有267頁\編輯于星期一2)切割效率高107W/cm2的能量密度能夠使:激光火焰切割的材料迅速達到燃燒溫度,激光熔化切割的材料迅速達到熔化溫度,激光升華切割的材料迅速達到蒸發溫度。

根據切割材料不同可使用:O2、N2、Ar、He或壓縮空氣切割,使用氣體能加快切割過程。現在是67頁\一共有267頁\編輯于星期一

激光焊接和切割適用范圍對于焊接和切割等材料加工,主要采用CO2激光,而激光氣是由45%CO2、13.5%N2和82%He組成的混合氣體。激光可切割:金屬材料/塑料/木材和陶瓷材料現在是68頁\一共有267頁\編輯于星期一5、焊條電弧焊(E;111)2.1工藝特點1)設備簡單,操作靈活方便,適應性強,可達性好;2)可焊金屬廣泛;3)待焊接頭裝配要求較低;4)勞動條件差,熔敷速度慢,生產率低。現在是69頁\一共有267頁\編輯于星期一2.2焊條電弧焊應用范圍焊條電弧焊時,電弧溫度約在6000℃左右,(熔化極氣體保護焊接時,電弧溫度約10000℃左右)焊條藥皮受熱作用產生氣體與熔渣,保護焊條末端、過渡的熔滴;母材上的液態金屬,凝固的熔渣覆蓋著焊縫金屬,同樣起保護作用。應用范圍:適于全位置焊接,工件厚度大于3mm能焊的金屬有:碳鋼、低合金鋼、高合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼的連接焊接及堆焊;可能須預熱、后熱或兩者兼用的金屬有:鑄鐵、高強度鋼、淬火鋼等現在是70頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接鋼材時,陰極溫度約為2400℃,陽極溫度約為2600℃,正極(陽極)上產生的溫度要比負極(陰極)溫度高200~500℃。其原因是:

在負極上射出的電子當它們脫離電極材料時,要消耗能量,電子以很高的速度射到正極上,將它的動能傳遞給正極。現在是71頁\一共有267頁\編輯于星期一電弧的特點1)電弧是一種氣態物質;2)電弧的四周集中了磁場,受到磁作用的影響;還受到化學作用的影響;電弧在焊接電路中具有阻值高、且不斷變化的電阻;3)電弧具有良好的導熱性能;4)電弧能發射出紅外線、可見光線和紫外線。5)當磁場單側作用到電弧上時,會出現“磁偏吹”現象;6)電弧能在焊接熔池上施加壓力。現在是72頁\一共有267頁\編輯于星期一常用焊條電弧焊電源:按輸出電流種類不同分(ISO60974)

弧焊變流器弧焊整流器——直流弧焊逆變器弧焊變壓器——交流現在是73頁\一共有267頁\編輯于星期一負極性交流正極性電流大小相同而極性不同時獲得的焊縫熔深

酸性藥皮和金紅石型藥皮——負極性(國內直流正接)堿性和所有高合金鋼焊條——正極性(國內直流反接)現在是74頁\一共有267頁\編輯于星期一對弧焊電源外特性要求焊條電弧焊時,焊工很難保持弧長恒定。因此,應選用陡降外特性的弧焊電源,當焊接非平焊位置的焊接或裝配間隙大小不均的接頭根部焊道時,宜采用具有較為緩降外特性的弧焊電源。如果為了提高引弧性能和電弧熔透能力,而須增加焊接短路電流時,可以選用恒流加外拖的外特性的弧焊電源。每一種電弧焊接方法均要求一種帶特定的靜特性曲線的電源,例:1)熔化極氣體保護焊(MSG)—恒壓特性曲線

2)埋弧焊(UP)—下降和恒壓特性曲線

3)鎢極惰性氣體(WIG)—下降特性曲線現在是75頁\一共有267頁\編輯于星期一

具有陡降外特性電源優點容易控制熔池的尺寸,限制電弧電流的最大值。確保了電弧的穩定性。電弧短路時不會產生過大電流。現在是76頁\一共有267頁\編輯于星期一對電源的要求

足夠高的空載電壓→保證引弧②

良好的調節特性→穩定的電弧③

良好的動態特性→保證再引弧④

足夠的功率→保證操作。現在是77頁\一共有267頁\編輯于星期一ISO60974-1電弧焊設備工作環境空載電壓Uo空載電壓數值1)較高觸電危險性環境d.C113V峰值a.C68V和48V有效值2)無較高觸電危險性環境d.C113V峰值a.C113V峰值和80V有效值3)對操作者有防護的機械焊槍d.C141V峰值a.C141V峰值和100V有效值4)等離子切割d.C500V峰值現在是78頁\一共有267頁\編輯于星期一對弧焊電源調節特性的要求焊接時須按焊件材質、厚度、坡口形式、焊接位置等選用不同的焊接工藝參數現在是79頁\一共有267頁\編輯于星期一

