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1、会计学1手工手工(shugng)电弧焊技术电弧焊技术第一页，共117页。n n教材选用教材选用n n 国家职业资格培训教程国家职业资格培训教程n n 焊工焊工n n （初级）（初级）（中级）（高级）技能通用部分（中级）（高级）技能通用部分n n劳劳 动动 和和 社社 会会 保保 障障 部部n n中国就业中国就业(ji y)(ji y)培训技术指导中心培训技术指导中心n n 组织组织(zzh)编写编写第1页/共117页第二页，共117页。焊接焊接(hnji)P26 n n 第一节 焊条电弧焊n n 学习目标 n n 能够通过正确选择焊条电弧焊工艺参数，对低碳钢平板平焊位进行单面焊双面成型，并且能
2、对平板的立焊、横焊、角接、T型接头及水平转动管的一般(ybn)焊接。第2页/共117页第三页，共117页。焊接焊接(hnji)实质与特点实质与特点n n焊接属于加工范畴，他在机械制造中扮演着很重要的角色。随着近代科焊接属于加工范畴，他在机械制造中扮演着很重要的角色。随着近代科焊接属于加工范畴，他在机械制造中扮演着很重要的角色。随着近代科焊接属于加工范畴，他在机械制造中扮演着很重要的角色。随着近代科学技术的发展，焊接已成为学技术的发展，焊接已成为学技术的发展，焊接已成为学技术的发展，焊接已成为(chngwi)(chngwi)一门独立的学科，广泛的用于国一门独立的学科，广泛的用于国一门独立的学科，
3、广泛的用于国一门独立的学科，广泛的用于国民经济的各个方面，并渐渐深入到家庭生活日用品中。一项调查研究表民经济的各个方面，并渐渐深入到家庭生活日用品中。一项调查研究表民经济的各个方面，并渐渐深入到家庭生活日用品中。一项调查研究表民经济的各个方面，并渐渐深入到家庭生活日用品中。一项调查研究表明，我国目前焊接件用钢量占钢材总产量的百分之二十五到百分之二十明，我国目前焊接件用钢量占钢材总产量的百分之二十五到百分之二十明，我国目前焊接件用钢量占钢材总产量的百分之二十五到百分之二十明，我国目前焊接件用钢量占钢材总产量的百分之二十五到百分之二十八，而世界那些发达国家每年用于制造焊接结构的钢材总产量的百分之八
4、，而世界那些发达国家每年用于制造焊接结构的钢材总产量的百分之八，而世界那些发达国家每年用于制造焊接结构的钢材总产量的百分之八，而世界那些发达国家每年用于制造焊接结构的钢材总产量的百分之七十左右。很明显，我国焊接技术应用的市场是很广阔的七十左右。很明显，我国焊接技术应用的市场是很广阔的七十左右。很明显，我国焊接技术应用的市场是很广阔的七十左右。很明显，我国焊接技术应用的市场是很广阔的第3页/共117页第四页，共117页。焊接焊接(hnji)n n所谓焊接，就是把两种相同或不相同的材料，利所谓焊接，就是把两种相同或不相同的材料，利用原子间的联系及质点的扩散作用原理用原子间的联系及质点的扩散作用原理
5、，经过加，经过加热、加压或加热的同时加压，这样就可以热、加压或加热的同时加压，这样就可以(ky)形成永久性连接的方法。形成永久性连接的方法。第4页/共117页第五页，共117页。一一一一 焊接焊接焊接焊接(hnji)(hnji)的工艺特点的工艺特点的工艺特点的工艺特点n n焊条电弧焊是手工操作焊条进行焊接的焊条电弧焊是手工操作焊条进行焊接的焊条电弧焊是手工操作焊条进行焊接的焊条电弧焊是手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。它是通过焊条与工件间产电弧焊方法。它是通过焊条与工件间产电弧焊方法。它是通过焊条与工件间产电弧焊方法。它是通过焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。在生的电弧热将金属熔化
6、的焊接方法。在生的电弧热将金属熔化的焊接方法。在生的电弧热将金属熔化的焊接方法。在焊接过程中，焊条药皮熔化分解生成气焊接过程中，焊条药皮熔化分解生成气焊接过程中，焊条药皮熔化分解生成气焊接过程中，焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣，在气，渣的联合保护下，有体和熔渣，在气，渣的联合保护下，有体和熔渣，在气，渣的联合保护下，有体和熔渣，在气，渣的联合保护下，有效地排除了周围空气的有害影响。通过效地排除了周围空气的有害影响。通过效地排除了周围空气的有害影响。通过效地排除了周围空气的有害影响。通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应，高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应，高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应，高温下熔
