手工电弧焊的工艺参数通常包括焊条类型及直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接角度。
1、焊条直径的选择
为了提高生产效率,应尽可能地选用大直径的焊条,但是焊条直径大往往会造成未焊透和焊缝成型不良。焊条直径的选择通常可以从以下几个方面考虑:
1)焊件的厚度,厚度较大的焊件应选用较大直径的焊条。
2)焊缝的位置,平焊时应选用较大直径的焊条。立焊、横焊、仰焊时为减小热输入,防止熔化金属下淌,应采用小直径焊条并配合小电流焊接。
3)焊接层数,多层焊时为保证根部焊透 ,第一层焊道应采用小直径焊条焊接,以后各层可以采用较大直径焊条焊接,以提高盛产率。
4)接头形式,搭接接头、T形接头多用作非承载焊缝,为提高生产效率应采用较大直径的焊条。
2、焊接电流的选择
增大焊接电流能提高生产效率。使熔深增大,但电流过大易造成焊缝咬边和烧穿等缺陷,降低接头的机械性能。焊接时,焊接电流的选择可以从以下几个方面考虑:
1)根据焊条直径和焊件厚度选择。焊条直径越大,焊件越厚,要求焊接电流越大。平焊低碳钢时,焊接电流I(单位A)与焊条直径d(单位mm)的关系式为:
I = (35---55)d
2)根据焊接位置的选择。在焊条直径一定的情况下,平焊位置要比其它位置焊接时选用的焊接电流大。
提问:3、在一块10毫米厚低碳钢上,用直径为3.2毫米的焊条,焊一道平焊缝,应采用多大焊接电流?
3、电弧电压的选择(电弧长度的选择)
电弧电压的大小是由弧长来决定。电弧长则电压高,电弧短则电压低。在焊接过程中应采用不超过焊条直径的短电弧。否则会出现电弧燃烧不稳、保护不好,飞溅大,熔深小,还会使焊缝产生未焊透、咬边和气孔等缺陷。
4、焊接速度
单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。焊接速度过快或过慢都将影响焊缝的质量。焊接速度过快,熔池温度不够,易造成未焊透、未融合和焊缝过窄等现象。若焊接速度过慢,易造成焊缝过厚、过宽或出现焊穿等现象。掌握合适的焊接速度有两个原则:一是保证焊透,二是保证要求的焊缝尺寸。
5、焊条角度的选择
单元3、焊缝的接头形式、空间位置及坡口
(一)焊缝的接头形式
手工电弧焊的接头形式有对接、搭接、角接和T形接四种,
(二)焊缝的空间位置
按焊缝的空间位置不同可分为:
1、平焊:水平面的焊接。
2、立焊:垂直平面,垂直方向上的焊接。
3、横焊:垂直平面,水平方向上的焊接。
4、仰焊:倒悬平面,水平方向上的焊接。
(三)坡口
对接接头是应用最多的接头形式。当被焊工件较薄(板厚小于6毫米)时,在焊接接头处只要留有一定间隙就能保证焊透。当焊件厚度大于6毫米时,为了保证能焊透按板厚的不同,需要在接头处开处一定形状的坡口。对接接头常见的坡口形状。
单元4、常见的焊接缺陷及其产生的原因
在焊接过程中,由于焊接规范选择、焊前准备和操作不当,会产生各种焊接缺陷,常见的有。
(一)焊缝尺寸不符合要求
主要是指焊缝过高或过低、过宽或过窄及不平滑过渡的现象。产生的原因是:
1、焊接坡口不合适。
2、操作时运条不当。
3、焊接电流不稳定。
4、焊接速度不均匀。
5、焊接电弧高低变化太大。
(二)咬边
主要是指沿焊缝的母材部位产生的沟槽或凹陷。产生的原因是:
1、工艺参数选择不当,如电流过大、电弧过长。
2、操作技术不正确,如焊条角度不对,运条不适当。
(三)夹渣
主要是指焊后残留在焊缝中的熔渣。产生的原因是:
1、焊接材料质量不好。
2、接电流太小,焊接速度太快。
(四)弧坑
主要是指焊缝熄弧处地低洼部分。产生的原因是:操作时熄弧太快,未反复向熄弧处补充填充金属。
(五)焊穿
主要是指熔化金属自坡口背面流出,形成穿孔的缺陷。产生的原因是:
1、焊件装配不当,如坡口尺寸不合要求,间隙过大。
2、焊接电流太大。
3、焊接速度太慢。
4、操作技术不佳。
(六)气孔
主要是指熔池中的气泡凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。产生的原因是:
1、焊件和焊接材料有油污、铁锈及其它氧化物。
2、焊接区域保护不好。
3、焊接电流过小,弧长过长,焊接速度过快。
单元5、手工电弧焊安全技术
在焊接时要与电、可燃及易爆的气体、易燃的液体、有毒有害的烟尘、电弧光的辐射、焊接热源的高温等接触。若不遵守安全操作规程,就可能引起触电、灼伤、火灾、爆炸和中毒等事故。
(一)预防处电的安全知识
1、弧焊设备的外壳必须接地,而且接地线应牢靠,以免由于漏电而造成触电事故。
2、弧焊设备的初级接线、修理和检查应有电工进行焊工不可私自随便拆修。次级接线由焊工进行连接。
3、推拉电源闸刀时应戴好干燥的皮手套。
4、焊钳应有可靠的绝缘。中断工作时,焊钳应放在安全的地方,防止焊钳与焊件之间产生短路而烧坏焊机。
5、焊接时工作服,手套、绝缘鞋应保持干燥。