電源的主要技術參數弧焊電源的暫載率額定暫載率額定暫載率是表示焊接電源工作狀態的參數。額定暫載率是額定焊接電流工作狀態下允許的最大暫載率。

現在是80頁\一共有267頁\編輯于星期一接通時間=10min(ISO標準)現在是81頁\一共有267頁\編輯于星期一帶有下降特性的焊條電弧焊電源,通常它的暫載率規定為35%,60%和100%ED。

暫載率100%和60%時焊接電流與溫度上升曲線的關系根據ISO60974標準規定,具有陡降特性的焊條電弧焊設備,其額定暫載率為60%。現在是82頁\一共有267頁\編輯于星期一暫載率(ED)暫載率=負載時間/負載時間+空載時間x100%=負載時間/工作周期x100%ts=電弧燃燒時間tp=電弧熄滅時間;ts+tp=工作時間(標準值:10min)現在是83頁\一共有267頁\編輯于星期一

額定焊接電流:按額定工作條件焊接時,能符合標準規定而輸出的電流。

IS=ID×

注:IS=額定焊接電流

ID=持續電流

ED1=額定暫載率

ED2=暫載率現在是84頁\一共有267頁\編輯于星期一焊鉗的作用及對焊鉗的要求焊鉗作用:夾持焊條、傳導焊接電流。對焊鉗的要求:導電性能好、外殼應絕緣、重量輕、裝換焊條方便、夾持牢固和安全耐用等現在是85頁\一共有267頁\編輯于星期一焊條藥皮的作用①提高電弧的導電性

a)電弧引弧變易。

b)提高焊接性能。②造渣

a)影響熔滴的大小

b)可阻止有害氣體的侵入(N2和O2)

c)決定焊縫的成型

d)防止焊縫快速冷卻③造氣

a)通過有機物

b)通過碳酸鹽(比如:CaCO3)④脫氧及合金化

現在是86頁\一共有267頁\編輯于星期一

焊條藥皮化學成分及性能:焊條的焊接性能和焊縫的機械性能主要是通過藥皮成分來獲得的。——形成渣殼物質(石英、液態材料)——造渣物質(二氧化錳、二氧化硅)——造氣物質(纖維素、CaCO3)——穩弧劑(鉀化合物、金紅石)——滲合金劑(CrO3,Ti,Si,Ni粉等)——粘接劑(鉀水玻璃、鈉水玻璃)現在是87頁\一共有267頁\編輯于星期一

對電焊條基本要求:

1)引弧容易,電弧穩定,金屬飛濺少。2)焊條熔化速度應均勻,并稍慢于焊條芯的熔化速度。3)熔渣的黏度及流動性應適當,凝固后脫渣性好。4)焊條在焊接過程中應具有滲入合金和冶金的作用,以保證焊縫金屬和焊接接頭的力學性能及物理性能,并保證焊縫不產生氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。5)焊條應適合全位置焊接,藥皮強度要高,不易脫落、受潮,同心度好,焊接時放出的有害氣體應盡量少。現在是88頁\一共有267頁\編輯于星期一選用焊條應考慮的基本原則:

1)焊接材料的力學性能和化學成分;2)焊件的使用性能和工作條件;3)焊件的結構特點和受力狀態;4)施工條件及設備;5)改善操作工藝性能;6)合理的經濟效益。現在是89頁\一共有267頁\編輯于星期一焊條加工工藝過程簡要:焊芯的加工;藥皮材料粉碎制粉;涂料的混合與制備;壓涂;干燥;焊條質量檢驗等現在是90頁\一共有267頁\編輯于星期一按照EN499標準焊條比例系數:薄藥皮≤105~125%中厚藥皮≤125~160%厚藥皮≥160%現在是91頁\一共有267頁\編輯于星期一按藥皮類型分為:酸性藥皮(A)、堿性藥皮(B)、金紅石藥皮(R)、纖維素藥皮(C)再烘干溫度由藥皮類型確定

