CO2气体保护焊操作技能讲义.ppt

CO2气体保护焊操作技能讲义,2. CO2焊主要规范参数,1. 焊接基本知识,3. CO2焊机的特长与功能,4. 焊机的正确使用与维护保养,6. 常见故障与焊接缺陷,5. 焊接操作基础,CO2焊接技能培训内容,1.1 焊接方法分类 1.2 气体保护电弧焊 1.3 C02气体保护电弧焊的工作原理 1.4 C02气体保护焊的特点,1.焊接基本知识,1.1 焊接方法分类,熔化焊接 压力焊 钎焊,电弧焊 气焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊,熔化极 非熔化极,手工焊 CO2焊 埋弧焊 MAG焊 MIG焊 TIG焊 等离子弧焊,1.2 气体保护电弧焊,气体保护焊的定义： 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。 常用的保护气体： 二氧化碳气（ CO2）、氩气（ A r ） 、氦气（He） 及它们的混合气体: CO2+ A r 、 CO2+ A r + He 、 。,1.3 C02气体保护电弧焊的工作原理,C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电,在CO2气氛中,与母材之间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。 CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。,焊接效果,溶深大 熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。,溶敷效率高 手弧焊焊条熔敷效率是60% CO2焊焊丝熔敷效率是90%,引弧性能好 能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。,焊接质量好 对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小。,焊接范围广 可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊,焊接速度快 单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍,与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。,1.4 C02气保焊的特点,2.CO2焊主要规范参数,2.7 极性,2.6 气体,2.4 干伸长度,2.2 焊接电压,2.3 焊接速度,2.1 焊接电流,2.5 焊丝,2.1 焊接电流,焊接电流: 根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。 CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。,焊接电压既电弧电压: 提供焊接能量。 电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快，焊接电流也就越大。电弧电压等于焊机输出电压减去焊接回路的损耗电压，可用下列公式表示： U电弧 = U输出 U损 如果焊机安装符合安装要求的话，损耗电压主要指电缆加长所带来的电压损失，如您的焊接电缆需要加长，调节焊机输出电压时可参考下表：,2.2 焊接电压,焊接电压的设定,根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压: 300A时: 焊接电压 = ( 0.04倍焊接电流 + 20 2) 伏 举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下： 焊接电压 = ( 0.04 200 + 16 1.5)伏 = ( 8 + 16 1.5)伏 = ( 24 1.5)伏 举例2：选定焊接电流400A，则焊接电压计算如下： 焊接电压 = ( 0.04 400 + 20 2)伏 = ( 16 + 20 2)伏= ( 36 2)伏,焊接电压和焊接电流,焊接电压:提供焊丝熔化能量.电压越高焊丝熔化速度越快. 焊接电流:实际上是调送丝速度与熔化速度的平衡结果.,电压偏高时: 弧长变长,飞溅颗粒变大, 易产生气孔. 焊道变宽,熔深和余高变小. 电压偏低时: 焊丝插向母材,飞溅增加, 焊道变窄，熔深和余高大.,啪嗒！啪嗒！,嘭！嘭！嘭！,母材,母材,焊接电压对焊接效果的影响,规范调节,按参考公式进行焊前预制 试焊 首先确定好电流 根据手感,声音,电弧稳定判断电压高低 微调电压,2.3 焊接速度,在焊接电压和焊接电流一定的情况下： 焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量. 