7、化金属与熔渣间的冶金反应，还原和净化金属得到优质还原和净化金属得到优质还原和净化金属得到优质还原和净化金属得到优质(yuzh)(yuzh)的焊的焊的焊的焊缝。缝。缝。缝。第5页/共117页第六页，共117页。手工手工(shugng)电弧焊的优电弧焊的优点点 ）工艺灵活，适应性强，适用于碳钢，低合金钢，耐热钢，不锈钢等各种材料个平焊，立焊，横焊，仰焊等各种位置以及不同(b tn)厚度，结构形状的焊接。它是熔化焊中最通用的一种焊接方法。）焊缝质量好，与气焊及埋弧焊相比，焊条电弧焊的金相组织细，热影响区小，接头型好。）易于调整，易于通过工艺调整（如对称焊等）来控制变形和改善应力。）简单方便，设备简单
8、，操作方便。第6页/共117页第七页，共117页。手工手工(shugng)电弧焊的缺点电弧焊的缺点）要求焊工操作技术高，焊工）要求焊工操作技术高，焊工操作技术和经验直接影响产品操作技术和经验直接影响产品质量的好坏。质量的好坏。）劳动条件差，焊工在操作时）劳动条件差，焊工在操作时必须手脑并用，精神高度集中，必须手脑并用，精神高度集中，而且还要受到高温烘烤及有毒，而且还要受到高温烘烤及有毒，烟尘，光辐射和金属蒸汽的危烟尘，光辐射和金属蒸汽的危害。害。）生产率低，受焊工体质）生产率低，受焊工体质(tzh)的影响，焊接工艺参数的影响，焊接工艺参数选择范围较小，故生产率低。选择范围较小，故生产率低。第7
9、页/共117页第八页，共117页。第二节第二节 手工手工(shugng)电电弧焊的电弧弧焊的电弧应用范围广，在造船，铁路，锅炉及压力容器，机械制造，建筑结构化工设备以及航空，航天等制造维修中都广泛(gungfn)使用焊条电弧焊。第8页/共117页第九页，共117页。二，焊接二，焊接(hnji)电弧电弧正负两个电极间的放电现象称正负两个电极间的放电现象称为电弧，它是一种为电弧，它是一种空气导电现象。但是一般的电空气导电现象。但是一般的电弧由于弧由于(yuy)存在时间短而存在时间短而无法用来焊接。无法用来焊接。而焊接电弧是指由焊接电源供而焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有一定电给的，具有一定电压的
10、两电极与母材间，在气体压的两电极与母材间，在气体介质中产生的强烈介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电而持久的放电现象称为焊接电弧。它具有两个特性，即能放弧。它具有两个特性，即能放出强列的光和大量的热。焊接出强列的光和大量的热。焊接就是利用产生的热量作为热源，就是利用产生的热量作为热源，用来熔化母材和填充金属。用来熔化母材和填充金属。第9页/共117页第十页，共117页。焊接电弧的产生在通常情况(qngkung)下，气体是不导电的，为了使其导电，必须使气体电离，即必须在气体中形成足够数量的自由电子和正离子。焊接电弧的引燃过程是当焊条与工件接触的瞬间，焊条与工件表面局部突出部位首先接触，在接
11、触区有电流通过，使得接触处的电流密度僧大，产生了很大的电阻热将接触点熔化，同时受热的阴极发出大量电子。由阴极发出的电子在电场的作用下快速的向阳极运动，在运动中与中性气体粒子相撞，并使其电离，分离成电子和正离子，电子被阳极吸收，而正离子向阴极运动，形成电弧的放电现象。第10页/共117页第十一页，共117页。焊接焊接(hnji)电弧的组成电弧的组成 焊接电弧由阴极区，弧住区和阳极(yngj)区三部分组成，其构造如图 1-所示。第11页/共117页第十二页，共117页。1）阴极区，电弧仅靠负电极的区域为阴）阴极区，电弧仅靠负电极的区域为阴极区。阴极区很窄电场强度很大。在极区。阴极区很窄电场强度很大