1)酸性焊條取70~150℃范圍,最高250℃,烘焙l~l.5h;2)堿性焊條取300~400℃范圍,保溫l~2h。現在是92頁\一共有267頁\編輯于星期一重要焊條藥皮類型主要特點A——酸性焊條藥皮中含有大量的鐵氧化物,引起氧勢偏高,和脫氧劑(含鐵-錳)。對于厚藥皮,酸性熔渣形成細熔滴過渡,產生平滑焊縫。酸性藥皮焊條只在定位焊接中使用,有局限性,并且比其他類型藥皮焊條更易受影響,而導致硬化裂紋。B——堿性主要由大量堿土金屬的碳酸鹽組成,例如,碳酸鈣(石灰)和氟石。為了改善焊接性能,特殊情況下使用AC進行焊接,需要附加非堿性成分(如,金紅石和/或石英)。堿性藥皮有兩大性能:

a)焊縫金屬的沖擊功比較高,特別是在低溫狀態下;

b)比其他類型藥皮更能抵抗裂紋的產生,其焊縫金屬的高金屬純度可抗凝固裂紋,同時可減少冷裂紋的發生,在烘干狀態下施焊時得到的焊縫金屬的擴散氫含量低于其他類型,不超過可允許的上限H=15ml/100g焊縫金屬。對焊縫質量及韌性有較高要求時采用堿性焊條藥皮焊接最合適。現在是93頁\一共有267頁\編輯于星期一C——纖維素藥皮內含有大量的可燃物質,尤其是纖維素,特別適用于立向下(PG)焊。R——金紅石粗大熔滴過渡,適于金屬薄板的焊接。用于除立向下(PG)焊外的全位置焊接。RR——厚藥皮金紅石焊條藥皮與藥芯的直徑比率大于或等于1:6。特點是再引弧性能良好,焊縫波紋整齊。RC——金紅石纖維素焊條的藥皮組成與金紅石焊條相似。含大量的纖維素。因此適用于立向下(PG)焊RA——金紅石酸性藥皮中鐵氧化物的比例由金紅石取代。基本上為厚藥皮,適用于除立向下(PG)焊外的全位置焊接。RB——金紅石堿性

特點:含大量的金紅石和堿性成分。現在是94頁\一共有267頁\編輯于星期一1、重要藥皮類型分析(%)

1.1焊條藥皮類型主要成分

提高電弧的導電性造渣造氣脫氧及合金化纖維素型酸性金紅石型堿性纖維素

40金紅石TiO220石英SiO225Fe-Mn15水玻璃

磁鐵礦Fe3O450石英SiO220碳酸鈣CaCO310Fe-Mn20水玻璃金紅石TiO245磁鐵礦Fe3O410石英SiO220碳酸鈣CaCO310Fe-Mn15水玻璃螢石CaF245碳酸鈣CaCO340石英SiO210Fe-Mn5水玻璃

現在是95頁\一共有267頁\編輯于星期一幾種重要藥皮的特點纖維素型酸性金紅石型堿性幾乎沒有渣渣的凝固周期長渣的凝固周期中渣的凝固周期長熔滴過渡中等熔滴顆粒熔滴過渡細顆粒至噴射過渡熔滴過渡中等毛細小顆粒熔滴過渡中等至大顆粒韌性:好韌性:一般韌性:好韌性:很好現在是96頁\一共有267頁\編輯于星期一焊條藥皮成分的作用焊條藥皮對焊接性能的作用石英SiO2提高導電性,降低渣的厚度金紅石TiO2改善脫渣性和焊縫成型,好的再引弧性磁鐵礦Fe3O4熔滴過渡細化碳酸鈣CaCO3降低電弧電壓,造氣造渣熒石CaF2堿性焊條中減薄渣,但使電離作用變壞K2OAl2O36SiO2電離作用降低,增加電弧穩定性Fe—Mn/Fe—Si脫氧纖維素造氣Al2O3·2SiO2·2H2O潤滑劑鉀或鈉水玻璃K2SiO3/Na2SiO3粘接劑焊接時的保護氣體可由藥皮中的下列哪些元素產生?有機物、碳酸鈣(例如CaCO3)、造渣劑、合金、石墨現在是97頁\一共有267頁\編輯于星期一

金紅石型藥皮的導電性金紅石型藥皮導電性能良好,主要原因是:在焊條藥皮外套角上形成含有TiO2的渣殼。焊芯藥皮在焊口藥皮套處的渣現在是98頁\一共有267頁\編輯于星期一CaF2對焊接性能的作用:會使電離作用變壞,影響氣體電離,使得電弧不能穩定燃燒,CaF2在高溫時與氫結合成氟化氫(HF),從而降低了焊縫中的含氫量。鐵粉或金屬粉焊條的作用:提高金屬的熔敷率和溶化率現在是99頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接填充材料(ISO2560)碳鋼和細晶粒鋼焊條電弧焊用藥皮焊條

