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焊接方法 焊接方法介绍焊条电弧焊氩弧焊CO2气体保护焊埋弧焊 1 焊接概述 1 什么是焊接 GB3375 94 焊接术语 中指出 焊接是通过加热或加压 或两者并用 并且用或不用填充材料 使工件达到结合的一种方法 2 焊接方法分类 通常将焊接方法分为以下几种 熔化焊 压力焊 钎焊 2 熔焊 将要焊接的工件局部加热至融化 冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法 包括电弧焊 气焊 电渣焊 电子束焊 激光焊等 压力焊 焊接过程中必须要施加压力 可能加热也可能不加热才能完成的焊接 其加热的主要目的是为使金属软化 靠施加压力使金属塑变 让原子接近到相互稳固吸引的距离 这一点与熔焊时的加热有本质的不同 包括电阻焊 摩擦焊 超声波焊 冷压焊 爆炸焊 扩散焊 磁力焊 3 钎焊 将熔点比母材低的钎料加热至融化 但加热温度低于母材的熔点 用融化的钎料填充焊缝 润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法 钎焊分两大类 硬钎焊和软钎焊 1 硬钎焊的加热温度大于450度 抗拉强度大于200MPa 经常用银基 铜基钎料 适于工作应力大 环境温度高的场合 比如硬质合金车刀 地质钻头的焊接 2 软钎焊的加热温度小于450度 抗拉强度小于70MPa适于应力小 工作温度低的环境 比如电路的锡基钎焊 4 几个典型设备 电阻点焊机超声波焊机电阻对焊机 5 我厂使用的主要焊接方法 氩弧焊 GTAW CO2气体保护焊 GMAW 埋弧焊 SAW 焊条电弧焊 SMAW 6 电焊条的组成 7 手工电弧焊设备 焊钳的结构示意图 8 BX3 300型弧焊变压器 9 手工电弧焊 一 特点1 设备简单 2 操作灵活方便 3 能进行全位置焊接适合焊接多种材料 4 不足之处是生产效率低劳动强度大 二 手工电孤焊示意图 10 手工电弧常用的运条方法 1 直线形运条法由于焊条不作横向摆动 电弧较稳定能获得较大的熔深 但焊缝的宽度较窄 2 锯齿形运条法锯齿形运条法是焊条端部要作锯齿形摆动 并在两边稍作停留 但要注意防止咬边 以获得合适的熔宽 11 手工电弧常用的运条方法 3 环形运条法环形运条法是焊条端部要作环形摆动 适用于厚板4 月牙型运条法气孔易上浮 成形良好 12 手工电弧焊主要伤害及防护措施 一 触电1 焊接设备要安全可靠 绝缘良好 焊机外壳要可靠接地 焊机应放在通风干燥的地方 2 焊钳 电缆线应有良好的绝缘和隔热能力 3 焊工推拉闸时应戴皮手套 面部不能正面面对开关 移动电源或者检修电路时必须在切断电源后进行 4 必须按照焊机铭牌所规定的额度电源及负载继续率范围进行工作 13 二 弧光辐射 1 为防止弧光对眼睛的伤害 焊工操作时必须戴黑玻璃面罩2 为防弧光灼伤皮肤 焊工操作时应穿上合适的工作服 戴好手套 鞋盖等 14 三 烟尘和有毒气体 1 通风是消除焊接尘毒的有效措施 2 焊接场所过于狭窄 通风不良又无局部排风装置的情况下进行手工电弧焊时 除尽量采取改善措施外 可考虑缩短焊接时间或推行轮班焊接3 对手工电弧焊工应进行定期健康检查 并建立个人健康档案 4 设计人员应尽量避免让焊工进行通风不便的狭窄空间内焊接 对封闭结构在焊接操作过程中要开设合理的通风口 5 研究和改进焊接材料 15 四 火灾及爆炸 1 在企业规定的禁火区内不准焊接 2 焊接作业的可燃 易燃材料与焊接作业点火源距离不应小于10M 3 应采用焊接方法修补过易燃 易爆物品的容器时 补焊前必须将容器内物品的残渣仔细冲洗干净 4 焊接区域必须配有足够的水源 干砂 灭火工具和灭火材料 并保证性能良好 5 更换焊条头时 严禁乱扔焊条头 6 焊接工作结束后应切断电源 待焊件冷却 并确认没有可疑烟气 火迹后方可离开工作场地 16 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊 简称气体保护焊 一 氩弧焊 1 定义 氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊 2 特点 A 焊件不易氧化 B 便于操作 容易实现全位置自动化 C 焊接热影响区小 焊件不易变形 D 焊缝致密 成形美观 E 焊接成本高 3 应用 主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢 如铝 镁 钛及其合金 耐热钢 不锈钢等 为了防止保护气流破环 氩弧焊只能在室内进行 17 手工钨极氩弧焊在焊接时为保护焊缝不被空气影响 常采用气体和熔渣联合保护 当独使用外加气体来保护电弧及焊缝 并作为电弧介质的电弧焊 称为气体保护焊 氩弧焊是采用氩气作为保护气体的一种气体保护焊方法 在氩弧焊应用中 根据所采用的电极类型可分为非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两大类 非熔化极氩弧焊又称为钨极氩弧焊 是一种常用的气体保护焊方法 18 