12、。在阴极区的阴极表面有一个明亮阴极区的阴极表面有一个明亮(mngling)的斑点，称为阴极斑点。的斑点，称为阴极斑点。在阴极斑点中，电子的电场和热能的在阴极斑点中，电子的电场和热能的作用下，得到足够的能量而逸出。因作用下，得到足够的能量而逸出。因此，阴极斑点是一次电子发射的发源此，阴极斑点是一次电子发射的发源地电流密度很大，也是阴极区温度最地电流密度很大，也是阴极区温度最高的地方。高的地方。第12页/共117页第十三页，共117页。2)阳极区，电弧紧靠正电极的区域阳极区，电弧紧靠正电极的区域(qy)为阳极区。阳极区比阴极为阳极区。阳极区比阴极区宽但也只有区宽但也只有10-3 10-4cm。在阳
13、极得表面也有一个明亮的斑在阳极得表面也有一个明亮的斑点，称为阳极斑点。它是由电子点，称为阳极斑点。它是由电子对阳极表面撞击而形成的。是集对阳极表面撞击而形成的。是集中接收电子的微小区域中接收电子的微小区域(qy)。阳极区电场强度比阴极区小得多。阳极区电场强度比阴极区小得多。第13页/共117页第十四页，共117页。3）弧柱区，在阴极区和阳极区之弧柱区，在阴极区和阳极区之间的区域称为弧住区。由于阴极间的区域称为弧住区。由于阴极区和阳极区的长度极小，故弧柱区和阳极区的长度极小，故弧柱的长度就可以认为是电弧的长度。的长度就可以认为是电弧的长度。在弧柱区充满了电子，正离子，在弧柱区充满了电子，正离子，
14、负离子和中性负离子和中性(zhngxng)的气体的气体分子和原子，并拌随激烈的电离分子和原子，并拌随激烈的电离反应。反应。第14页/共117页第十五页，共117页。阴阴阴阴极极极极(y y n nj j)区区区区和和和和阳阳阳阳极极极极区区区区温温温温度度度度第15页/共117页第十六页，共117页。焊接电弧焊接电弧(dinh)静特性静特性 在电极材料、气体介质和弧长一定在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系，接电流与电弧电压变化的关系，称为焊接电弧的静特性。称为焊接电弧的静特性。整个整个(zhngg)(zhngg)静特
15、性曲线可分为下静特性曲线可分为下降段、水平段和上升段三部分。降段、水平段和上升段三部分。第16页/共117页第十七页，共117页。1）下降段：在小电流区间，因为）下降段：在小电流区间，因为电弧电流较小，弧柱的电流密电弧电流较小，弧柱的电流密度基本不变，弧柱断面将随电度基本不变，弧柱断面将随电流的增加而增加，若电流增加流的增加而增加，若电流增加4倍，弧柱断面也增加倍，弧柱断面也增加4倍，而孤倍，而孤柱周长只增加柱周长只增加2倍，使电弧向周倍，使电弧向周围空间散失热量只增加围空间散失热量只增加2倍。减倍。减少了散热，提高了电弧温度和少了散热，提高了电弧温度和电离程度，因电流密度不变，电离程度，因电
16、流密度不变，必然使电弧电场强度下降。因必然使电弧电场强度下降。因此此(ync)，在此区段内，随着，在此区段内，随着电弧电流的增加，电弧电压下电弧电流的增加，电弧电压下降。降。第17页/共117页第十八页，共117页。2）水平段：当电流稍大水平段：当电流稍大 时，焊丝时，焊丝金属将产生金属蒸汽的发生，要金属将产生金属蒸汽的发生，要消耗电弧的能量。此时电弧的能消耗电弧的能量。此时电弧的能量不仅有周边上的散热损失，而量不仅有周边上的散热损失，而且还有金属蒸汽能量的消耗。这且还有金属蒸汽能量的消耗。这些些(zhxi)能量消耗将随电流的能量消耗将随电流的增加而增加，因此在某一电流区增加而增加，因此在某一
17、电流区间可以保持电场强度不变，即电间可以保持电场强度不变，即电弧电压不变，使本区段基本呈水弧电压不变，使本区段基本呈水平直线。平直线。第18页/共117页第十九页，共117页。3）上升段：当电流进一步增大，金）上升段：当电流进一步增大，金属蒸汽的发生作用进一步加强。同属蒸汽的发生作用进一步加强。同时因电磁收缩力的作用，电弧断面时因电磁收缩力的作用，电弧断面不能随电流的增加成比例的增加，不能随电流的增加成比例的增加，电弧的电导率将减小，要保证电弧的电导率将减小，要保证(bozhng)一定的电流则要求较大一定的电流则要求较大的电场强度。所以在大电流区间，的电场强度。所以在大电流区间，随着电流的增加