ISO2560規定了當最低屈服強度不超過500N/mm2或者最低抗拉強度不超過570N/mm2時,碳鋼和細晶粒鋼焊條電弧焊在焊態條件和焊后熱處理條件下藥皮焊條和熔敷金屬的分類要求。現在是100頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接填充材料所涉及標準EN499(ISO2560) 焊接填充材料—碳鋼和細晶粒結構鋼焊條電弧焊焊條。EN757(ISO18275) 焊接填充材料—高強鋼焊條電弧焊焊條—部分EN1599 (ISO3580)焊接填充材料—熱強鋼焊條電弧焊條EN1600(ISO3581) 焊接填充材料—不銹鋼,耐熱鋼焊條電弧焊焊條現在是101頁\一共有267頁\編輯于星期一ISO標準同時說明了兩個分類體系:1)ISO2560-A/EN499

ISO2560-A對非合金鋼和細晶粒鋼用藥皮焊條的分類系統,以屈服強度和47焦耳最低沖擊功為基礎。2)ISO2560-B

ISO2560-B對非合金鋼和細晶粒鋼用藥皮焊條的分類系統,以抗拉強度和27焦耳最低沖擊功為基礎。現在是102頁\一共有267頁\編輯于星期一A體系標記按照屈服強度和47焦耳沖擊功進行分類1)第一部分給出產品/工藝的標記2)第二部分給出全焊縫金屬的強度和延伸率標記3)第三部分給出全焊縫金屬的沖擊性能的標記4)第四部分給出全焊縫金屬的化學成分的標記5)第五部分給出焊條藥皮類型的標記6)第六部分給出名義上的焊條熔敷率和電流種類的標記7)第七部分給出焊接位置的標記8)第八部分給出熔敷金屬氫含量的標記現在是103頁\一共有267頁\編輯于星期一A體系焊接填充材料標準標記

(ISO2560-A/EN499)(ISO2560-A)非強制性標記部分現在是104頁\一共有267頁\編輯于星期一根據ISO2560-A標準

藥皮焊條E422MnMoRR73H5具有的性能最小屈服強度為420N/mm2在-20℃時的最小沖擊值為47J厚藥皮焊條熔敷率>160%,且可使用交流或直流電源進行焊接適用于在PA和PB焊接位置進行焊接每100g熔敷焊縫金屬擴散氫含量最大值為5ml現在是105頁\一共有267頁\編輯于星期一電弧長度的正確選擇金紅石藥皮焊條(R、RR)的弧長為焊條直徑。酸性藥皮焊條(A)的弧長為焊條直徑。纖維素藥皮焊條(C)的弧長為焊條直徑。堿性藥皮焊條(B)的弧長為焊條直徑的一半現在是106頁\一共有267頁\編輯于星期一焊條直徑與焊接電流的關系

直徑d(mm)2.02.53.254.05.06.0長度l(mm)250/300350350/450350/450450450電流I(A)40~8050~10090~150120~200180~270220~360經驗公式最小(A)最大20xd40xd30xd50xd35xd60xd現在是107頁\一共有267頁\編輯于星期一實例(母材S235t=12)ISO9606-1111PBW1.1Bt12PAssnb現在是108頁\一共有267頁\編輯于星期一設計或選用接頭形式須考慮因素1)根據產品結構特點和焊接工藝要求2)綜合考慮承載條件3)焊接的可達性4)焊接應力與變形5)經濟成本現在是109頁\一共有267頁\編輯于星期一生產中常采用的克服磁偏吹的方法1)焊接時采用交流電源,而不適合采用直流電源2)改變焊件接地線位置,使焊接電弧遠離接地位置,地線對稱接在工件上3)采用短弧焊接4)沿焊縫對焊件定位或焊接,以便改變返回電流的流向和磁場區域的形狀。5)在遠離焊縫的末端(末焊端)放置一塊鋼塊6)焊縫遠離母材邊緣,或朝向已焊的焊縫一側7)采用分段退焊法8)利用電弧挺度(通過改變焊槍角度)現在是110頁\一共有267頁\編輯于星期一焊縫產生的缺陷及防止氣孔;咬邊;夾渣;未熔合;未焊透;弧坑裂紋;現在是111頁\一共有267頁\編輯于星期一6、鎢極惰性氣體保護焊(141)

(德文縮寫為WSG,WIG,英文縮寫為TIG)保護氣體及鎢極氬弧焊的應用惰性氣體為:氬氣(Ar),氦氣(He),氬氣和氦氣以及氫氣(H2)的混合氣體可焊接鋼和有色金屬,在0.5~5㎜厚度適合全位置焊空間技術、精密機械、化工設備及壓力容器