焊接热量三要素：热量= I2Rt I2：焊接电流的平方 R: 电弧及干伸长度的等效电阻 t: 焊接速度 半自动：焊接速度为30-60cm/min 自动焊：焊接速度可高达250cm/min以上 焊接速度过快时: 焊道变窄,熔深和余高变小。,小于300A时: L= (10-15)倍焊丝直径. 大于300A时: L= (10-15)倍焊丝直径 + 5mm,2.4 干伸长度,定义:焊丝从导电咀到工件的距离.,导电咀 L 工件,举例： 直径1.2mm焊丝可用电流120-350A, 电流小时乘10倍的焊丝直径， 电流大时乘15倍的焊丝直径 。,焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保 证焊接过程稳定性的重要因素之一。 过长时： 气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能 差,电弧不稳,飞溅加大, 熔深变浅，成形变坏. 过短时： 看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大， 熔深变深，焊丝易与导电咀粘连.,干伸 长度热量 电弧热量,干伸长度为什麽要求严格,焊接电流一定时，干伸长度的增加，会使 焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，电 流降低，电弧热量减少。 热量 = 干伸长度热量 + 电弧热量,2.5 焊 丝,CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。 CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种.,2.6 CO2 气 体,作用：隔离空气并作为电弧的介质。 纯度：纯度要求大于 99.5%，含水量小于0.05%。 性质：无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍，比水轻。 存储：瓶装液态，每瓶内可装入(25 - 30)Kg液态CO2。 加热：气化过程中大量吸收热量，因此流量计必须加热。 容量：每公斤液态CO2可释放509升气体，一瓶液态二氧化 碳可释放15000升左右气体，约可使用10-16小时。 流量：小于350A焊机：气体流量为15-20升/分 大于350A焊机：气体流量为20-25升/分 提纯：静置30分钟后倒置放水，正置放杂气，重复两次。,气瓶,气瓶,液态CO2,液态CO2,水,水,气态CO2,气态CO2,放水,放杂气,反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。 正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝 熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才 采用。,2.7 极 性,工件,焊枪,直流反极性接法 （工件接负极）,KR200,A,V,+,工件,焊枪,直流正极性接法,KR200,A,V,+,CO2焊一般都采用直流反极性。,收弧操作基本要领,焊接,停止焊接,收弧“无”：适用于工件的点固，短焊缝等场合。 在收弧“无”方式下焊接首先将焊机前面板上收弧开关置于“无”的位置，然后设定焊接电压、焊接电流旋钮。 收弧“无”方式焊接时工作过程如下图所示： （焊枪开关用TS表示）,收弧电流 = （0.6-0.7）焊接电流,A,t,焊接电流,按TS,再松TS,松TS,收弧电流,再按TS,收弧“有”,大电流焊接结束时可变为小电流以填满弧坑。选择收弧“有”方式焊接须将焊机前面板上收弧开关 置于“有”的位置，然后分别设焊接电压、电流以及焊机前面板 上的收弧电压、电流旋钮。,焊接电流,焊接电流,收弧电流,停止焊接,收弧“无”,按开关 焊接电流,按开关 焊接电流,松开关 焊接电流,松开关 停止焊接,再按开关 收弧电流,再松开关 停止焊接,焊枪开关的操作要领,收弧“有”,气体检查/ 焊接功 能,焊接前调整、设定气体流量用。 首先连接好供气系统，打开气瓶阀门，闭合焊机电源开关， 将焊机前面板上气体开关置于“检查”位置，此时送丝机上 电磁气阀打开，即可通过流量计上的流量调节旋钮设定气 体流量。设定完毕或焊接时此开关应置于焊接位置。,送丝电机 电源,V,异常 电源,焊丝直径,收弧电流 收弧电压,收弧,有 无,药芯 实芯,焊丝,气体,电源,检查 焊接,开,关,A,.,.,.,.,.,.,.,.,.,焊 机 前 面 板,送丝电机 电源,V,异常 电源,焊丝直径,收弧电流 收弧电压,收弧,有 无,药芯 实芯,焊丝,气体,电源,检查 焊接,开,关,A,.,.,.,.,.,.,.,.,.,显示及过流保护功能,气阀保险：线路板（1A）， 烧断后气阀不工作，无气体输出。,电源保险：烧断后焊机不能工作（1A）,电流表：工作时显示焊接电流或收弧电流。,电压表：工作时显示空载电压和焊接电压或收弧电压。