大学化工机械基础4焊接.pptx
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1、2024/4/19 周五1第一节 电弧焊利用电弧热量加热并熔化金属进行焊接一、焊接电弧一种强烈的持久的气体放电现象。在一定的电场作用下,将电弧空间的气体介质电离,带电质点分别向着电场的两极方向运动,使局部气体空间导电,而形成电弧。第1页/共62页2024/4/19 周五2引燃电弧:接触引弧和非接触引弧接触引弧和非接触引弧。手工电弧焊采用接触引弧。瞬时接触短路使接触点上电流密度相当大;氧化皮电阻大产生热,使金属熔化蒸发。焊条提起,空间内充满了金属蒸气和空气,其中某些原子可能已被电离。刚拉开瞬间,阴极发射电子。气体介质被撞击电离,电弧温度进一步升高,开始引燃。维持一定电压,连续放电,电弧连续燃烧。
2、第2页/共62页2024/4/19 周五3非接触引弧一般借助于高频或高压脉冲引弧装置,使阴极表面产生强场发射,电子流与气体介质撞击,使其离解导电阴极区温度2400K左右,放热量38;阳极区温度2600K左右,热量占42;弧柱区中心温度达50008000K,热量占20左右。第3页/共62页2024/4/19 周五4二、手工电弧焊设备简单,操作灵活,对不同位置、不同接头焊缝均能方便焊接,目前仍广泛使用。第4页/共62页2024/4/19 周五5短路,随即分开(约24mm)引燃电弧。电弧下工件熔化构成一个半卵形熔池。药皮熔化,气体隔绝空气,免于氧、氮侵害;溶渣,喷向熔池或与焊芯熔滴喷向溶池。第5页/
3、共62页2024/4/19 周五6在电弧及熔池中,液态金属、熔渣和电弧气体间发生某种物理化学变化,熔池内气体和渣上浮。电弧移去,温度降低,金属和渣凝固,结晶连接。渣壳脱落露出带鱼鳞纹状的金属焊缝。第6页/共62页2024/4/19 周五7交流电焊机实质上是一种特殊的变压器,将工业用电的电压降低。瞬时熄弧、重新引弧和再次稳定燃烧,交流电弧稳定性较差。但因结构简单、维修方便、造价低廉和省电等优点,所以广泛采用 第7页/共62页2024/4/19 周五8直流电焊机又分为旋转式直流电焊机和硅整流式直流电焊机。前者成本高、噪音大、重量大、维护不方便。硅整流式直流电焊机结构简单,已逐渐替代旋转式直流电焊机
4、。电弧持续而稳定,焊缝质量容易保证。第8页/共62页2024/4/19 周五9焊条接负极、工件接正极时为正接法;反之为反接法。一般用碱性低氢型焊条(如J507),为使电弧稳定燃烧,规定用直流反接法;用酸性焊条(如J422)焊接厚钢板时,用正接法,因为阳极部分温度高于阴极部分,用正接法可得到较大的熔深;焊接薄钢板及有色金属采用反接法。第9页/共62页2024/4/19 周五10三、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完成。第10页/共62页2024/4/19 周五113050mm厚的粒状焊剂,电弧热量使焊丝、工件和焊剂溶化,形成金属熔池,使它们与空气隔绝。低碳钢
5、用H08A,配高锰高硅型焊剂HJ431第11页/共62页2024/4/19 周五12埋弧自动焊的主要优点是:1)生产率高 用大电流,熔深大,生产率较高。对于20mm以下的对接焊可不开坡口,不留间隙,填充金属少 2)焊缝质量高 保护完善,杂质较少,易获得稳定高质量的焊缝。3)劳动条件好 没有弧光辐射,劳动条件较好。最常用。适于批量大,较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。第12页/共62页2024/4/19 周五13埋弧自动焊的不足之处1)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;2)工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时;3)由于埋弧操作,看不到熔池和焊缝形成过程,必须严格控
6、制焊接规范。第13页/共62页2024/4/19 周五14四、氩弧焊氩气的电离势较高,引弧较困难,常借用高频振荡器产生高频高压电引弧。氩气的散热能力较低,一旦引燃后,能较稳定地燃烧。氩弧焊按所用的电极不同分为两种:非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。第14页/共62页2024/4/19 周五151、非熔化极氩弧焊(TIG焊)电极只发射电子、产生电弧,本身不熔化,常用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极,又叫钨极氩弧焊。可以用手工进行,也可以自动进行。第15页/共62页2024/4/19 周五16非熔化极氩弧焊(TIG焊)防止电极熔化和烧损,电流不能过大,常用于焊接4mm以下的薄板,管子对接、管子与管板的
7、连接 第16页/共62页2024/4/19 周五172、熔化极氩弧焊(MIG焊)焊丝为电极,焊接电流可大大提高,适用于中、厚板焊接,如化工容器筒体的焊接。焊接过程可采用自动或半自动方式 第17页/共62页2024/4/19 周五18金属熔滴沿焊丝轴向高速喷射入溶池。不短路,电弧燃烧稳定,无飞溅,焊缝成形好,熔透深度增加,用于焊接厚度为3mm以上的金属。焊接成本高。焊接易氧化的有色金属、稀有金属、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢(不锈钢、耐热钢)。第18页/共62页2024/4/19 周五19近三十年来,发展了钨极、熔化极脉冲氩弧焊,扩大了应用范围。用可控的脉冲电流代替连续电流,控制电弧能量
8、,精确控制熔池体积、焊缝熔深及溶滴过渡等,可焊接薄板或超薄板构件。直流脉冲TIG焊可焊小至0.1mm的薄板。第19页/共62页2024/4/19 周五20第二节 焊接接头和坡口形式对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头一、对接接头容易焊透,受力情况好,应力均匀,联接强度高,焊接接头质量容易保证。坡口的主要作用是保证焊透第20页/共62页2024/4/19 周五21X形坡口可减少焊条金属量二分之一,变形及内应力小较重要的焊接结构用U形坡口第21页/共62页2024/4/19 周五22等厚度焊接,避免焊不透或烧穿;薄板10mm,两板厚度差3mm;薄板10mm而厚度差大于薄板30,或超过5mm时,削
9、薄厚度边缘。第22页/共62页2024/4/19 周五23二、T形接头和角接接头分不开坡口、单边和双边V形及K形坡口 第23页/共62页2024/4/19 周五24应力不均,焊缝根部有较大应力集中,第24页/共62页2024/4/19 周五25三、搭接接头不开坡口,均属角焊缝,分端焊缝和侧焊缝第25页/共62页2024/4/19 周五26第26页/共62页2024/4/19 周五27第三节 焊接材料一、手工电弧焊用焊接材料电焊条:内部钢芯和外侧药皮1、钢芯主要作用导电,并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。要求焊芯尽量减少有害元素的含量,限制S、P,有些焊条要求焊芯控制As、Sb、Sn等元素
10、。第27页/共62页2024/4/19 周五282、药皮又称为涂料,保证熔敷金属具有一定的成分和性能。采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、有机物、氟化物、铁合金及化工产品等上百种原料粉末,按照一定的配方比例混合而成。第28页/共62页2024/4/19 周五29药皮中各种组分作用:1)稳弧剂:凡易电离的物质均能稳弧。用碱金属及碱土金属化合物,碳酸钾、碳酸钠、大理石等。2)造渣剂:形成溶渣,覆盖熔化金属表面,保护熔池及改善焊缝成形 3)脱氧剂:降低含氧量,提高机械性能。主要脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁。4)造气剂:高温下分解出气体,保护电弧及熔池,防止空气中氧和氮侵入第29页/共62页2024/4/19 周
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