常用焊接設(shè)備及材料基礎(chǔ)知識

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　　一、焊接材料

　?。ㄒ唬┦止る娀『负附硬牧?、焊條的組成焊條就是涂有藥皮的供電弧焊使用的熔化電極。它是由藥皮和焊芯兩部分組成。

　?。╨）焊芯。焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時，焊芯有兩個作用：一是傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電弧把電能轉(zhuǎn)換成熱能；二是焊芯本身熔化為填充金屬與母材金屬熔合形成焊縫。

　　用于焊接的專用鋼絲可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲、合金結(jié)構(gòu)鋼鋼絲和不銹鋼鋼絲三類。

　?。?）藥皮。壓涂在焊芯表面的涂層稱為藥皮。在光焊條外面涂一層由各種礦物等組成的藥皮，能使電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量得到提高。

　　藥皮中要加入一些還原劑，使氧化物還原，以保證焊縫質(zhì)量。

　　由于電弧的高溫作用，焊縫金屬中所含的某些合金元素被燒損（氧化或氮化），這樣會使焊縫的機(jī)械性能降低。通過在焊條藥皮中加人鐵合金或純合金元素，使之隨著藥皮的熔化而過渡到焊縫金屬中去，以彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p和提高焊縫金屬的機(jī)械性能。

　　改善焊接工藝性能使電弧穩(wěn)定燃燒、飛濺少、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高。

　　總之，藥皮的作用是保證焊縫金屬獲得具有合乎要求的化學(xué)成分和機(jī)械性能，并使焊條具有良好的焊接工藝性能。

　　2、焊條的分類

　?。╨）按焊條的用途分：

　　l）低碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼焊條（簡稱結(jié)構(gòu)鋼焊條）。

　　2）不銹鋼焊條。

　　3）堆焊焊條。

　　4）低溫鋼焊條。

　　5）鑄鐵焊條。

　　6）鎳及鎳合金焊條。

　　7）銅及銅合金焊條。

　　8）鋁及鋁合金焊條。

　?。?）按焊條藥皮熔化后的熔渣特性分：

　　l）酸性焊條。

　　一般用于焊接低碳鋼和不太重要的鋼結(jié)構(gòu)。

　　2）堿性焊條。

　　堿性熔渣的脫氧較完全，又能有效地消除焊縫金屬中的硫，合金元素?zé)龘p少，所以焊縫金屬的機(jī)械性能和抗裂性均較好，可用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)的焊接。

　　3、焊條的選用通常應(yīng)根據(jù)組成焊接結(jié)構(gòu)鋼材的化學(xué)成分、機(jī)械性能。焊接性和工作環(huán)境（有無腐蝕介質(zhì)、高溫或是低溫）等要求，以及焊接結(jié)構(gòu)的形狀。受力情況和焊接設(shè)備（是否有直流電焊機(jī)）等方面進(jìn)行綜合考慮，以決定選用哪種焊條。在選用焊條時應(yīng)注意下列原則：

　　（l）焊件的機(jī)械性能、化學(xué)成分。低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼可按其強(qiáng)度等級來選用相應(yīng)強(qiáng)度的焊條。

　　在焊條的強(qiáng)度確定后再決定選用酸性還是堿性焊條時，主要決定于焊接結(jié)構(gòu)具體形狀的復(fù)雜性，鋼材厚度的大小，焊件載荷的情況（靜載還是動載）和鋼材的抗裂性以及得到直流電源的難易等。一般來說，對于塑性、沖擊韌性和抗裂性能要求較高，低溫條件下工作的焊縫都應(yīng)選用堿性焊條；當(dāng)受某種條件限制而無法清理低碳鋼焊件坡口處的鐵銹。油污和氧化皮等臟物時，應(yīng)選用對鐵銹、油污和氧化皮敏感性小和抗氣孔性能較強(qiáng)的酸性焊條。

　　異種鋼的焊接如低碳鋼與低合金鋼、不同強(qiáng)度等級的低合金鋼焊接，一般選用與較低強(qiáng)度等級鋼材相匹配的焊條。

　?。?）焊件的工作條件及使用性能。珠光體耐熱鋼一般選用與鋼材化學(xué)成分相似的焊條，或根據(jù)焊件的工作溫度來選取。

　?。?）簡化工藝、提高生產(chǎn)率和降低成本。

　　4、焊接參數(shù)的選擇方法電弧焊的焊接參數(shù)主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。

　　（1）焊條直徑的選擇。焊條直徑的選擇主要取決于焊件厚度、接頭型式、焊縫位置及焊接層次等因素。在不影響焊接質(zhì)量的前提下，為了提高勞動生產(chǎn)率，一般傾向于選擇大直徑的焊條。

　?。?）焊接電流的選擇。主要根據(jù)焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭型式、焊縫空間位置及焊接層次等因素來決定，其中，最主要的因素是焊條直徑和焊縫空間位置。

　?。?）電弧電壓的選擇。電弧電壓是由電弧長來決定。電弧長，則電弧電壓高；電弧短，則電弧電壓低。

　?。?）焊接層數(shù)的選擇。在中、厚板焊條電弧焊時，往往采用多層焊。

　?。?）電源種類和極性的選擇。直流電源，電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊接質(zhì)量好，一般用在重要的焊接結(jié)構(gòu)或厚板大剛度結(jié)構(gòu)的焊接上。其他情況下，應(yīng)首先考慮用交流焊機(jī)。