對于奧氏體不銹鋼的焊接方法

背面加氬氣保護以利于焊縫成型及抗氧化現在是112頁\一共有267頁\編輯于星期一脈沖TIG焊與直流TIG焊相比較:優點:較低的能量輸入具有良好的深/寬比穩定的電弧 均勻的打底成形良好定位性 工件變形小熔池容易控制 良好的彌隙性能缺點:焊接設備昂貴參數調整較復雜現在是113頁\一共有267頁\編輯于星期一TIG焊槍TIG焊焊槍可分為氣冷和水冷式TIG焊氣冷式焊槍用于額定電流250A以下TIG焊水冷焊槍用于高電流和持續焊接時現在是114頁\一共有267頁\編輯于星期一鎢電極Tth:焊接時釷電極的溫度Tr:焊接時純鎢極的溫度

純鎢極與釷鎢極的溫度和電流密度關系現在是115頁\一共有267頁\編輯于星期一電極端部形式

在直流TIG焊時,電極形狀對熔深的影響現在是116頁\一共有267頁\編輯于星期一保護氣體對熔深的影響不同保護氣體其熱傳導性能亦不同

保護氣體使用He時比使用Ar時熔深大用氫氬混合氣體保護時,隨氫氣量的加大熔深加大現在是117頁\一共有267頁\編輯于星期一鋁的TIG焊工藝

鋁的交流TIG焊TIG焊交流焊接過程,正半波時對熔化表面進行清理,負半波時鎢極得到冷卻

鋁的直流TIG焊采用直流負極性接法,氧化膜得不到破壞。現在是118頁\一共有267頁\編輯于星期一電極為負極和熔深形式

電極為正極和熔深形式現在是119頁\一共有267頁\編輯于星期一AlMg3材料TIG焊(雙V型坡口,16㎜板厚)氣體種類焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接速度(㎝/min)ArAr+30%HeAr+70%He4002930.533455060焊前預熱對熔深的影響現在是120頁\一共有267頁\編輯于星期一TIG焊鋁時產生缺陷及原因和避免措施缺陷原因避免措施焊縫表面無光澤,邊緣不光滑,流動性不好施焊部位及焊絲清理不夠(沒有金屬光澤)刷、磨、酸洗、噴砂處理氣孔焊件不干凈,有油、脂、漆或潮濕清理干凈,刷子是否干凈表面氧化,無光澤,流動性不好氬氣不純,接頭密封不嚴有空氣進入,干伸長太長,氬氣流太強檢查氣路,焊槍傾斜,氣體軟管,加大噴嘴,注意氬氣流量白色煙霧,電極尖端氧化氬氣流量不夠背面氧化,咬邊根部及背面保護不夠深色殘渣、氣孔、電弧不穩焊槍內水循環系統密封不嚴,槍內有冷凝水檢查焊槍,焊接間隙時關閉水閥,更換電極電弧波動,金屬蒸汽沖擊,熔深較小電極尖端未清理干凈現在是121頁\一共有267頁\編輯于星期一TIG焊填充材料(棒、絲)分類EN1668/ISO636―非合金鋼及細晶粒鋼

按照A系列分類方法可分為四項:1)第一部分給出產品/工藝的標記;2)第二部分給出全焊縫金屬的強度和延伸率標記;3)第三部分給出全焊縫金屬沖擊性能的標記;4)第四部分給出所用焊棒或者焊絲化學成分的標記。現在是122頁\一共有267頁\編輯于星期一按照A系列分類方法的焊絲標記方式:

ISO636-AW463W3Si1按照化學成分標記的焊絲標記方式如下:

