焊接的意義、應(yīng)用和分類:焊接是用加熱或加壓,或加熱又加壓的方法,在使用或不使用填充金屬的情況下,使兩塊金屬連接在一起的一種加工工藝方法。 焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的先進(jìn)制造技術(shù),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,焊接技術(shù)越來越受到各行各業(yè)的密切關(guān)注,廣泛應(yīng)用于機(jī)構(gòu)、冶金、電力、鍋爐和壓力容器。建筑、橋梁、船舶、汽車、電子、航空航天、軍工和軍事裝備等生產(chǎn)部門。 焊接的分類方法很多,若按焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同,可把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三大類,每一類又包括許多焊接方法。
熔焊是在焊接過程中,將焊件接頭加熱至融化狀態(tài)而不加壓力完成的焊接方法。如氣焊、手工電弧焊等。 壓焊是在焊接過程中,對(duì)焊件施加壓力(加熱或不加熱)以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦焊等。 釬焊是在焊接過程中,采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料但低于母材熔點(diǎn)的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕母材,充填接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。如軟釬焊(加熱溫度在450度以下?錫焊)硬釬焊(加熱溫度在450度以上?銅焊)。 其中手工電弧焊是目前應(yīng)用*普遍的。
焊工技術(shù):
正火 1. 定義 將鋼材或加熱到AC3或Acm以上30℃~50℃,保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后,在靜止的空氣中冷卻的熱處理工 藝稱為正火。 2. 目的 正火與退火的目的基本相同,但正火的冷卻速度比退火稍快,故正火鋼的組織較細(xì),它的強(qiáng)度、 硬度比退火鋼高。 正火主要用于普通結(jié)構(gòu)零件,當(dāng)力學(xué)性能要求不太高時(shí)可作為*終熱處理。
三、淬火 1、 定義 將鋼件加熱到AC3或 AC1以上某一溫度,保持一定時(shí)間,然后以適應(yīng)速度冷卻(達(dá)到或大于臨 界冷卻速度),以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。 2、 目的 是把奧氏體化的鋼件淬火成馬氏體,從而提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性,更好地發(fā)揮鋼材的 性能潛力。但淬火馬氏體不是熱處理要求的*終組織。因此在淬火后,必須配以適當(dāng)?shù)幕鼗。淬火馬氏體在不同的回火溫度下,可以獲得不同的力學(xué)性能,以滿足各類工具或零件的使用要求。
四、回火 1、 定義 鋼件淬火后再加熱到AC1點(diǎn)以下的某一溫度,保溫一定時(shí)間,然后冷卻到室溫的熱處理工藝 稱為回火。 2、 淬火處理所獲得的淬火馬氏體組織很硬、很脆,并存在大量的內(nèi)應(yīng)力,而易于突然開裂。因此,淬 火后必須經(jīng)回火熱處理才能使用。 3、 目的 ○1減少或消除工件淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,防止工件在使用過程中的變形和開裂;○2通過回火 提高鋼的韌性,適當(dāng)調(diào)整鋼的強(qiáng)度和硬度,使工件達(dá)到所要求的力學(xué)性能,以滿足各種工件的需要; ○3穩(wěn)定組織,使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,從而保證工件的形狀和尺寸不變,保證工件的精度。
