埋弧焊PPT课件.ppt

埋弧焊 埋弧焊自动焊接平板 2 缝合管材 3 自动焊接钢管 4 5 1 实验目的 掌握埋弧自动焊的原理与特点 通过实际操作 了解埋弧自动焊机的操作方法 熟悉埋弧焊接工艺过程 观察分析焊接主要工艺参数对焊接过程稳定性的影响 了解焊接规范对焊缝成型质量的影响 6 2 埋弧焊埋弧焊是以电弧作为热源的机械化焊接方法 实施过程如图1所示 图1埋弧焊过程示意图 焊丝由送丝机构和导出嘴送入焊接区 颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管均匀地堆敷到焊接接口区 焊接电源接在导电嘴和工件之间 产生电弧 焊丝盘 送丝机构 焊剂漏斗和焊接控制盘等通常装在一台小车上 以实现焊接电弧的移动 7 埋弧焊时 连续送进的焊丝在一层可熔化的颗粒状焊剂覆盖下引燃电弧 当电弧热使焊丝 母材和焊剂熔化以致部分蒸发后 在电弧区由金属和焊剂蒸气构成一个空腔 电弧就在这个空腔内稳定燃烧 空腔底部是熔化的焊丝和母材形成的金属熔池 顶部则是熔融焊剂形成的熔渣 图2埋弧焊电弧和焊缝的形成 随着电弧向前移动 电弧力将液态金属推向后方并逐渐冷却凝固成焊缝 熔渣则凝固成渣壳覆盖在焊缝表面 8 l 2 1埋弧焊的主要优点 生产效率高 一方面焊丝导电长度缩短 电流和电流密度提高 因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高 一般不开坡口单面一次熔深可达20mm 另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用 电弧上基本没有热的辐射散失 飞溅也少 虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大 但总的热效率仍然大大增加 焊缝质量高 熔渣隔绝空气的保护效果好 焊接参数可以通过自动调节保持稳定 对焊工技术水平要求不高 焊缝成分稳定 机械性能比较好 劳动条件好 除了减轻手工焊操作的劳动强度外 它没有弧光辐射 这是埋弧焊的独特优点 埋弧焊弧光不外露 没有弧光辐射 机械化的焊接方法减轻了手工操作强度 这些都是埋弧焊独特的特点 9 n 2 2埋弧焊的主要缺点 埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护 一般只适用于平焊和角焊位置的焊接 其他位置的焊接 则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌 焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置 需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏 埋弧焊使用电流较大 电弧的电场强度较高 电流小于100A时 电弧稳定性较差 因此不适宜焊厚度小于1mm的薄件 10 2 3埋弧焊的应用范围 埋弧焊是焊接生产中应用最广泛的工艺方法之一 由于焊接熔深大 生产效率高 机械化程度高 因而特别适用于中厚板长焊缝的焊接 在造船 锅炉与压力容器 化工 桥梁 起重机械 工程机械 治金机械以及海洋结构 核电设备等制造中都是主要的焊接生产手段 随着焊接治金技术和焊接材料生产的发展 埋弧焊所能焊接的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢 不锈钢 耐热钢以及一些有色金属材料 如镍基合金 铜合金的焊接等 此外 埋弧焊用于抗磨损耐腐蚀材料的堆焊 也是十分理想的工艺方法 11 2 4埋弧焊的分类埋弧自动焊引燃电弧 送丝 电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成 不及手工焊灵活 一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊缝 工件边缘准备和装配质量要求较高 费工时 由于是埋弧操作 看不到熔池和焊缝形成过程 因此 必须严格控制焊接规范 12 埋弧半自动焊主要是软管自动焊 其特点是采用较细直径 