ISO636-AW3Si1其中:ISO636-A國際標準編號,按照屈服強度和47焦耳沖擊功分類;W

鎢極惰性氣保護焊46

強度和延伸率(見表1)3

沖擊性能(表3)W3Si1

焊棒/焊絲的化學成分(見表2)現在是123頁\一共有267頁\編輯于星期一材料組別焊接方法堆焊手工電弧焊埋弧焊氣焊碳鋼和細晶粒鋼ISO2560EN499ISO14171/ISO14174EN756/EN760—EN12536—高強細晶粒結構鋼—EN757—/ISO14174EN14295/EN760————熱強鋼ISO3580EN1599ISO14343/ISO14174EN12070/EN760—EN12536—不銹鋼+耐熱鋼ISO3581EN1600ISO14343/14174EN12072/EN760———鑄鐵ISO1071—ISO1071/ISO14174—ISO1071———現在是124頁\一共有267頁\編輯于星期一材料組別焊接方法堆焊手工電弧焊埋弧焊氣焊銅及合金————————鎳及合金ISO14172—ISO18274/ISO14175—————鋁及合金————ISO18273———現在是125頁\一共有267頁\編輯于星期一材料組別焊接方法131,135141136,137碳鋼和細晶粒鋼ISO14341/ISO14175EN440/EN439ISO636/ISO14175EN1668/EN439DIS17632/ISO14175EN758/EN439高強細晶粒結構鋼—/ISO14175EN12534/EN439—/ISO14175EN12534/EN439—/ISO14175EN12535/EN439熱強鋼/ISO14175EN12070/EN439/ISO14175EN12070/EN439ISO17634/ISO14175EN12071/EN439不銹鋼+耐熱鋼ISO14343/ISO14175EN12072/EN439ISO14343/ISO14175EN12072/EN439ISO17633/ISO14175EN12073/EN439鑄鐵ISO1071/ISO14175—ISO1071/ISO14175—ISO1071/ISO14175—現在是126頁\一共有267頁\編輯于星期一材料組別焊接方法131,135141136,137銅及合金—prEN14640/EN439—prEN14640/EN439——鎳及合金ISO18274/ISO14175ISO18274/ISO14175———鋁及合金ISO18273ISO/14175—ISO18273/ISO14175———現在是127頁\一共有267頁\編輯于星期一7、熔化極氣體保護焊MSG與WSG在電極種類和形式上有所不同鋼和非鐵金屬的使用范圍由焊絲和保護氣體的組合形式確定:

金屬極一活性氣體MAG(135)1)混合氣體(MAGM)

2)CO2氣體(MAGC)金屬極一惰性氣體MlG(131)現在是128頁\一共有267頁\編輯于星期一工作原理:電弧在一個熔化的電極和工件之間燃燒,這個熔化的電極同時又作為填充金屬,保護氣體是惰性的或活性的。電弧溫度約高達10000℃;焊絲具有較高的電流承載能力(直徑1mm的焊絲;可承載40~200安培的焊接電流)。現在是129頁\一共有267頁\編輯于星期一應用范圍適于工件厚度0.6~100mm范圍內的全位置連接焊接,以及堆焊。MIG焊使用惰性氣體,既可以焊接黑色金屬又可以焊接有色金屬,主要用于鋁、銅、鈦及其合金,以及不銹鋼、耐熱鋼的焊接。MAG焊主要用于焊接碳鋼、低合金高強度鋼。現在是130頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接電源熔化極氣體保護焊一般使用直流焊接電源,外特性曲線為平特性。現在是131頁\一共有267頁\編輯于星期一軟管式焊槍熔化極氣體保護焊焊槍的作用:1)將保護氣體輸送到焊接位置2)輸送焊絲

3)將焊接電流導通到焊絲上

現在是132頁\一共有267頁\編輯于星期一焊槍

額定電流為200A的氣冷式焊槍,在較高焊接電流時必須采用水冷卻的焊槍。現在是133頁\一共有267頁\編輯于星期一熔化極氣體保護焊電弧長度的調節在各種焊接方法中,焊接參數(如電流,電壓)在焊接過程中應保持不變,而其體現形式則是保持電弧長度不變,對此主要有二種調節方法,即ΔU調節和ΔI調節。ΔI調節主要用于熔化極氣體保護焊設備中

在經過不同臺階時,電弧長度的變化現在是134頁\一共有267頁\編輯于星期一“ΔI”調節“ΔI”調節方式適用于平特性或緩降特性的焊接電源,即當電流有很大改變時,電壓沒有變化或變化很小。在實際中主要以略帶傾斜的特性曲線為主.現在是135頁\一共有267頁\編輯于星期一