一、手工電弧焊的工藝特點(diǎn) 1、 優(yōu)點(diǎn) (1) 工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng) 適用于碳鋼、低合金鋼、耐熱負(fù)、低溫鋼和不銹鋼等各種材料的平、立、 橫、仰各種位置以及不同厚度、結(jié)構(gòu)形狀的焊接。 (2) 質(zhì)量好 與氣焊及埋弧焊相比,金相組織細(xì),熱影響區(qū)小,接頭性能好。 (3) 易于通過工藝調(diào)整(如對(duì)稱焊等)來控制變形和改善應(yīng)力。 (4) 設(shè)備簡單,操作簡單。 2、 缺點(diǎn) (1) 對(duì)焊工要求高,焊工的操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。 (2) 勞動(dòng)條件差 焊工在工作時(shí)必須手腦并用,精神高度集中,而且還要受到高溫烘烤,有毒、煙、塵和金屬蒸氣的危害。 (3) 生產(chǎn)率低 受焊工體質(zhì)的影響,焊接工藝參數(shù)選擇較小,幫生產(chǎn)率低。 3、 應(yīng)用范圍 在造船、鍋爐及壓力容器、機(jī)械制造、建筑結(jié)構(gòu)、化工設(shè)備等制造維修行業(yè)中都廣泛使用手 工電弧焊。
電焊中手工電弧焊的工藝參數(shù) 焊接工藝參數(shù)(焊接規(guī)范)是指焊接時(shí),為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量。 1、 焊條種類和牌號(hào)的選擇 主要根據(jù)母材的性能、接頭的剛性和工作條件選擇焊條,焊接一般碳鋼和低合金鋼主要是按等強(qiáng)原則選擇焊條的強(qiáng)度級(jí)別,對(duì)一般結(jié)構(gòu)選用酸性焊條,重要結(jié)構(gòu)選用堿性焊條。 2、 焊接電源種類和極性的選擇 手弧焊采用的電源有交流和直流兩大類,一般酸性焊條可交、直流兩用, 優(yōu)先選用交流弧焊機(jī),堿性焊條由于電弧穩(wěn)定性差,必須采用直流弧焊機(jī),對(duì)藥皮中含有較多穩(wěn)弧劑的焊條,亦可采用交流弧焊機(jī)。 使用直流時(shí),焊件與電源輸出端正、負(fù)極的接法,叫極性。 焊件接電源正極,焊條接電源負(fù)極的接線法叫正接,也稱正極性。 焊件接電源負(fù)極,焊條接電源正極的接線法叫反接,也稱反極性。 極性的選擇原則:○ 1堿性焊條常采用反接,因?yàn)閴A性焊條正接,電弧燃燒不穩(wěn)定,飛濺嚴(yán)重,噪聲大。使用反接時(shí),電弧燃燒穩(wěn)定,飛濺很小,而且聲音較平靜均勻。酸性焊條如使用直流電源時(shí)通常采用 正接! 2因?yàn)殛枠O部分的溫度高于陰極部分,所以用正接可以得到較大的熔深,因此,焊接厚鋼板時(shí)可采用正接,而焊接薄板、鑄鐵、有色金屬時(shí),應(yīng)采用反接。 采用交流電源時(shí)不存在正接和反接的接線法。 3、 焊條直徑 可根據(jù)焊件厚度進(jìn)行選擇。厚度越大,選用的焊條直徑應(yīng)越粗,見表6-1。但厚板對(duì)接接頭 坡口打底焊時(shí)要選用較細(xì)焊條,另外接頭形式不同,焊縫空間位置不同,直徑也有所有同。立焊*大直徑不超過5mm,橫焊仰焊直徑不超過4mm。