18、，电弧电压升高，随着电流的增加，电弧电压升高，本区段呈上升曲线。本区段呈上升曲线。第19页/共117页第二十页，共117页。焊机电流焊机电流(dinli)的偏吹的偏吹 使电弧中心偏离电极轴线的现象称为使电弧中心偏离电极轴线的现象称为(chn(chn wi)wi)电弧的偏吹。电弧偏吹使电弧的偏吹。电弧偏吹使电弧然烧不稳定，影响焊缝成型和焊接质量。造成电弧偏吹的原因很多，电弧然烧不稳定，影响焊缝成型和焊接质量。造成电弧偏吹的原因很多，主要有以下几种。主要有以下几种。第20页/共117页第二十一页，共117页。1)焊条药皮偏心引起的偏吹，原因焊条药皮偏心引起的偏吹，原因(yunyn)由；由；焊条因制
19、造工艺不当产生偏心，在焊条因制造工艺不当产生偏心，在焊接时，电弧燃烧后药皮融化不焊接时，电弧燃烧后药皮融化不均，电弧将偏向药皮薄的一则形均，电弧将偏向药皮薄的一则形成偏吹，所以为防止电弧偏吹，成偏吹，所以为防止电弧偏吹，焊条的偏心度应符合国家标准的焊条的偏心度应符合国家标准的规定规定第21页/共117页第二十二页，共117页。2 2）磁偏吹，进行直流电弧焊时）磁偏吹，进行直流电弧焊时）磁偏吹，进行直流电弧焊时）磁偏吹，进行直流电弧焊时 ，电弧因受到焊接回路所产，电弧因受到焊接回路所产，电弧因受到焊接回路所产，电弧因受到焊接回路所产生的电磁力的作用生的电磁力的作用生的电磁力的作用生的电磁力的作用
20、(zuyng)(zuyng)而产生的电弧偏吹称为磁偏而产生的电弧偏吹称为磁偏而产生的电弧偏吹称为磁偏而产生的电弧偏吹称为磁偏吹。吹。吹。吹。造成电弧产生磁偏吹的主要原因；造成电弧产生磁偏吹的主要原因；造成电弧产生磁偏吹的主要原因；造成电弧产生磁偏吹的主要原因；第22页/共117页第二十三页，共117页。1)1)焊条药皮偏心引起焊条药皮偏心引起焊条药皮偏心引起焊条药皮偏心引起的偏吹，原因由；的偏吹，原因由；的偏吹，原因由；的偏吹，原因由；焊条因制造工艺焊条因制造工艺焊条因制造工艺焊条因制造工艺(gngy)(gngy)不当产生不当产生不当产生不当产生偏心，在焊接时，偏心，在焊接时，偏心，在焊接时，
21、偏心，在焊接时，电弧燃烧后药皮融电弧燃烧后药皮融电弧燃烧后药皮融电弧燃烧后药皮融化不均，电弧将偏化不均，电弧将偏化不均，电弧将偏化不均，电弧将偏向要皮博的一则形向要皮博的一则形向要皮博的一则形向要皮博的一则形成偏吹，所以为防成偏吹，所以为防成偏吹，所以为防成偏吹，所以为防止电弧偏吹，焊条止电弧偏吹，焊条止电弧偏吹，焊条止电弧偏吹，焊条的偏心度应符合国的偏心度应符合国的偏心度应符合国的偏心度应符合国家标准的规定家标准的规定家标准的规定家标准的规定 焊条药皮偏心焊条药皮偏心焊条药皮偏心焊条药皮偏心(pinxn)(pinxn)引起的偏吹引起的偏吹引起的偏吹引起的偏吹第23页/共117页第二十四页，共
22、117页。磁偏吹磁偏吹2 2）磁偏吹，）磁偏吹，）磁偏吹，）磁偏吹，进行直进行直进行直进行直 流电弧焊时，电弧流电弧焊时，电弧流电弧焊时，电弧流电弧焊时，电弧因受到焊接回路所因受到焊接回路所因受到焊接回路所因受到焊接回路所产生产生产生产生(ch(ch nshng)nshng)的电磁力的作用而的电磁力的作用而的电磁力的作用而的电磁力的作用而产生产生产生产生(ch(ch nshng)nshng)的电弧偏吹称为磁的电弧偏吹称为磁的电弧偏吹称为磁的电弧偏吹称为磁偏吹。偏吹。偏吹。偏吹。造成电弧产生造成电弧产生造成电弧产生造成电弧产生(ch(ch nshng)nshng)磁偏磁偏磁偏磁偏吹的主要原因；吹
23、的主要原因；吹的主要原因；吹的主要原因；第24页/共117页第二十五页，共117页。A）接地线位置不）接地线位置不正确焊接时，由正确焊接时，由于接地线位置位于接地线位置位置不正确，使电置不正确，使电弧周围的磁场强弧周围的磁场强度度(cchng qingd)分布不分布不均，从而造成电均，从而造成电弧的偏吹弧的偏吹第25页/共117页第二十六页，共117页。B)B)铁礠物质，由于铁礠物质（铁板铁礠物质，由于铁礠物质（铁板铁礠物质，由于铁礠物质（铁板铁礠物质，由于铁礠物质（铁板(ti(ti b b n)n)铁块等）的导磁能力远远大于空气，铁块等）的导磁能力远远大于空气，铁块等）的导磁能力远远大于空气
24、，铁块等）的导磁能力远远大于空气，因此，当焊接电弧周围有铁礠物质存在时因此，当焊接电弧周围有铁礠物质存在时因此，当焊接电弧周围有铁礠物质存在时因此，当焊接电弧周围有铁礠物质存在时（如焊接（如焊接（如焊接（如焊接T T形接头角焊缝）在靠近铁磁体形接头角焊缝）在靠近铁磁体形接头角焊缝）在靠近铁磁体形接头角焊缝）在靠近铁磁体一侧的磁力线大部分都通过铁磁体形成封一侧的磁力线大部分都通过铁磁体形成封一侧的磁力线大部分都通过铁磁体形成封一侧的磁力线大部分都通过铁磁体形成封闭曲线，使电弧同铁磁体之间的磁力线变闭曲线，使电弧同铁磁体之间的磁力线变闭曲线，使电弧同铁磁体之间的磁力线变闭曲线，使电弧同铁磁体之间的