在ΔI調節方式中,送絲速度在焊接過程中保持在預先調定的位置不變,當電弧長度發生變化時,電弧電壓將發生變化,這一較小的變化將導致焊接電流的大幅度變化(ΔI),由于送絲速度保持恒定,則焊絲的熔化速度將發生變化,電流增加,熔化速度加快,電流減小,熔化速度減慢,這樣即可使電弧長度恢復到原始長度,這種調節是依靠不同電弧長度的電流差值來調節的。“ΔI”調節速度較快,適于細焊絲焊接時的調節“ΔU”調節速度較慢,適于粗焊絲焊接時的調節現在是136頁\一共有267頁\編輯于星期一電弧種類和熔滴過渡形式名稱熔滴過渡形式以及它的瞬時效果標記短路過渡電弧(-焊接)熔滴只在短路時過渡,熔滴均勻細小k過渡電弧(-焊接)部份短路過渡,部份非短路過渡,熔滴細至粗大u噴射過渡電弧(-焊接)非短路過渡,均勻細熔滴s長弧(-焊接)不規則短路過渡,大熔滴l脈沖過渡電弧(-焊接)非短路過渡,熔滴均勻且大小可調P現在是137頁\一共有267頁\編輯于星期一不同的電弧過渡形式對焊接參數的影響熔化極氣體保護焊的電弧功率調節范圍不同,決定它的實際應用范圍現在是138頁\一共有267頁\編輯于星期一—短路過渡電弧(kLb)適用于薄板焊接對接坡口封底焊空間位置—過渡電弧(üLb)由于它的不規則的電弧過渡形式,在實際應用中與所采用的保護氣體形式有關,一般用于PA和PB焊接位置的中厚度板的焊接。—噴射過渡電弧(sLb)或長電弧(lLb)用中厚板多層焊和PA及PB角焊縫焊接。現在是139頁\一共有267頁\編輯于星期一脈沖過渡電弧(p-Lb)在熔化極氣體保護焊中,電磁作用力(收縮力)對熔滴的過渡影響最大,收縮力使焊絲液態端部收縮,提高了收縮位置的電流密度,這也增強了收縮力,最終迫使熔滴過渡,收縮效應是以電流強度的平方增大。現在是140頁\一共有267頁\編輯于星期一每個脈沖的通電時間也可隨意調整,經組合可調出實際脈沖電流值,按母材、板厚、焊縫型式、焊接位置、焊絲種類、焊絲直徑和保護氣體進行調整和改變脈沖電流值。

不同電流時間的脈沖電流現在是141頁\一共有267頁\編輯于星期一MIG/MAG脈沖電弧焊與直流焊相比較優點:良好的引弧性能焊接參數對所焊工件的良好適應性熱輸入量可保持最小較粗焊絲可焊較薄工件在整個脈沖功率調節區內飛濺少焊縫的良好抗氣孔性能與直流焊相比對空間焊縫其熔化效率約高25%良好的抗腐蝕性能沒有短路良好的焊接熔深缺點:焊接設備較昂貴焊接設備的調整較復雜導電咀壽命較短現在是142頁\一共有267頁\編輯于星期一MIG-MAG焊保護氣體的選擇不同保護氣體的U-I特性曲線現在是143頁\一共有267頁\編輯于星期一MIG焊保護氣體的選擇通常:Ar氣(I1)Ar+He的優點:

鋁Al:Ar+30-70(50)%HeHe會使熔深增加,防氣孔能力增加,予熱溫度降低或不予熱。但純He會使電弧不穩(不平靜),熔滴粗大,短路過渡。

銅Cu:銅導熱系數>Al,故Ar+70%He.

鎳Ni/Ni-:Ar+5%H2orAr+30%He.Ar+He+CO2orAr+H2+CO2(CO2<=2%)(MAG)現在是144頁\一共有267頁\編輯于星期一—鋁采用Ar氣保護時,可使熔滴過渡非常穩定,但采用氬氣和氦氣混合氣體時可改善熔深和抗氫氣孔性能,氦氣(I2)由于使熔滴過渡變得不穩定,氦氣所占比例在30%和70%之間,常用混合氣體比例為50%Ar和50%He(I3),采用氦氣混合氣可降低預熱所需費用或者甚至不預熱。現在是145頁\一共有267頁\編輯于星期一—銅及銅合金由于這些材料與鋁相比具有較高的導熱性能,所以氦氣混合量在70%是適合的,板厚在5㎜以下,可不用進行預熱。—鎳及鎳合金為獲得穩定的、飛濺少的電弧過渡型式,采用MIG-脈沖焊是必要的,純Ar氣保護時焊縫易產生過大的余高,改進措施是用Ar和5%H2(R1)或30%He(I3)在實際應用中,也采用Ar-He-CO2或者Ar-H2-CO2,一般CO2比例為2%。現在是146頁\一共有267頁\編輯于星期一MAG焊保護氣體的選擇通常:CO2、ArAr為主的氣體優點:高熔化效率時飛濺減少.