　　一般情況下，使用堿性焊條或薄板的焊接，采用直流反接；而酸性焊條，通常選用正接。

　?。ǘ┨蓟∨俑顥l工作時只需交、直流弧焊機(jī)，不用空氣壓縮機(jī)。

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　　1、焊絲根據(jù)所焊金屬材料的不同，埋弧焊用焊絲有碳素結(jié)構(gòu)鋼焊絲、合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲。高合金鋼焊絲、各種有色金屬焊絲和堆焊焊絲。按焊接工藝的需要，除不銹鋼焊絲和有色金屬焊絲外，焊絲表面均鍍銅，以利于防銹并改善導(dǎo)電性能。

　　同一電流使用較小直徑的焊絲時，可獲得加大焊縫熔深、減小熔寬的效果。當(dāng)工件裝配不良時，宜選用較粗的焊絲。

　　2．焊劑埋弧焊焊劑按用途分為鋼用焊劑和有色金屬用焊劑，按制造方法分為熔煉焊劑、燒結(jié)焊劑和陶質(zhì)焊劑。

　　（1）焊劑應(yīng)滿足下列基本要求：

　　l）具有良好的冶金性能。

　　2）具有良好的工藝性能。

　?。?）焊劑的分類。埋弧焊焊劑除按其用途分為鋼用焊劑和有色金屬用焊劑外，通常還按制造方法、化學(xué)成分、化學(xué)性質(zhì)和顆粒結(jié)構(gòu)等分類。

　　l）按制造方法分為：熔煉焊劑、燒結(jié)焊劑和陶質(zhì)焊劑。

　　2）按化學(xué)成分分為：堿性焊劑、酸性焊劑和中性焊劑。

　?。?）焊劑和焊絲的選配。

　　低碳鋼的焊接可選用高錳高硅型焊劑，配合H08MnA焊絲，或選用低錳、無錳型焊劑配H08MnA和H10MnZ焊絲。低合金高強(qiáng)度鋼的焊接可選用中錳中硅或低錳中硅型焊劑配合與鋼材強(qiáng)度相匹配的焊絲。

　　耐熱鋼、低溫鋼、耐蝕鋼的焊接可選用中硅或低硅型焊劑配合相應(yīng)的合金鋼焊絲。鐵素體、奧氏體等高合金鋼，一般選用堿度較高的熔煉焊劑或燒結(jié)、陶質(zhì)焊劑，以降低合金元素的燒損及摻加較多的合金元素。

　　二、焊接設(shè)備

　?。ㄒ唬夂冈O(shè)備氣焊設(shè)備包括氧氣瓶、乙炔發(fā)生器（或溶解乙炔瓶）以及回火保險器等；氣焊工具包括焊炬、減壓器以及膠管等。

　　焊炬按氣體的混合方式分為射吸式焊炬和等壓式焊炬兩類；按火焰的數(shù)目分為單焰和多焰兩類；按可燃?xì)怏w的種類分為乙炔用、氫用和汽油用等；按使用方法分為手工和機(jī)械兩類。

　　射吸式焊炬也稱為低壓焊炬，它適用于低壓及中壓乙炔氣（0.001－0.1MPa），目前國內(nèi)應(yīng)用較多。等壓式焊炬僅適用于中壓乙炔氣。

　?。ǘ┞窕『冈O(shè)備埋弧焊設(shè)備由焊接電源、埋弧焊機(jī)和輔助設(shè)備構(gòu)成。

　　埋弧焊電源可以用交流、直流或交直流并用。埋弧焊機(jī)按其自動化程度可分為半機(jī)械化（半自動）焊機(jī)和機(jī)械化（自動）焊機(jī)；按用途可分為通用和專用焊機(jī)；按電弧自動調(diào)節(jié)方式可分為等速送絲和均勻調(diào)節(jié)式焊機(jī)；按焊絲數(shù)目可分為單絲、雙絲和多絲焊機(jī)；按行走機(jī)構(gòu)形式可分為小車式、門架式和伸縮臂式等。

　　常用的機(jī)械化埋弧焊機(jī)有等速進(jìn)絲和變速進(jìn)絲兩種，一般由機(jī)頭、控制箱、導(dǎo)軌（或支架）組成。

　　（三）CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備半自動CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備主要由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍等組成。

　　供氣系統(tǒng)主要由CO2氣瓶及預(yù)熱器、干燥器以及氣體流量計、減壓器和氣閥等部件組成。干燥器分為高壓（氣體未減壓前進(jìn)行干燥）和低壓（氣體經(jīng)減壓后進(jìn)行于燥）兩種，其主要作用是吸收CO2氣體中的水分和雜質(zhì)。通常，氣路中只接高壓干燥器。

　　半自動焊的送絲方式有推進(jìn)式、拉絲式、推拉式和加長推絲式四種，目前應(yīng)用最多的是推進(jìn)式送絲系統(tǒng)。

　　CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備還應(yīng)有控制系統(tǒng)。

　?。ㄋ模┒栊詺怏w保護(hù)焊設(shè)備手工惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備包括焊槍、焊接電源與控制裝置、供氣和供水系統(tǒng)四大部分。

　?。ㄎ澹┑入x子弧焊設(shè)備等離子弧焊設(shè)備主要包括焊接電源、控制系統(tǒng)、焊槍、氣路系統(tǒng)和水路系統(tǒng)。

　?。╇娮韬冈O(shè)備電阻焊設(shè)備是指采用電阻加熱原理進(jìn)行焊接操作的一種設(shè)備，由機(jī)械裝置、供電裝置和控制裝置等組成。