,异常指示灯：焊机超负荷工作，温度过高时亮。,电源指示灯：闭合焊机电源开关后，电源指示灯亮。,送丝电机保险：（8A），烧断后电机不能转动,加热器保险：焊机后面板（8A）， 烧断后流量计不能加热。,焊机维护与保养,焊机,地线不紧：接触电阻太大，引不起电弧或电弧不稳。,接触不良,1.21.6,1.2,送丝轮的安装,送丝轮,丝径标号,紧固螺母,焊丝,SUS导套帽,电机轴,每个送丝轮可适用两种直径的焊丝,送丝轮槽大小必须与焊丝直径保持一致,安装正确时丝径标号应朝向外侧。 紧固螺母必须拧紧以保证送丝轮槽与SUS导套帽的同心度。每天作业前应查看其是否松动。否则将增加送丝阻力或刮伤焊丝，从而引起焊接电弧不稳，影响焊接质量。,送丝轮的错误应用,压紧轮,焊丝,送丝轮,压紧轮,焊丝,送丝轮,污物,焊丝,送丝轮,送丝轮槽径大于焊丝直径，送丝推力不足。,送丝轮槽 径小于焊丝直径，推力不足，焊丝受损。,送丝轮槽中污物过多同样引起推力不足。,正确,1.21.6,1.2,焊丝的安装,加压手柄,加压臂,SUS导套帽,送丝轮,焊丝 (1.2),导向管,1.将焊丝装 到送丝机盘轴上,并用扳手螺钉将挡块固定。 2.抬起加压臂,将焊丝插入SUS导套帽 23cm。,制动轴 太松，焊丝松脱,制动轴太紧 ；送丝电机过载，送丝不均匀，焊丝粘在导电嘴上,导套帽,压力太大：焊丝变形，送丝困难，导套帽或导电嘴磨损快。,压力太小：送丝不均,压轮,导套帽,送丝轮,导套帽孔太大或送丝轮与导套帽距离过大；焊丝容易打弯，松丝不畅。,导套帽孔太小；摩擦阻力大，送丝受阻。,4.3 焊 枪,接线盒,微动开关接头,枪把,喷咀、接头、导电咀,一线制电缆,微动开关,气体接头,功能：焊枪是直接用于完成焊接工作的工具。 作用：作为电极传递焊接电流；经送丝软管和一线制电缆向焊接 部位输送焊丝和气体；通过微动开关向焊机发出控制命令。 要求：送丝均匀，导电可靠及气体保护良好。 结构简单、经久耐用、轻便、柔软、使用性能良好。,65Mn钢丝,热塑管,密封圈,送丝管端头,送 丝 软 管,送丝软管担负着从送丝机向焊枪输送焊丝的任务，对焊接稳 定性有着极大的影响。因此送丝软管应满足如下要求： 1.使用性能:具有一定的抗拉强度,推送焊丝或受力时尽可能不拉长 。 具有较好的柔性，以便于焊工的灵活操作。 2.送丝性能:送丝阻力小,保证匀速送丝,要求内壁光滑、内径适宜。 3.密封性能:用于一线式电缆时,为防止保护气体往回泄露,热塑管 和密封圈应具有良好的密封效果。 4.足够弹性:应能承受较大的弯曲,而不产生永久的变形。 5.适应焊丝:内径应与焊丝直径匹配,过大过小均会影响稳定送丝。 6.软管易被污染或损坏，需定期清理和更换。,送丝软管的使用要求,L,软管出现硬弯不能使用！,软管被拉长不能使用！,送丝软管的规格必须与焊丝直径相符！,软管长度不够不能使用！,热塑管或密封圈损坏应及时更换或修理！,送丝软管的安装与定期清理,插入软管不要过快、过猛，造成软管弯折。,软管插入后顺时针转动电 缆，继续推动送丝管，直 至O形密封胶圈完全推进去。,推,4-7mm,转动,送丝软管中焊丝切粉及污物过多会严重影响送丝的稳定性，使得焊接不能顺利进行，所以送丝软管必须定期清理。 清理时可在干净、平整的平面上将软管逐段摔打（注意不要损坏热塑管），使得软管内的焊丝切粉及污物松动，然后用干燥的压缩空气进行清除。,导 电 咀,1.2,导电咀外形图,导电咀剖视图,导电咀是直接向焊丝传递电流的零件, 导电咀内孔与焊丝接触而导电, 导电咀外表面与喷嘴内壁之间流过保护气体。 使用时导电咀的规格必须与焊丝直径保持一致，既导电咀内径不能过大或过小，过大导电不好，过小则送丝阻力增加，均会造成焊接过程不稳定，严重影响焊接质量。,导电嘴,孔径合适,孔径太大,孔径太大,接触点经常变化，电弧不稳，焊缝不直。,导电咀的安装与更换,1.2,安装时导电咀必须用扳手拧紧！工作前应检查其是否松动！否则导电不好，烧毁导电咀接头甚至烧毁喷嘴接头绝缘体,导电咀,导电咀接头,1.2,因导电咀始终与焊丝滑动接触，所以当内孔磨损 成椭圆孔时，导电性能差，电弧不稳。应及时更换。,焊机,焊枪弯曲半径太小：焊丝在软管中阻力大，送丝受阻，送丝不均，或送不出丝。,4.5 外部环境,4.5.1 CO2焊接作业对环境的要求,4.5.2 安全卫生与劳动保护,4.5.1 CO2焊接作业对环境的要求（A）,KR200,A,V,KR200,A,V,防止雨淋,避 免 阳 光 直 射,20cm,30cm,远离热源及易燃易爆物,焊机应尽量 安装在湿度 小、灰尘少 、风速较弱 的场所。,4.5.2 安全卫生与劳动保护（A）,CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体的电弧焊接方法。在电弧高温作用下，电弧区中将有50%左右的CO2气体发生分解，并生成CO和O。同时在冶金反应中亦会生成少量CO，强烈的氧化作用还会产生大量烟尘从安全角度考虑， CO2焊时除应防止触电、弧光照射、飞溅物烫伤外，还应注意焊接现场的通风换气与除尘。