低合金鋼:Ar+18%CO2(薄板,中板)Ar+18%CO2+8%O2(中板,厚板)

高合金鋼:Ar+1%,3%O2orAr+>0-5%CO2

如:(Ar+<5%CO2)+低C焊材:化工設備

奧氏體:≥8%O2-熱裂紋

堆焊:+1%O2-稀釋小鐵素體+奧氏體鋼:Ar+15%He+2%CO2 現在是147頁\一共有267頁\編輯于星期一高質量的活性氣體用途:用于≤10mm的細晶粒結構鋼成份:EN439M1493%Ar,5%CO2,2%O2特點: 增加焊接速度、改善焊縫成形、減小焊接飛濺、增大熔化截面、得到高強度的焊縫。

高含量的Ar使起弧更容易,電弧更穩定。雖然加入CO2,但在焊接中能得到噴射過渡,所以飛濺很小,附加的CO2增加熱輸入和熔深;附加的O2增加電弧穩定性和溶池潤濕性。現在是148頁\一共有267頁\編輯于星期一三種過渡方式的應用范圍現在是149頁\一共有267頁\編輯于星期一說明:1)長弧是在CO2氣體保護焊接條件下或在CO2含量較高的混合氣體保護條件下形成的,主要應用在厚度大于2㎜構件焊接。焊接位置主要是PA;PB2)短弧是在電流大約200安培以下范圍產生。主要應用于薄板及根部打底層的焊接,焊接位置可應用于受限位置的焊接如:PE,PF,PG,PC。現在是150頁\一共有267頁\編輯于星期一焊絲干伸長對焊接電流的影響當送絲速度不變時,干伸長越大,則電流越小。將使熔滴與熔池溫度降低,造成熱量不足,而引起未焊透。干伸長太大,電弧不穩,難以操作,同時飛濺也較大和焊縫成形惡化,甚至破壞保護而產生氣孔。相反,焊絲干伸長減小時,焊接電流增加,弧長略變短,熔深變大,焊接飛濺金屬大量粘附到噴嘴內壁。當干伸長過小時,易使導電嘴過熱而夾住焊絲,甚至燒毀導電嘴。焊絲干伸長與焊絲直徑經驗公式:

l=10d(㎜)現在是151頁\一共有267頁\編輯于星期一焊接填充材料

實芯焊絲EN440/ISO14341:2002—非合金鋼和細晶粒鋼金屬極氣體保護焊用實芯焊絲

按照A系列分類方法可分為五項:1)第一部分給出產品/工藝的標記;2)第二部分給出全焊縫金屬的強度和延伸率標記;3)第三部分給出全焊縫金屬沖擊性能的標記;4)第四部分給出所用保護氣體的標記;5)第五部分給出所用焊絲化學成分的標記。現在是152頁\一共有267頁\編輯于星期一例1:ISO14341-AG465MG3Si1按照化學成分標記的焊絲,標記方式如下:

ISO14341-AG3Si1其中:ISO14341-A國際標準編號,按照屈服強度和47焦耳沖擊功分類G

焊絲和/或熔敷金屬/金屬熔化極氣體保護焊46

強度和延伸率(見表4)5

沖擊性能(見表5)M

保護氣體(見表7)G3Si1焊絲的化學成分(見表3)現在是153頁\一共有267頁\編輯于星期一用于電弧焊和切割的保護氣體的分類

(EN439/ISO14175)現在是154頁\一共有267頁\編輯于星期一符號1)氣體組合%一般應用條件備注組別數字代號氧化性惰性還原性CO2O2ArHeH2N2R12

其余2)其余2)

>0~15>15~35

TIG等離子焊根部保護

I123

100

其余100>0~95

MIGMAG等離子焊,根部保護

M11234>0~5>0~5>0~5

>0~3>0~3其余2)其余2)其余2)其余2)

>0~5

MAG

弱氧化性

強氧化性M21234>5~25>0~5>5~25

>3~10>3~10>3~10其余2)其余2)其余2)其余2)

M3123>25-50>5~50

>10-15>10-15其余2)其余2)其余2)

C12100其余

>0~30

F12

>0~5100其余等離子切割根部保護

1)

沒有列入表中的特殊混合氣體在組別符號前用符號S表示2)

氦氣替代氬氣可達95%現在是155頁\一共有267頁\編輯于星期一藥芯焊絲EN758/ISO17632:2004—非合金鋼及細晶粒(114;136)焊絲—分類

按照A系列分類方法可分為八項:1)第一部分給出藥芯焊絲的標記;2)第二部分給出多道焊技術中全焊縫金屬的強度和延伸率標記或者單道焊技術中母材的強度;3)第三部分給出全焊縫金屬或者焊接接頭的沖擊性能的標記;4)第四部分給出全焊縫金屬化學成分的標記;5)第五部分給出焊絲類型的標記;6)第六部分給出保護氣體的標記;7)第七部分給出焊接位置的標記;8)第八部分給出熔敷金屬氫含量的標記。現在是156頁\一共有267頁\編輯于星期一例:ISO17632-AT4631NiBM1H5強制部分:

EN758/ISO17632-AT4631N

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