25、磁力线变得稀疏，而电弧另一侧则显得密集，因此得稀疏，而电弧另一侧则显得密集，因此得稀疏，而电弧另一侧则显得密集，因此得稀疏，而电弧另一侧则显得密集，因此电弧就向铁磁体一侧偏吹。就向铁磁体吸电弧就向铁磁体一侧偏吹。就向铁磁体吸电弧就向铁磁体一侧偏吹。就向铁磁体吸电弧就向铁磁体一侧偏吹。就向铁磁体吸引电弧一样。如果铁板引电弧一样。如果铁板引电弧一样。如果铁板引电弧一样。如果铁板(ti b(ti b n)n)受热后温受热后温受热后温受热后温度升得较高，导磁能力就降低，对电弧磁度升得较高，导磁能力就降低，对电弧磁度升得较高，导磁能力就降低，对电弧磁度升得较高，导磁能力就降低，对电弧磁偏吹的影响也就减少
26、。偏吹的影响也就减少。偏吹的影响也就减少。偏吹的影响也就减少。第26页/共117页第二十七页，共117页。铁礠物质铁礠物质(wzh)引引起偏吹起偏吹第27页/共117页第二十八页，共117页。nC)焊条焊条(hntio)与焊与焊件的位置不对称，当焊件的位置不对称，当焊工在靠近焊件边缘处进工在靠近焊件边缘处进行焊接时，经常会发生行焊接时，经常会发生电弧的偏吹。电弧的偏吹。第28页/共117页第二十九页，共117页。第三节第三节 焊接电源焊接电源(dinyun)种类和极性种类和极性 进行焊条电弧焊时，采用进行焊条电弧焊时，采用(ciyng)的电源有交流和直流的电源有交流和直流两大类，根据焊条的性质
27、进行两大类，根据焊条的性质进行选择。选择。第29页/共117页第三十页，共117页。1、焊接电源的选择、焊接电源的选择 通常，酸性通常，酸性焊条可采用焊条可采用交流、直流两种电源，一般优先交流、直流两种电源，一般优先选用交流电选用交流电源。碱性焊条由于电弧稳定性差，源。碱性焊条由于电弧稳定性差，所以必须所以必须(bx)使用直流电源，但对药皮中含有使用直流电源，但对药皮中含有较多稳弧剂较多稳弧剂的碱性焊条（如：低氢钾型），的碱性焊条（如：低氢钾型），也可使用交也可使用交流电源，此时电源的空载电压应流电源，此时电源的空载电压应较高些。较高些。第30页/共117页第三十一页，共117页。2 2、极性
28、的选择、极性的选择、极性的选择、极性的选择 在采用直流电源时，焊在采用直流电源时，焊在采用直流电源时，焊在采用直流电源时，焊件与件与件与件与电源输出端电源输出端电源输出端电源输出端 正，负极的接法，叫极性。正，负极的接法，叫极性。正，负极的接法，叫极性。正，负极的接法，叫极性。当焊件接电源正极当焊件接电源正极当焊件接电源正极当焊件接电源正极(zhngj)(zhngj)，焊条，焊条，焊条，焊条接电源负极时接电源负极时接电源负极时接电源负极时的焊接叫正接，也称正极的焊接叫正接，也称正极的焊接叫正接，也称正极的焊接叫正接，也称正极(zhngj)(zhngj)性。性。性。性。当焊件接电源负极，焊条接电
29、源正极当焊件接电源负极，焊条接电源正极当焊件接电源负极，焊条接电源正极当焊件接电源负极，焊条接电源正极(zhngj)(zhngj)时时时时的接法叫反接，也称反极性。的接法叫反接，也称反极性。的接法叫反接，也称反极性。的接法叫反接，也称反极性。第31页/共117页第三十二页，共117页。（1 1）碱性焊条常采用反接）碱性焊条常采用反接）碱性焊条常采用反接）碱性焊条常采用反接(f(f n n ji)ji)，因为碱性焊条若，因为碱性焊条若，因为碱性焊条若，因为碱性焊条若采用正接时，电弧燃烧不稳定，采用正接时，电弧燃烧不稳定，采用正接时，电弧燃烧不稳定，采用正接时，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，飞溅严重，
30、飞溅严重，飞溅严重，噪声大。噪声大。噪声大。噪声大。而采用反接而采用反接而采用反接而采用反接(f(f n ji)n ji)时，电时，电时，电时，电弧燃烧稳定，飞溅很小弧燃烧稳定，飞溅很小弧燃烧稳定，飞溅很小弧燃烧稳定，飞溅很小声音也较平静均匀。声音也较平静均匀。声音也较平静均匀。声音也较平静均匀。（2 2）酸性焊条如果使用直流电）酸性焊条如果使用直流电）酸性焊条如果使用直流电）酸性焊条如果使用直流电源时，通常采源时，通常采源时，通常采源时，通常采用正接。因为阳极部分的温度用正接。因为阳极部分的温度用正接。因为阳极部分的温度用正接。因为阳极部分的温度高于阴极高于阴极高于阴极高于阴极 部分部分部分