2mm或2mm以下 的焊丝 焊丝通过弯曲的软管送入熔池 电弧的移动是靠手工来完成 而焊丝的送进是自动的 半自动焊可以代替自动焊焊接一些弯曲和较短的焊缝 主要应用于角焊缝 也可用于对接焊缝 13 焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器 当焊机确定以后 通常取决于所焊的钢种 配套用的焊剂则成为关键材料 它直接影响焊缝金属的力学性能 特别是塑性及低温韧性 抗裂性能 焊接缺陷发生率及焊接生产率等 如焊接低碳钢时常用H08A焊丝 配用高锰高硅型焊剂HJ431等 焊丝与焊剂的配用重量比为焊丝 焊剂 1 1 1 6 视焊接接头类型 所用焊剂种类 焊接规范参数而定 与熔炼焊剂相比 烧结焊剂用量较为节省 约可少用20 左右 14 3 埋弧焊工艺规范3 1焊前准备埋弧焊在焊接前必须做好准备工作 包括焊件的坡口加工 待焊部位的表面清理 焊件的装配以及焊丝表面的清理 焊剂的烘干等 坡口加工坡口加工要求按GB986 1988执行 以保证焊缝根部不出现未焊透或夹渣 并减少填充金属量 坡口的加工可使用刨边机 机械化或半机械化气割机 碳弧气刨等 待焊部位的清理焊件清理主要是去除锈蚀 油污及水分 防止气孔的产生 一般用喷砂 喷丸方法或手工清除 必要时用火焰烘烤待焊部位 在焊前应将坡口及坡口两侧各20mm区域内及待焊部位的表面铁锈 氧化皮 油污等清理干净 15 焊件的装配装配焊件时要保证间隙均匀 高低平整 错边量小 定位焊缝长度一般大于30mm 并且定位焊缝质量与主焊缝质量要求一致 必要时采用专用工装 卡具 对直缝焊件的装配 在焊缝两端要加装引弧板和引出板 待焊后再割掉 其目的是使焊接接头的始端和末端获得正常尺寸的焊缝截面 而且还可除去引弧和收尾容易出现的缺陷 焊接材料的清理埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分 组织和性能影响极大 因此焊接前必须清除焊丝表面的氧化皮 铁锈及油污等 焊剂保存时要注意防潮 使用前必须按规定的温度烘干待用 16 3 2焊接工艺参数埋弧自动焊的工艺参数 主要是指焊接电流 电弧电压 焊接速度 焊丝直径 焊丝伸出长度 焊丝与焊件表面的相对位置 电源种类和极性 焊剂种类以及焊件的坡口形式等 这些参数影响着焊缝的形状系数和熔合比 从而决定了焊缝的质量 17 焊接电流一般焊接条件下 焊缝熔深与焊接电流成正比 随着焊接电流的增加 熔深 H 和焊缝余高 h 都有显著增加 而焊缝的宽度 B 变化不大 同时 焊丝的熔化量也相应增加 这就使焊缝的余高增加 随着焊接电流的减小 熔深和余高都减小 图3焊接电流对焊缝成形的影响 18 电弧电压电弧电压的增加 焊接宽度明显增加 而熔深和焊缝余高则有所下降 图4焊接电压对焊缝成形的影响 19 电流过大 熔深 H 和余高 h 过大 焊缝形状系数下降 易产生热裂纹 焊接过程中甚至引起烧穿 电流过小 易产生未焊透夹渣等缺陷 电弧电压过大 熔宽 B 显著增大 但是熔深 H 和余高 h 会减小 由于电弧过长 电弧燃烧就不稳定 易造成焊缝气孔和咬边缺陷 同时焊剂熔化量也增加 造成浪费 电弧电压过小 熔深 H 和余高 h 就加大 形状系数下降 为了获得满意的焊缝成形 焊接电流与电弧电压应匹配好其匹配情况 见表1 表1焊接电流与电弧电压应匹配 20 焊接速度当其他焊接参数不变而焊接速度增加时 焊接热输入量相应减小 从而使焊缝的形状系数发生变化 21 焊接速度过大 熔宽 B 显著减小 会产生余高 h 小 咬边 气孔等缺陷 焊接速度过慢 熔池满溢 会产生余高 h 过大 成形粗糙 未熔合 夹渣等缺陷 焊接速度较大时 熔深 H 随焊接速度的增加而减小 而当焊接速度较小时 随着焊接速度的增加 熔深 H 反而增加 为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量 即为了提高生产率而提高焊接速度的同时 应相应提高焊接电流和电弧电压 22 焊丝直径与伸出长度当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时 