,4.5.3 安全卫生与劳动保护（B）,CO2焊工应使用下列护具： 1.焊接用护具：焊接皮手套，脚盖。防止烫伤。 2.护目镜片：,3.遮光眼镜：为了避免侧光及飞溅物伤害眼镜，应戴无色遮光眼镜。 4.防尘口罩：焊接时，当使用整体或局部通风不能使烟尘浓度降到卫生标准以下时，必须选用合适的防尘口罩或防毒面具。,五.焊接操作基础,5.1 焊枪操作基础,5.2 焊接施工基础,5.3 焊接操作要领,在焊接过程中,焊枪的高度(干伸长度)和角度, 自始至终保持一致.,5.1 焊枪操作基础 (A),20 0,焊接方向,小于300A时: L= (10-15)倍焊丝直径. 大于300A时: L= (10-15)倍焊丝直径 + 5mm,L,5.1 焊枪操作基础 (B),焊接方向, 20 0,焊接方向,前进法,后退法,前进法特点：电弧推着溶池走，不直接作用在工件上，焊道平而宽，容易观察焊缝，气体保护效果好，溶深小，飞溅较大。 后退法特点：电弧躲着溶池走，直接作用在工件上，溶深大，飞溅较小，容易观察焊道，焊道窄而高，气体保护效果不太好。 CO2焊一般采用前进法焊接。, 20 0,5.2 焊接施工基础：定位焊,CO2 焊比手弧焊产生的热量更多，强度更大，因此焊前需进行 定位焊接，定位焊要点如下：,中厚板对焊的定位,薄板对焊的定位,200 500 mm,20 50 mm,100 150 mm,5 10 mm,5.2 焊接施工基础：收弧处理,CO2 焊大电流焊接结束时会在焊缝尾端产生弧坑，从而产生 裂纹等焊接缺陷，为保障焊接质量应进行收弧处理。 KR系列焊机收弧处理要领如下：,t,按TS,再松TS,松TS,再按TS,I,收弧电流,焊接电流,焊接方向,焊接电流,收弧电流,5.2 焊接施工基础：摆动送枪法,焊缝有间隙时应摆动送枪 （a）小摆动：适用于小焊缝,（b）月牙形摆动：适用于大焊缝,5.3 焊接操作要领 （平焊）,10 20 0,焊接方向,90 0,焊枪角度,（侧视图）,（正视图）,5.3 焊接操作要领 （水平角焊）,焊接方向,垂直侧,水平侧,根据工件厚度，角焊缝可分为： 单道焊:最大焊脚高度为78mm。 多层焊:多层焊适用于8mm以上焊脚。 因后退法余高过高，作业性能差，气保效果不好，因此水平 角焊宜采用前进法进行焊接。,5.3 焊接操作要领 （水平角焊）,水平侧,垂 直 侧,（薄板正视图）,40 450,水平侧,垂 直 侧,（厚板正视图）,40 450,10 200,（侧视图）,0.53mm,01.5mm,薄板水平角焊：焊丝指向焊缝。 厚板水平角焊：要使焊缝对称，必须考虑垂直侧与水 平侧的散热情况，上板散热差，下板 散热好，所以，电弧应指向下板。,水平侧,垂 直 侧,40 450,0,水平侧,垂 直 侧,40 450,03mm,电弧指向位置错,采用退后法焊接,5.3 焊接操作要领 （立向下焊）,90 0,70 900,0 200,行 进 方 向,行 进 方 向,立向下焊适用于板厚6mm以下的工件。 立向下焊关键是控制熔池不下淌，防止发生焊瘤和焊不透。,5.3 焊接操作要领 （立向上焊）,90 0,70 900,0 200,行 进 方 向,行 进 方 向,在两端停 0.51秒,快速送枪,等 速 上 升,焊缝宽,立向上焊时，如果平直送枪，焊缝呈凸状， 易产生咬边，因此应采用小摆动法送枪。,6. 常见故障的现象与检查要点,6.1 送丝不稳定,6.3 焊接时飞溅大,6.4 焊缝出现气孔,6.5 焊接时出现蛇形焊缝,6.2 电弧不稳定,6.6 异常指示灯亮,6.7 保险管烧毁,送丝 不稳定,送丝压力调整不当 在所用焊丝直径刻度的上方,SUS与送丝轮不同心 紧固送丝轮，校正SUS位置,导电咀规格不对 规格不对或内径太小,焊枪电缆弯曲半径小 焊枪电缆弯曲半径应大于 300 mm。,送丝软管阻力大 用压缩空气清理或更换送丝软管。,6.1 送丝不稳定,焊丝不良 无交叉，直径均匀、无硬弯,送丝轮有污物规格错 清理、更换,电弧 不稳定,输出电压不稳定 紧固焊机各连接处,焊丝质量不良 使用化学成分及 机械性能合格的焊丝,送丝不稳定 排除相关因素,操作、调整不当 保持正确焊枪高度角度 焊接电压与焊接电流匹配,6.2 电弧不稳定,6.3 焊接时飞溅大,焊接飞溅大,焊丝质量不好 化学成分及机械性能不合格,焊件及焊丝污物过多 及时清除或更换,焊接回路接触不良 各连接处应连接牢固,焊枪操作不当 保持正确的角度,导电嘴、送丝轮、焊丝直径使用不当 导电嘴磨损、送丝轮规格不对、焊丝直径选用过粗。,焊接规范设置不当 根据焊接条件正确设定焊接电流和焊接电压，确认丝径选择开关SW5的位置。,6.4 焊缝出现气孔,气孔,N 2气孔 主要原因是气体保护效果不好,CO2气孔 焊丝不合格 气体不纯 工件含碳量过大,H2气孔 焊丝或工件 油、锈或水过多,风速过大,干伸长度 过大,气路被堵 塞或漏气,流量计 冻结,流量过小,气体不纯,产生气孔的现象及原因,CO2气孔：焊丝不合格，工件含碳量大。 H2气孔：水，油，锈.,N2气孔：主要原因是气体保护效果不好。 