6、在容器或狭小的工作场所施焊时,须两人轮流操作,其中一人在外监护,以防发生意外,立即切断电源便于急救。
7、在潮湿的地方工作时,应用干燥的木板或橡胶片等绝缘物坐垫板。
8、在光线暗的地方,容器内操作或夜间工作时,使用的照明灯的电压应不大于36伏。
9、更换焊条时,不仅应带好手套,而且应避免身体与焊件接触。
10、焊接电缆必须有完整的绝缘,不可将电缆放在焊接电弧附近或 热的焊缝金属上,避免高温而烧坏绝缘层;同时要避免碰 磨损。焊接电缆如有破损应立即进行修理或调换。
(二)预防火灾和爆炸地安全知识
1、焊接前要认真检查工作场地周围是否有易燃、易爆物品(如棉纱、油漆、汽油、煤油、木屑、乙炔发生器等),如又依易燃、易爆物,应将这些物品搬离工作点5米以外。
2、在高空作业时更应注意防止金属火花飞溅而引起的火灾。
3、严禁在有压力的容器和管道上进行焊接。
4、焊补储存过易燃物的容器(如汽油箱等)时。焊前必须将容器内介质放尽,并用碱水清洗内壁,再用压缩空气吹干,应将所有孔盖打开,确认安全可靠方可焊接。
5、焊条头及焊后的焊件不能随便乱扔,要妥善管理、更要不能扔在易燃、易爆物品的附近,以免发生火灾。
(三)预防有害汽体和烟尘的安全知识
1、焊接场地应有良好的通风,以排除烟尘和有害气体。
2、在容器内或狭小的地方焊接时应采用压缩空气通风。
3、避免多名焊工拥挤在一起操作
(四)预防弧光辐射的安全知识
1、焊工必须使用专用的有电焊防护玻璃的面罩,而且防护玻璃
的号数要适宜。
2、焊接时要穿工作服,防止弧光灼伤皮肤。
3、引弧时要注意防止伤害他人眼睛。
4、在工作场地和人多的地方,尽可能地使用遮光板,避免周围人受弧光伤害。
(五)焊接时生产高温金属飞溅物,同时使用过的焊条头及焊件温度也很高,因此应注意防止烫伤。
在焊接场所,要戴好电焊手套,禁止用赤裸的手触摸焊条头和焊件,穿戴好工作服,裤子要盖过脚面或戴脚盖。
清潭时,要注意防止热的渣壳烫伤面部和眼睛。
目的:熟悉有关焊接工程术语,了解手工电弧焊的一些理论知识,为实践操作打下理论基础。
小结:1—5单元知识要点,手工电弧焊基础知识,常见的缺陷和产生的原因的,焊缝的接头形式、空间位置及坡口。
教法设计说明:第一章节简单扼要地介绍焊接的意义、应用及分类;第二章节为手工电弧焊的基础理论知识;第三、四章节介绍一些有关的焊接工程术语;第五章节主要使学生掌握操作安全、文明生产的基础知识,做好安全训练。
单元6、操作示范
导入:同学们,下面开始进行实践操作,操作前我再把课上讲的有些理论知识重复一下,加深一下印象,时间大约10分钟。
讲解:首先,什么是电弧长度?(从焊条熔化末端到焊件表面的距离称为电弧长度)。电弧长度应该是多少?(2—4毫米)。再有,课上讲的“三度”,除了电弧长度以外,还有哪“两度”?(焊条角度和焊接速度)。在这“三度”中,电弧长度是关键,只有把电弧长度掌握好,才能保证焊缝良好的成形,当然其它 “两度”也非常重要。焊条角度,焊接时焊条与焊件之间的夹角应为70度到80度,并垂直于前后两个面。同学们刚开始焊接时,焊接速度都是偏快的,所以我要求大家的焊接速度越慢越好。
来看一下我们操作场地、设备和工具,上面是排风系统,通过它把有毒有害的气体排到室外去,给我们一个良好的工作环境;这是我们实习中要用到的BX1-300-1型电焊机,看一看铭牌是否和我们课上讲的一样。在焊机的前面有两个输出端点,其中一端与焊件相连,另外一端与焊钳相连。焊钳夹持焊条时,一定要注意,要夹持到焊条裸落的焊芯上,不要夹持到药皮上,夹好的焊条就可以焊接了,焊接前引弧方法采用敲击法。焊接时,焊条一定要节约使用,还要注意安全,戴好手套和面罩。不要把刚焊完的焊条头扔在地上,不要用裸落的手去拿刚焊完的焊件。清渣时一定要把焊渣向工作台里面清,不要上下敲。
考试要求:每人一块焊件,在焊件上焊两道焊缝,取其中好的一道打分。打分标准:满分为100分,焊缝要求尽量直,起头和收尾没有高点和弧坑,没有断开和咬边的缺陷。
目的:通过对一天半的焊接练习,使学生对手工电弧焊的平堆焊技术有了初步的了解,培养学生的动手能力,为今后从事生产技术工作奠定实践基础。
注意事项:严格按照大纲要求进行讲解和示范,保证将正规的操作技术传授给学生,对学生能力不同的情况因材施教,对接受能力差的学生可以开一些小灶,手把手的传授,也可以让技术好的学生进行传、帮、带。
总结:经过一天半的实践操作,同学们对手工电弧焊的技术有了初步的了解,从考试上可能看出有的同学掌握的比较好,但大多数同学还要努力,这可能与个人的动手能力强弱有关,但是希望大家在以后的工作中要开动脑筋,善于总结,不断进步。由于时间限制,我们只对焊接有了一些简单的了解,未涉及的内容还很多,希望大家在今后的学习和工作中,努力探索,争取早日掌握焊接技术,成为一名优秀的技术人员。
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