31、部分所以用正接可以得到较大的熔所以用正接可以得到较大的熔所以用正接可以得到较大的熔所以用正接可以得到较大的熔深。深。深。深。反接反接(fn ji)法法直流焊机直流焊机直流焊机直流焊机+焊条焊条工件工件焊条焊条工件工件+正接正接法法第32页/共117页第三十三页，共117页。焊条直径焊条直径(zhjng)与焊件厚度的关系与焊件厚度的关系 焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度(hud)(hud)，所，所，所，所处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层处的焊接位置以
32、及待焊接头的形式和焊道层处的焊接位置以及待焊接头的形式和焊道层次等因素。次等因素。次等因素。次等因素。对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度对于厚的材料可采用大直径的焊条，厚度(hud)(hud)越越越越大，焊条直径越大，见表大，焊条直径越大，见表大，焊条直径越大，见表大，焊条直径越大，见表1-21-2。焊件厚度焊件厚度 4 4 12 12 焊条直径 2.5 3.2 3.2 4 4第33页/共117页第三十四页，共117页。各种焊条直径使用各种焊条直径使用(shyng)电流参电流参考值考值 焊条直径焊条直径 (mm)1.6
33、2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 焊接电流焊接电流 （A）254040655080 100至130160至210200至270260至300 焊条直径越粗，焊接电流焊条直径越粗，焊接电流(dinli)越越大，每种直径的焊条都有一个最合适的大，每种直径的焊条都有一个最合适的电流电流(dinli)范围范围 见表见表1-3第34页/共117页第三十五页，共117页。第四节第四节 焊条焊条(hntio)的组成的组成及分类及分类 焊条电弧焊中使用的涂有药皮的熔化电极焊条电弧焊中使用的涂有药皮的熔化电极(dinj)(dinj)称为焊称为焊条。它是由焊芯，和药皮两个部分组成。条。它是由焊芯，和
34、药皮两个部分组成。第35页/共117页第三十六页，共117页。焊芯焊芯 焊芯是焊芯是 焊接用焊接用 专用的金属专用的金属(jnsh)丝，是组成焊缝金属丝，是组成焊缝金属(jnsh)的主要材料。焊接时焊芯的主要材料。焊接时焊芯的主要作用：一是作为一个电极起的主要作用：一是作为一个电极起传导电流和引燃电弧的作用。二是传导电流和引燃电弧的作用。二是熔化后作为填充金属熔化后作为填充金属(jnsh)与熔与熔化后的母材一起形成焊缝。为了保化后的母材一起形成焊缝。为了保证焊缝质量，对焊缝金属证焊缝质量，对焊缝金属(jnsh)的化学成分有较严格的要求。因此，的化学成分有较严格的要求。因此，焊芯都是专门冶炼的，
35、碳、硅含量焊芯都是专门冶炼的，碳、硅含量较低，硫、磷含量极少。较低，硫、磷含量极少。第36页/共117页第三十七页，共117页。n n焊条的直径焊条的直径(zhjng)用焊用焊芯的直径芯的直径(zhjng)表示，表示，焊条直径焊条直径(zhjng)的规格的规格有有1.6、2.5、3.2、4、5、6毫米几种，长度毫米几种，长度200-550毫米不等。而我们实毫米不等。而我们实习用焊条直径习用焊条直径(zhjng)为为3.2毫米，长度为毫米，长度为350毫米。毫米。第37页/共117页第三十八页，共117页。焊芯中各合金元素焊芯中各合金元素焊芯中各合金元素焊芯中各合金元素(yun s)(yun s
36、)对焊接的影响对焊接的影响对焊接的影响对焊接的影响1)1)碳碳碳碳(C)(C)：碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳高温作用