焊接过程钨极氩弧焊又称钨极惰性气体保护焊 它是使用纯钨或活化钨电极 以惰性气体 氩气作为保护气体的气体保护焊方法 钨棒电极只起导电作用不熔化 通电后在钨极和工件间产生电弧 在焊接过程中可以填丝也可以不填丝 填丝时 焊丝应从钨极前方填加 钨极氩弧焊又可分为手工焊和自动焊两种 以手工钨极氩弧焊应用较为广泛 19 氩弧焊设备及图解 20 钨极氩弧焊的特点钨极氩弧焊的优点是 由于焊缝被保护得好 故焊缝金属纯度高 性能好 焊接时加热集中 所以焊件变形小 电弧稳定性好 在小电流 10A 时电弧也能稳定燃烧 并且 焊接过程很容易实现机械化和自动化 21 缺点是 氩气较贵 焊前对焊件的清理要求很严格 同时由于钨极的载流能力有限 焊缝熔深浅 只适合于焊接薄板 6mm 和超薄板 为了防止钨极的非正常烧损 避免焊缝产生夹钨的缺陷 不能采用常用的短路引弧法 必须采用特殊的非接触引弧方式 氩弧焊主要被用来焊接不锈钢与其它合金钢 同时还可以在无焊药的情况下焊接铝 铝合金 镁合金及薄壁制件 22 手工钨极氩弧焊有害因素及防范措施 氩弧焊的有害因素 1 放射性钍钨极中的钍是放射性元素 但钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小 在允许范围之内 危害不大 如果放射性气体或微粒进入人体做为内放射源 则会严重影响身体健康 2 高频电磁场采用高频引弧时 产生的高频电磁场强度在60 110V m之间 超过参考卫生标准 20V m 数倍 但由于时间很短 对人体影响不大 如果频繁起弧 或者把高频振荡器做为稳弧装置在焊接过程中持续使用 则高频电磁场可成为有害因素之一 3 有害气体 臭氧和氮氧化物氩弧焊时 弧柱温度高 紫外线辐射强度远大于一般电弧焊 因此在焊接过程中会产生大量的臭氧和氧氮化物 尤其臭氧其浓度远远超出参考卫生标准 如不采取有效通风措施 这些气体对人体健康影响很大 是氩弧焊最主要的有害因素 23 安全防护措施 1 通风措施氩弧焊工作现场要有良好的通风装置 以排出有害气体及烟尘 除厂房通风外 可在焊接工作量大 焊机集中的地方 安装几台轴流风机向外排风 此外 还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走 例如采用明弧排烟罩 排烟焊枪 轻便小风机等 2 防护射线措施尽可能采用放射剂量极低的铈钨极 钍钨极和铈钨极加工时 应采用密封式或抽风式砂轮磨削 操作者应配戴口罩 手套等个人防护用品 加工后要洗净手脸 钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存 3 防护高频的措施为了防备和削弱高频电磁场的影响 采取的措施有 1 工件良好接地 焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽 2 适当降低频率 3 尽量不要使用高频振荡器做为稳弧装置 减小高频电作用时间 4 其它个人防护措施氩弧焊时 由于臭氧和紫外线作用强烈 宜穿戴非棉布工作服 如耐酸呢 柞丝绸等 在容器内焊接又不能采用局部通风的情况下 可以采用送风式头盔 送风口罩或防毒口罩等个人防护措施 24 二 二氧化碳气体保护焊 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 25 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 26 焊接电压对焊接效果的影响 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 27 焊丝 因CO2是一种氧化性气体 在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气 具有强烈的氧化作用 使合金元素烧损 所以CO2焊时为了防止气孔 减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能 必须采用含有Si Mn等脱氧元素的焊丝 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 28 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 29 二保焊引起的有害因素及措施 焊工在作业中会引起血液 眼 皮肤 肺部等发生病变 焊接中焊工常受到的辐射危害有强光 红外线 紫外线等 焊接中的电子束产生的X射线 会影响焊工的身体健康 焊接过程中 由于高温使金属的焊接部位 焊条 污垢 油漆等蒸发或燃烧 形成烟雾状蒸气粉尘 引起中毒 焊接中产生的高频电磁场会使人头晕疲乏 即使严格遵守焊割作业安全规程 这些危害也都难以得到预防 二保焊跟电弧焊在伤害上来说第一就是弧光强度不电弧焊要大很多 但是电弧焊的气体比二保焊大 但是对于焊工来说二保焊最主要的就是一定要在焊的时候做好防护不要让弧光打到眼睛跟身体露出来的部分 长时间的烧二保焊的人一定要注意让眼睛适当休息 30 埋弧焊 埋弧焊时焊缝的形成1 焊丝 2 焊件 3 焊剂