气瓶无气；气路漏气（接头处未紧固,流量计堵塞,流量过小,未加热, 电磁阀坏.送丝管密封圈坏,热塑管坏,枪管密封圈坏,气筛坏）；喷嘴堵塞严重；喷嘴松动，焊枪角度太大；干伸长度大；规范不对，焊接部位有风。见下图,空气,喷嘴,飞溅,飞溅堵死：气体保护不好，产生气孔，电弧不均。,喷嘴松动：吸入空气，保护不好，产生气孔。,吸入空气,焊枪倾角太大：吸入空气，产生气孔，焊缝不均匀。,干伸长度太大：保护不好易产生气孔。,6.6 异常指示灯亮,焊机温度过高 不要超出额定 负载持续率,焊机内部故障 请专业维修人员 进行修理,正确的处理措施 焊机异常指示灯亮后自动停止焊接，不要关闭焊机电源开关，利用机内冷 却风扇降温，异常指示灯灭后，再冷却20分钟，使电源内部得到充分冷却。 重新开始焊接时，请务必缩短焊接时间或降低输出电流，否则重复报警， 将缩短焊机使用寿命，甚至引起焊机故障或烧毁事件的发生！,异常指示灯亮,6.7 保险管烧毁,保险管,1A电源保险 （烧毁后焊机不工作）,1A气阀保险 （烧毁后无保护气体）,8A流量计保险 （烧毁后流量计结霜）,8A送丝保险 （烧毁后送丝机不转）,目 录 4.1 手工电弧焊接工艺 4.2 电焊条的作用 4.3 焊接的空间位置和焊接接头 4.4 手工电弧焊接工艺规范 4.5 复习焊接电弧形成原理,焊条电弧焊操作实训,手工电弧焊,1.手工电弧焊概念及应用 手工电弧焊简称手弧焊，是利用电弧产生热量来熔化被焊金属的一种手工操作的焊接方法，其采用手工操作进行引弧到形成焊接的过程，是焊接最基本的操作工艺。,4.2 手工电弧焊接工艺,(1) 擦划引弧法 这种引弧方法与擦火柴有些相似，将焊条在焊件上划动一下，即可引燃电弧。当电弧发生后，趁金属还没有开始大量熔化的一瞬间，迅速将焊条轻轻提起和工件保持13毫米距离，使弧长维持到所需长度。,2.手工电弧焊引弧方法 手工电弧焊是采用低电压，大电流放电产生电弧。手工电弧焊可采用两种方法来引燃电弧(引弧)。,(2) 敲击引弧法 焊条在焊件表面敲击接触后，便迅速缩回并保持一定的距离(13mm)，电弧即产生。此法方便，在用于各种位置特别是窄小位置焊接时更具适用性。,(1) 焊条三个基本方向的运动 当电弧引燃后，在焊接 过程中为了得到良好的焊 缝，焊条必须要有三个基本 方向的运动: 焊条朝着熔池方向逐渐下降; 焊条沿焊接方向前移; 作横向摆动。,3.运条方法 为了确保焊缝质量，选用正确的运条方法对于初学者来说，尤其应该注意。,直线形运条法,(2) 常用的运条方法及应用范围 运条方法很多，应根据接头的型式和间隙、焊缝的空间位置、焊条直径与性能、焊接电流及焊工的技术水平等方面来选用合适的运条方法。常用的运条方法有如下几种。 直线形运条法要求焊接时保持一定的弧长，并沿焊接方向作直线前进。,锯齿形运条法操作容易，在实际中应用较广，多用于较厚钢板的焊接、平焊及仰焊的对接接头、立焊的对接和填角焊接头。,直线往复运条法,锯齿形运条法,直线往复运条法具有焊接速度快、焊缝窄和散热快的特点，所以多用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。,月牙形运条法要求焊条末端焊接方向作月牙形的左右摆动。,月牙形运条法,此方法应用范围和锯齿形运条法基本相同，不过其焊出来的焊缝增高量较高，具有较长的保温时间、易使气体析出和熔渣浮到焊缝表面上来的优点。,此方法适用于坡口立焊和填角立焊。它的特点是一次能焊出较厚的焊缝断面，焊缝不易产生夹渣，有利于提高生产率。,三角形运条法,三角形运条法要求焊条末端作连续三角形运动并不断前移。,圆圈形运条法，如图所示，要求焊条末端连续作圆圈运动，并不断前进。,圆圈形运条法,此方法适用于平焊、仰脸焊位置的填角焊和横焊。它主要能控制熔滴金属不下淌，有助于焊缝成形。,此方法的特点是使两个被焊件边缘充分加热，使之熔化均匀，保证焊透，适用于厚板有坡口的对接焊缝。,八字形运条法,八字形运条法要求焊条末端连续作字形运动，并不断前移。,焊缝的起头和收尾 1）焊缝的起头 焊缝的起头就是指开始焊接的部分，由于引弧后不可能迅速使这部分金属温度升高。所以起点部分的熔深较浅，焊缝余高较高。为了减少这种现象，可以采用较长的电弧对焊缝的起头处进行必要的预热，然后适当地缩短电弧的长度再转入正常焊接。,2）. 焊缝的收弧 焊缝结束时应当拉断电弧，称为收弧。如果收弧时立即拉断电弧则易产生弧坑，引起裂纹及气孔等缺陷，因此，要应用合理的收弧。常用的收弧方法有四种。 划圈收弧法，适合于厚板焊接的收尾。 反复断弧收尾法，适合于薄板和大电流焊接的收尾。 回焊收弧法，适合于碱性焊条的收尾。 转移收弧法，适合于有特殊要求的焊缝。,4. 3电焊条的作用 一、焊条的组成 焊条由焊芯和药皮两部分组成。 1. 焊芯的作用 焊芯是具有一定长度和直径的焊接专用金属丝。它的作用如下：,(1)作用电极，起传导焊接电流的作用 (2)起填充金属的作用 (3)维持电弧稳定燃烧,2. 