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超全焊接知識

2022-10-09 08:14:48

一,電弧焊

電弧:一種強烈而持久的氣體放電現象,正負電極之間有一定的電壓,兩個電極之間的氣體介質應處于電離狀態。點燃焊接電弧時,通常連接兩個電極(一個極端工件,另一個極端填充金屬絲或焊條),短接觸并快速分離,兩個極相互接觸時短路,形成電弧。這種方法被稱為接觸電弧。電弧形成后,只要電源在兩極之間保持一定的電位差,電弧就可以燃燒。

電弧特點:電壓低、電流大、溫度高、能量密度高、移動性好等,一般20~30V電壓可以保持電弧的穩定燃燒,電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培,以滿足不同工件的焊接要求,電弧的溫度可以達到5萬K以上,可熔化各種金屬。

電弧組成:陰極區、陽極區、弧柱區三部分。

弧焊電源:焊接電弧所用的電源稱為弧焊電源,通??煞譃榻涣骰『鸽娫?、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源和逆變弧焊電源四類。

直流正連接:當工件連接陽極,焊條連接陰極時,稱為直流正連接,此時工件加熱較大,適用于焊接厚工件。

DC反接:當工件與陰極和焊條與陽極連接時,稱為DC反接。此時,工件加熱較小,適用于焊接小工件。交流焊機焊接時,由于兩極極性交替變化,無正反接問題。

焊接冶金:

在電弧焊過程中,液態金屬、渣和氣體的相互作用是金屬再冶煉的過程。但由于焊接條件的特殊性,焊接化學冶金過程不同于一般冶煉過程。

首先,焊接冶金溫度高,邊界大,反應速度快。當電弧中有空氣侵入時,液態金屬會發生強烈的氧化、氮化反應和大量的金屬蒸發,而空氣中的水和工件和焊接材料中的油、銹、水在電弧高溫下分解的氫原子會溶解在液態金屬中,導致接頭塑性和韌性降低(氫脆),甚至產生裂紋。

其次,焊接熔池小,冷卻快,使各種冶金反應難以達到平衡狀態,焊縫化學成分不均勻,熔池氣體、氧化物浮出,容易形成氣孔、夾渣等缺陷,甚至產生裂縫。

電弧焊通常采取以下措施:

(1)在焊接過程中,對熔化金屬進行機械保護,使其與空氣離。保護方法有三種:氣體保護、渣保護和氣渣聯合保護

(2)焊接熔池的冶金處理主要通過在焊接材料(焊條皮、焊絲、焊劑)中加入一定量的脫氧劑(主要是錳鐵和硅鐵)和一定量的合金元素,在焊接過程中排除熔池中FeO,補償合金元素燒損。

常用電弧焊方法:

1.手弧焊

手弧焊是各種電弧焊方法中發展最早、應用最廣泛的焊接方法。它使用外部涂有油漆的焊條作為電極和填充金屬,電弧在焊條的末端和焊接工件的表面之間燃燒。在電弧熱作用下,一方面可以產生氣體來保護電弧,另一方面可以產生熔渣覆蓋在熔池表面,防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。

熔渣更重要的作用是與熔化金屬發生物理化學反應或添加合金元素,以提高焊縫的金屬能量。手弧焊設備簡單、輕便、操作靈活??捎糜诰S護和組裝中的短縫焊接,特別是難以到達的部位。相應的焊條可用于大多數工業碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。

2.埋弧焊

埋弧焊是一種以顆粒焊劑為保護介質,電弧隱藏在焊劑層下的熔化極焊接方法。埋弧焊的焊接過程由三個環節組成:1。在待焊接接頭處均勻堆放足夠的顆粒焊劑;2.導電嘴和焊件分別連接焊接電源,產生焊接電??;3.自動送入焊絲并移動電弧進行焊接。

埋弧焊的主要特點如下:

①電弧性能獨特

l焊縫質量高,熔渣隔離空氣保護效果好。電弧區的主要成分是CO2.焊縫金屬中的氮含量大大降低,焊接參數自動調節,電弧機械化,熔池存在時間長,冶金反應充分,抗風能力強,焊縫成分穩定,機械性能好;

l良好的工作條件有利于焊接操作;機械化行走,勞動強度低。

②弧柱電場強度高,與熔化極氣體保護焊相比具有以下特點

l設備調節性能好,由于電場強度高,自動調節系統靈敏度高,提高了焊接工藝的穩定性;

l焊接電流下限較高。

③由于焊絲導電長度縮短,電流和電流密度顯著提高,大大提高了電弧的熔化能力和焊絲的熔化速率;由于焊劑和渣的隔熱作用,總熱效率大大提高,大大提高了焊接速度。

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