焊接位置 在平焊位置焊接時(shí),可選擇偏大的焊接電流。橫、立、仰焊位置焊接時(shí),焊接電流應(yīng)比 平焊小10%~20%。角焊電流比平焊電流稍大些。焊道層次 通常焊接打底焊道時(shí),特別是焊接單面焊雙面成形時(shí)的焊道,使用的焊接電流要小,這 樣才便于操作和保證背面焊道的質(zhì)量;焊填充焊道時(shí),為提高效率,通常使用較大的焊接電流;而 焊蓋面焊道時(shí),為防止咬邊和獲得較美觀的焊縫,使用的電流稍小些。 另外,堿性焊條選用的焊接電流比酸性焊條小10%左右。不銹鋼焊條比碳鋼焊條選用電流小20%左右等。 總之,電流過大過小都易產(chǎn)生焊接缺陷。電流過大時(shí),焊條易發(fā)紅,使藥皮變質(zhì),而且易造成咬邊、弧坑等缺陷,同時(shí)還會(huì)使焊縫過熱,促使晶粒粗大。 5、 電弧電壓 手弧焊時(shí),電弧電壓是由焊工根據(jù)具體情況靈活掌握的,其原則一般保證焊縫具有合乎要 求的尺寸和外形,二是保證焊透。 電弧電壓主要決定于弧長。電弧長,電弧電壓高;反之,則低。在焊接過程中,一般希望弧長始終保持一致,而且盡可能用短弧焊接。所謂短弧是指弧長為焊條直徑的0.5~1.0倍,超過這個(gè)限度即為短弧。 6、 焊接速度 在保證焊縫所要求的尺寸和質(zhì)量的前提下,由焊工根據(jù)情況靈活掌握。速度過慢,熱影響區(qū) 加寬,晶粒粗大,變形也大;速度過快同,易造成未焊透,未熔合,焊縫成形不良等缺陷。
焊接層數(shù)的選擇 在厚板焊接時(shí),必須采用多層焊或多層多道焊。多層焊的前一條焊道對(duì)后一條焊道起 預(yù)熱作用,而后一條焊道對(duì)前一條焊道起熱處理作用(退火或緩冷),有利于提高焊縫金屬的塑性和韌 性。每層焊道厚度不大于4mm~5mm. 第二節(jié) 電弧焊常見缺陷產(chǎn)生的原因及防止方法 一、焊縫表面尺寸不符合要求 焊縫表面高低不平、焊縫寬窄不齊、尺寸過大或過小、角焊縫單邊以及焊腳尺寸不符合要求,均屬于焊縫表面尺寸不符合要求。 1、 產(chǎn)生原因 焊件坡口角度不對(duì),裝配間隙不均勻,焊接速度不當(dāng)或運(yùn)條手法不正確,焊條和角度選擇不 當(dāng)或改變,加上焊接工藝選擇不正確等都會(huì)造成該種缺陷。 2、 防止方法 選擇適當(dāng)?shù)钠驴诮嵌群脱b配間隙;正確選擇焊接工藝參數(shù),特別是焊接電流值,采用恰當(dāng)運(yùn) 條手法和角度,以保證焊縫成形均勻一致。 二、焊接裂紋 在焊接應(yīng)力及其它致脆因素的共同作用下,焊接接頭局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙叫焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長寬比特征。 1、 熱裂紋產(chǎn)生的原因與防止方法 焊接過程中,焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋叫熱裂紋。 (1) 產(chǎn)生原因 是由于熔池冷卻結(jié)晶時(shí),受到的拉應(yīng)力作用,而凝固時(shí),低熔點(diǎn)共晶體形成的液態(tài)薄層共同作用的結(jié)果。增大任何一方面的作用,都能促使形成熱裂紋。 (2) 防止方法 ○ 1控制焊縫中的有害雜技的含量即碳、硫、磷的含量,減少熔池中低熔點(diǎn)共晶體的形成! 2預(yù)熱:以降低冷卻速度,改善應(yīng)力狀況。○3采用堿性焊條,因?yàn)閴A性焊條的熔渣具有較強(qiáng)脫硫、脫磷的能力。○ 4控制焊縫形狀,盡量避免得到深而窄的焊縫。○5采用收弧板,將弧坑引至焊件外面,即使發(fā)生弧坑裂紋,也不影響焊件本身。 2、 冷裂紋的產(chǎn)生原因及防止方法 焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)(對(duì)鋼來說在Ms溫度以下或200℃~300℃), 產(chǎn)生的焊接裂紋叫冷裂紋。 (1) 產(chǎn)生原因 主要發(fā)生在中碳鋼、低合金和中合金高強(qiáng)度鋼中。原因是焊材本身具有較大的淬硬傾向,焊接熔池中溶解了多量的氫,以及焊接接頭在焊接過程中產(chǎn)生了較大的拘束應(yīng)力。 (2) 防止方法 從減少這三個(gè)因素的影響和作用著手。 1) 焊前按規(guī)定要求嚴(yán)格烘干焊條、焊劑,以減少氫來源。