37、下与氧发生化合作用，生成一氧化碳高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳（COCO）和二氧化碳）和二氧化碳）和二氧化碳）和二氧化碳CO2CO2气体，将电弧区和熔池气体，将电弧区和熔池气体，将电弧区和熔池气体，将电弧区和熔池周围空气排除周围空气排除周围空气排除周围空气排除(pich)(pich)，防止空气中的氧、氮有，防止空气中的氧、氮有，防止空气中的氧、氮有，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中氧和氮的含
38、量。若含碳量过高，还原作用剧烈，氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般含碳量一般含碳量一般含碳量一般0.10.1。第38页/共117页第三十九页，共117页。2)2)
39、锰锰锰锰(Mn):(Mn):锰在钢中是一种较好的合金剂，锰在钢中是一种较好的合金剂，锰在钢中是一种较好的合金剂，锰在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫化化化化(lihu)(lih
40、u)合形成硫化合形成硫化合形成硫化合形成硫化(lihu)(lihu)锰浮于熔锰浮于熔锰浮于熔锰浮于熔渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为般碳素结构钢焊芯的含锰量为般碳素结构钢焊芯的含锰量为般碳素结构钢焊芯的含锰量为0.300.300.550.55，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达高达高达高达1.701.70一一一一2.102.10。第39页/共117页第四十
41、页，共117页。3)3)硅硅硅硅(Si):(Si):硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好
42、的脱氧能力，与氧形成氧能力，与氧形成氧能力，与氧形成氧能力，与氧形成(xngchng)(xngchng)二氧化硅，但它会提高渣二氧化硅，但它会提高渣二氧化硅，但它会提高渣二氧化硅，但它会提高渣的粘度，易促进非金属夹杂物生成。的粘度，易促进非金属夹杂物生成。的粘度，易促进非金属夹杂物生成。的粘度，易促进非金属夹杂物生成。第40页/共117页第四十一页，共117页。4)铬铬(Cr）铬能够提高钢的硬度、耐磨）铬能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说，性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说，铬便是一种偶然的杂质。铬的主要铬便是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征冶金特征(tzhng)是易于急剧氧化，是易
43、于急剧氧化，形成难熔的氧化物三氧化二铬形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203)，从而增加了焊缝金属夹杂，从而增加了焊缝金属夹杂物的可能性。三氧化二铬过渡到熔物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流动性渣后，能使熔渣粘度提高，流动性降低。降低。第41页/共117页第四十二页，共117页。5)镍（镍（Ni）:镍对钢的韧性镍对钢的韧性有比较显著的效果，一般有比较显著的效果，一般低温低温(dwn)冲击值要求较冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。高时，适当掺入一些镍。第42页/共117页第四十三页，共117页。6)硫（硫（S）:硫是一种有害杂质，硫是一种有害杂质，随着硫含量的增加，将增大焊
44、缝随着硫含量的增加，将增大焊缝的热裂纹倾向，因此的热裂纹倾向，因此(ync)焊焊芯中硫的含量不得大于芯中硫的含量不得大于0.04。在焊接重要结构时，硫含量不得在焊接重要结构时，硫含量不得大于大于0.03 第43页/共117页第四十四页，共117页。7）磷）磷(P)磷是一种有害杂质，磷磷是一种有害杂质，磷的主要危害是使焊缝的主要危害是使焊缝(hn fn)产产生冷脆现象，随着磷含量的曾加，生冷脆现象，随着磷含量的曾加，将造成焊缝将造成焊缝(hn fn)金属的韧性，金属的韧性，特别是低温冲击韧性下降，因此特别是低温冲击韧性下降，因此焊芯中磷含量不得大于焊芯中磷含量不得大于0.04.在在焊接重要结构时