药皮的作用 药皮的组成比较复杂，其组成物按作用分有稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂，合金剂及粘结剂等。焊条的药皮在焊接过程中起着极其重要的作用，是决定焊缝金属质量优劣的重要因素之一，其作用如下： 机械保护作用：利用药皮熔化后释放出的气体和形成的的熔渣隔离空 气， 防止有害气体侵入融化金属。 冶金处理作用：去处有害杂质（如氧、氢、硫、磷）和添加有益的合金元素，使焊缝获得合乎要求的化学成分和机械要求。 改善焊接工艺性能：使电弧燃烧稳定，飞溅少，焊缝成型好，易脱渣等。,4. 选择电焊条的原则 在生产中，可根据下述原则选择焊条。 (1)考虑焊接件的机械性能和化学成分。 (2)考虑焊接件的工作条件及使用要求。 (3)考虑焊接件几何形状的复杂程度及钢板的厚度。 (4)考虑现场的设备及工艺条件。 (5)考虑改善工人的劳动条件、生产率和经济性等。 在保证质量的情况下，尽量使用普通焊条。,4.4 焊接的空间位置和焊接接头 一、焊接的空间位置 焊接按不同的空间位置，可分为平焊，立焊，横焊，仰焊四种。 1. 平焊 焊条位于工件之上，焊工俯视工件所进行的焊接叫平焊。,平 焊,2. 横焊 在工件的立面或倾斜面上横方向进行的焊接叫横焊。,横 焊,横焊比平焊困难，施焊时应根据焊件的厚度选择焊条直径及焊条的角度位置。,3. 立焊 在工件的立面或倾斜面上进行纵方向的焊接叫立焊。,立 焊,立焊比平面更难掌握，因为焊接熔池处在垂直面上，熔池中的液体金属因自身重量有流出熔池的趋势，容易形成焊瘤。,4.仰焊 焊接时焊条位于 工件下方,焊工仰视工 件进行的焊接叫仰焊。,仰焊是焊接中最困难的一种。因为在焊接时,焊接溶池向下,焊条与基本金属熔化后金属液体因自重下流,容易形成根部未焊透、溶缝夹渣等缺陷。,仰 焊,二、焊接结构中的焊接接头型式 生产中应用较多的有以下四种。 1.对接接头 两焊件的对口平整，且保留一定的间隙的对接焊称为对接接头，如图 所示。,对接接头,对接接头是焊接结构中最常见的接头型式，因为焊接受力比较均匀，结构理想，检验方便。,2.搭接接头 两焊件相叠并准备在顶端边缘上施焊的接头称为搭接接头，如图所示。,搭 接 接 头,3. 丁字接头 两焊件构成“”字型的接头称为丁字接头，如图所示。,丁字接头在钢结构中被广泛应用，在焊接时要注意焊接次序以减少应力和变形。,丁 字 接 头,4. 角接接头 两焊件构成直角或某一角度，并准备在顶端边缘上施焊时接头称为角接接头，如图4-15所示。,角 接 接 头,一、手工电弧焊接工艺规范 手工电弧焊接工艺规范(焊接规范)主要包括焊条直径、焊接电流(3555)b,立焊电流比平焊减小1520%，仰焊电流比平焊减小(1015%)，电弧长度及焊接速度等。 二、焊接缺陷及防止方法 在焊接过程中，由于各种原因常常造成焊缝出现缺陷，这些缺陷按所处的位置可分为外部缺陷和内部缺陷两种。 外部缺陷位于焊缝表面，用肉眼或低倍放大镜可看到。 内部缺陷位于焊缝内部。,4.5 手工电弧焊接工艺规范及安全特点,焊接电弧的产生过程,焊接电弧：是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。 一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。 温度：用钢焊条焊钢材时，阳极区2600K，阴极区2400K，电弧中心6000-8000K 使用直流电源焊接时有正接、反接两种： 正接：正极接工件工件温度可稍高一些。 反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。 交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。 焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为5090V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为1635V。,焊条电弧焊的原理及特点,如图21所示，焊条电弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移动、熔化后边缘的液态金属温度逐渐降低液态金属以母材坡口处末完全熔化的晶粒为核心生长出焊缝 金属的枝状晶体并向焊缝中心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化，使焊接熔池向前程动。当焊接过程稳定以后，个形状和体积均不变化的熔他随焊接电弧向前移动，形成 条连续的焊缝。,焊接接头缺陷的定义及分类。 焊接缺陷的定义。 焊接缺陷的分类。 2.1 按照缺陷的出现时间来分类。 2.2 按照缺陷相对于焊缝的位置来分类。 2.3 根据GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分类及 说明的规定分类。,常见的焊接缺陷及其处理方法,焊接缺陷,按缺陷出现的时间来分,裂纹、孔穴、夹渣、 凹陷、熔接不足或渗 透不足等。