弧柱直径随之增加 即电流密度减小 会造成焊缝宽度增加 熔深减小 反之 则熔深增加及焊缝宽度减小 当其他焊接参数不变而焊丝长度增加时 电阻也随之增大 伸出部分焊丝所受到的预热作用增加 焊丝熔化速度加快 结果使熔深变浅 焊缝余高增加 因此须控制焊丝伸出长度 不宜过长 埋弧自动焊时 焊丝的伸出长度一般为30 40mm 同时在焊接过程中还应控制焊丝伸出长度的波动范围一般不超过10mm左右 表2焊丝直径与焊接电流应匹配 23 焊丝倾角焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾 倾角的方向和大小不同 电弧对熔池的力和热作用也不同 从而影响焊缝成形 当焊丝后倾一定角度时 由于电弧指向焊接方向 使熔池前面的焊件受到了预热作用 电弧对熔池的液态金属排出作用减弱 而导致焊缝宽而熔深变浅 反之 焊缝宽度较小而熔深较大 但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边 并且使焊缝成形变差 其他a 坡口形状b 根部间隙c 焊件厚度和焊件散热条件 24 埋弧自动焊推荐采用焊接规范 25 4 MZ 1000自动埋弧焊机 MZ系列自动埋弧焊机配用直流弧焊电源 控制箱 焊车等部件 能够焊接各种坡口的对接 搭接 角接 容器的环缝或直缝焊接 MZ系列自动埋弧焊机根据功率大小分为 MZ 630 MZ 800 MZ 1000 MZ 1250共四种型号产品 MZ组合系统 1000为额定最大电流MZ 1000自动埋弧焊机系熔剂层下自动焊接的设备 它配用交流焊机作为电弧电源 26 4 1电源控制箱面板 27 操作步骤按照安装说明接好输入电源线按照安装说明接好焊机焊接输出电缆将电源开关SW1拨至 开 位置 将状态选择开关SW2拨至 埋弧 位置调节开关SW3选择恒压焊接或恒流焊接 调节开关SW4选择控制面板遥控或遥控控制 小车 恒流 恒压 焊接时调节电流 电压 调节旋钮 使电流 电压 表显示所需的设定值 选择合适直径的焊丝进行焊接 28 4 2自动埋弧焊小车主要特点具有恒流 恒压两种电源特性数显预设焊接电流 焊接电压及小车行走速度具有手工弧焊功能及碳弧气刨功能引弧 收弧均采用自动 回抽 控制小车可 手动 自动 行走小车机械调节方便 行走稳定 适应多种工况条件可选配两种小车可焊板厚 5mm 29 小车控制面板 30 开关行走方式选择开关处于电控状态 即小车离合器接入 时 可使小车工作于 手动 停止 自动 三个状态 行走方向 前进 后退 电源 控制小车的通 断旋钮焊接电压 当电源面板P R开关工作处于遥控 R 方式时 此旋钮用于调节焊接电压 处于近控 P 方式时 此旋钮不起作用 此时电压的调整 通过调节焊接电源面板上的焊接电压旋钮完成 焊接电流 同上焊接速度 设定小车行走速度 调节范围为20m h 62m h 31 按钮点动送丝 焊丝可靠接触工件时 焊丝送进自动停止 点动送丝按钮此时工作于无效状态 点动抽丝启动 焊接过程开始控制 必须保证焊丝与工件可靠接触 引弧成功后 控制系统对此扭实现自锁 停止 按下此钮系统自动执行收弧回抽返烧熄弧程序 显示 指示焊接电流 焊接电压焊接速度 焊接小车行走速度 m h电源指示灯 显示焊接小车系统电源的通断 32 5 埋弧自动焊实验1 熟悉MZ l000型埋弧自动焊机的组成 外部接线及操作要领 2 焊剂烘干处理 300 400 9小时 及焊丝表面除锈处理 3 在焊接电流 I 电弧电压 U 及焊接速度 三个主要规范参数中 固定其中电压和速度两个参数 改变另外电流 分别进行三个不同参数的平板堆焊 共堆焊3条焊缝 33 思考题 1 简述埋弧焊的应用范围及其局限性 5分 2 简述埋弧焊焊接工艺参数 主要是焊接电压和焊接电流 对其成形质量的影响 5分 3 简述埋弧焊药芯焊丝的优缺点 5分 4 简述等速送丝埋弧焊自身调节系统的静特性 调节过程及其电压电流的调节方法 10分 34 实验要求1 实验要求准时到场 如有事情需要请假 并在其他班做实验时进行补做 补做时签到前一定要先通知我 以免影响你的成绩 2 实验要求签到 不准代签 一经发现 代签到者与被代签到者的该实验的总成绩一