45、，磷含量不得大焊接重要结构时，磷含量不得大于于0.03.第44页/共117页第四十五页，共117页。药皮药皮 涂在焊芯表面上的涂料层叫药皮。其主要作如下 一、提高电弧燃烧的稳定性。无药皮的光焊条不容易引燃(yn rn)电弧。即使引燃(yn rn)了也不能稳定地燃烧。在焊条药皮中，一般含有钾、钠、钙等电离电位低的物质，这可以提高电弧的稳定性，保证焊接过程持续进行。第45页/共117页第四十六页，共117页。二、保护焊接熔池。焊接过程二、保护焊接熔池。焊接过程二、保护焊接熔池。焊接过程二、保护焊接熔池。焊接过程(guchng)(guchng)中，空气中的氧、氮及水蒸气浸入焊缝，中，空气中的氧、氮及
46、水蒸气浸入焊缝，中，空气中的氧、氮及水蒸气浸入焊缝，中，空气中的氧、氮及水蒸气浸入焊缝，会给焊缝带来不利的影响。不仅形成气会给焊缝带来不利的影响。不仅形成气会给焊缝带来不利的影响。不仅形成气会给焊缝带来不利的影响。不仅形成气孔，而且还会降低焊缝的机械性能，甚孔，而且还会降低焊缝的机械性能，甚孔，而且还会降低焊缝的机械性能，甚孔，而且还会降低焊缝的机械性能，甚至导致裂纹。而焊条药皮熔化后，产生至导致裂纹。而焊条药皮熔化后，产生至导致裂纹。而焊条药皮熔化后，产生至导致裂纹。而焊条药皮熔化后，产生的大量气体笼罩着电弧和熔池，会减少的大量气体笼罩着电弧和熔池，会减少的大量气体笼罩着电弧和熔池，会减少的
47、大量气体笼罩着电弧和熔池，会减少熔化的金属和空气的相互作用。焊缝冷熔化的金属和空气的相互作用。焊缝冷熔化的金属和空气的相互作用。焊缝冷熔化的金属和空气的相互作用。焊缝冷却时，熔化后的药皮形成一层熔渣，覆却时，熔化后的药皮形成一层熔渣，覆却时，熔化后的药皮形成一层熔渣，覆却时，熔化后的药皮形成一层熔渣，覆盖在焊缝表面，保护焊缝金属并使之缓盖在焊缝表面，保护焊缝金属并使之缓盖在焊缝表面，保护焊缝金属并使之缓盖在焊缝表面，保护焊缝金属并使之缓慢冷却、减少产生气孔的可能性。慢冷却、减少产生气孔的可能性。慢冷却、减少产生气孔的可能性。慢冷却、减少产生气孔的可能性。第46页/共117页第四十七页，共117
48、页。三、保证焊缝脱氧、去硫磷杂质三、保证焊缝脱氧、去硫磷杂质三、保证焊缝脱氧、去硫磷杂质三、保证焊缝脱氧、去硫磷杂质(zzh)(zzh)。焊接过。焊接过。焊接过。焊接过程中虽然进行了保护，但仍难免有少量氧进入熔程中虽然进行了保护，但仍难免有少量氧进入熔程中虽然进行了保护，但仍难免有少量氧进入熔程中虽然进行了保护，但仍难免有少量氧进入熔池，使金属及合金元素氧化，烧损合金元素，降池，使金属及合金元素氧化，烧损合金元素，降池，使金属及合金元素氧化，烧损合金元素，降池，使金属及合金元素氧化，烧损合金元素，降低焊缝质量。因此，需要在焊条药皮中加入还原低焊缝质量。因此，需要在焊条药皮中加入还原低焊缝质量。
49、因此，需要在焊条药皮中加入还原低焊缝质量。因此，需要在焊条药皮中加入还原剂剂剂剂(如锰、硅、钛、铝等如锰、硅、钛、铝等如锰、硅、钛、铝等如锰、硅、钛、铝等)，使已进入熔池的氧化，使已进入熔池的氧化，使已进入熔池的氧化，使已进入熔池的氧化物还原。物还原。物还原。物还原。第47页/共117页第四十八页，共117页。四、为焊缝四、为焊缝四、为焊缝四、为焊缝(hn fn(hn fn)补充合金元素。由补充合金元素。由补充合金元素。由补充合金元素。由于电弧的高温作用，焊缝于电弧的高温作用，焊缝于电弧的高温作用，焊缝于电弧的高温作用，焊缝(hn fn(hn fn)金金金金属的合金元素会被蒸发烧损，使焊缝属的
50、合金元素会被蒸发烧损，使焊缝属的合金元素会被蒸发烧损，使焊缝属的合金元素会被蒸发烧损，使焊缝(hn fn(hn fn)的机械性能降低。因此，必的机械性能降低。因此，必的机械性能降低。因此，必的机械性能降低。因此，必须通过药皮向焊缝须通过药皮向焊缝须通过药皮向焊缝须通过药皮向焊缝(hn fn(hn fn)加入适当加入适当加入适当加入适当的合金元素，以弥补合金元素的烧损，的合金元素，以弥补合金元素的烧损，的合金元素，以弥补合金元素的烧损，的合金元素，以弥补合金元素的烧损，保证或提高焊缝保证或提高焊缝保证或提高焊缝保证或提高焊缝(hn fn(hn fn)的机械性能。的机械性能。的机械性能。的机械性能