,通常指焊接热循环损 伤到焊道或邻近的热 影响区，造成焊件性 质劣于母材。当焊件 使用时，破裂起始于 这些缺陷存在原位置。,制程缺陷,使用时发生的缺陷,焊接缺陷,按缺陷出现的位置来分,焊瘤、咬边、烧穿、未焊透、夹渣、表面气孔、焊接裂纹 以及焊缝形状和尺寸不符合要求,未焊透、夹渣、内部气孔、焊接裂纹等,外部缺陷,内部缺陷,第1类 裂纹； 第2类 孔穴； 第3类 固体夹杂； 第4类 未熔合和未焊透； 第5类 形状缺陷； 第6类 上述以外的其它缺陷。 分别用国际焊接学会（IIW）中缺陷字母代号做简化标记。,GB6417-86规定分类,3、 焊接缺陷的影响因素及预防措施,钢材和焊条质量、坡口加工和装配精度、坡口表面清理状况及焊接设备、工艺参数、工艺规程、焊接技术、天气状况等等 。机械化焊接方法同精密焊接设备结合使用防止坡口发生位移、避免焊接区在集中能量作用产生明显张应力。扩大射束能源利用范围，制订合理的焊后热处理规范，保证各种新型焊条的质量，以保证达到焊缝金属特定的物理性能，满足材料的可焊性 。,焊接裂纹,定义 在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊接接头中局 部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面产生的裂缝。,焊接裂纹的一般原因 与母材的化学成分、结晶组织、冶炼方法等有关。如钢的含碳量越高或合金量越高，钢材的硬度就越高，通常越容易在焊接时产生裂纹。 焊接时冷却速度高容易产生裂纹。所以焊接时应避开风口和避免被雨水淋湿。在焊接中，高碳钢或合金钢时，要根据母材的成分或特性，有的要采取加热保温措施后方可施焊。,焊条内含硫、磷、碳高时焊缝容易产生裂纹。硫磷是有害元素,含硫高焊缝有热脆性，含磷高焊缝有冷脆性，焊条含硫磷量都必须在0.0035以下。 被焊结构刚性大、构件的焊接顺序不当也容易产生裂纹。当顺序安排不当时会形成焊接收缩受阻，妨碍焊缝的自由收缩，以致产生较大的收缩应力而产生焊缝裂纹。 焊接时周围的环境温度低，或在风口散热条件过好造成散热过快也会引起裂纹。,分类 热裂纹、冷裂纹（氢致裂纹）、焊后热处理裂纹（再热裂纹）及延性不足裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹等 。,热裂纹产生原因。 焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体（含硫、磷、铜等杂质）。 接头中存在拉应力。,热裂纹的特征 热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向分布。 热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩。 焊后立即可见。,1、热裂纹（又称结晶裂纹）,防止措施 选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988，很容易产生热裂纹。 严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平圆弧过渡。 缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性减少偏析。 确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。,2、冷裂纹,冷裂纹的特征 多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，多为穿晶裂纹。 冷裂纹无氧化色彩。 冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。 冷裂纹具有延迟性质，主要是延迟裂纹。,冷裂纹产生原因 焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。,防止冷裂纹的措施 选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。 焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈，减少氢的来源。,焊接接头含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，使接头脆化；磷含量过高同样产生冷裂纹。 存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。,工件焊前预热，焊后缓冷（大部分材料的温度可查表），可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。 采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等，焊后进行清除应力的退火处理。 焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250，保温2-6h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。,热裂纹的特征及原因 焊接完成后，在一定温度范围内对焊件再次加热。 多发生在焊接过热区，属于沿晶裂纹，裂纹生成时产生很少或无变形。 发生于镍基合金、不锈钢和少数合金钢，钢中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素会促使形成再热裂纹。 裂纹起源于未焊透根部、焊趾及咬边等应力集中处。,3、焊后热处理裂纹,防止措施 合理的预热与焊后热处理规范。 控制材料成分，应用低强度焊缝 使焊缝强度低于母材以增高其塑性变形能力。 缓和应力状态，减少拘束、应力集中，减少残余应力。,4、层状撕裂,层状撕裂的特征 焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹称为层状撕裂。 层状撕裂经常发生在厚板的T形接头和角接接头中。,层状撕裂的原因 轧制钢板中存在硫化物、氧化物和硅酸盐等低熔点非金属夹杂物。 垂直于厚度方向的焊接应力作用。,防止措施 严格控制钢材的含硫量。 预热和使用低氢焊条,采用强度级别较低的焊接材料。 在与焊缝相连接的钢板表面堆焊几层低强度焊缝金属作为过渡层，以 避免夹杂物处于高温区。,气孔,定义 焊接时，熔池中的气体在金属凝固时未能逸出而形成的空穴。,气孔分类 焊缝气孔有三种：氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔。 氢气孔： 高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开后快速冷却，氢的溶解度急速下降，析出氢气，产生氢气孔。 一氧化碳气孔：当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在熔池温度下降时，将发生如下反应：FeO+C = Fe+CO 此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生CO气孔。 熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。 氮气孔：熔池保护不好时，空气中的氮溶入熔池而产生。,气孔产生的一般原因和预防措施 焊接部位不洁净容易产生气孔。因此，焊接部位要求在焊接前清除油污、铁锈等脏物；使用低氢焊条焊接时要求更为严格。 焊条和焊剂一定要严格按照规定的温度进行烘焙和保温。 要求采取适宜的焊接规范，不要采用过大的焊接电流。 注意控制母材及焊材的化学成分。 焊接速度过快，焊接时操作不当，电弧拉得过长，使得有较多气体溶入金属溶液内。 焊缝接头气孔，使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内部气孔。 气体保护焊时应调节气体流量至适当值。,未焊透,定义及特征 焊接时焊接接头底层未完全熔透的现象。未焊透缺陷有时为表面缺陷（单面焊缝），有时为内部缺陷(双面焊缝)。未焊透主要影响和削弱截面积引起应力集中，消弱焊接连接的强度可达60%-80%。没有熔透的缺陷在施工中经常有发生，重要结构均不允许存在未焊透。,未焊透产生的一般原因 坡口角度或间隙过小，钝边过大、坡口边缘不齐或装配不良。 焊接工艺参数选用不当。 焊件坡口表面清理不净、有较厚的油和锈蚀,背面清根不彻底。 焊工操作技术差。,防止未焊透产生的措施 正确选用和加工坡口尺寸。 选择合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当，随时注意调整焊条角度。 认真清除坡口边缘两侧污物，封底焊清根要彻底。 提高焊工的操作技术水平。,未熔合,定义及特征 固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，未熔合常伴有夹渣存在。,预防措施 正确选择焊接工艺参数，采用合理的焊接电流。 加强焊工基本技能的培训，认真操作，消除根部未熔合缺陷产生。 注意层间修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。 正确处理焊接停留时间。,未熔合产生的一般原因 焊接热输入太低，电弧指向偏斜，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清渣不彻底等。,夹渣与夹杂,定义及特征 焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。,夹渣与夹杂的一般原因 坡口角度或焊接电流太小。 焊件边缘有氧割或碳弧气刨熔渣，边缘清理不净，有残留 氧化物铁皮和碳化物等。 酸性焊条时,由于电流小或