手工电弧

手工电弧（精选9篇）

手工电弧 篇1

手工电弧焊是指用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。在各种电弧焊方法中应用最广泛。

1 手工电弧焊的焊接过程

手弧焊时焊接电源的输出端两根电缆分别与焊条、工件连接, 组成了包括电源、焊接电缆、焊钳、地线夹头、工件和焊条在内的闭合回路, 即焊接回路。

手弧焊的焊接过程是从电弧引燃时开始的。炽热的电弧将焊条端部和电弧下面的工件表面熔化, 在焊件上形成具有一定几何形状的液体金属部分叫做熔池, 熔化的焊条芯以滴状通过电弧过渡到熔池中, 与熔化的工件互相熔合, 冷却凝固后即形成焊缝。显然, 熔池金属是由熔化了的焊件与焊芯共同组成。焊接时焊条药皮分解, 熔化后形成气体与熔渣, 对焊接区起到保护作用, 并使熔池金属脱氧、净化。随着电弧沿焊接方向前移, 工件和焊芯不断熔化而形成新的熔池, 原有熔池则因电弧远离而冷却, 凝固后形成焊缝, 从而将两个分开的焊件连接成一体。

2 手工电弧焊的特点

(1) 操作灵活。手弧焊所用设备简单, 便于移动且焊钳轻巧, 不受操作场地条件限制。凡是焊条能够到达的任何位置接头, 都可以用手弧焊焊接。

(2) 对接头的装配要求较低。由于手弧焊过程由手工操纵, 焊接时焊工可根据接缝处的变化适时调整电弧位置和运条手势, 修正焊接工艺参数, 以保证跟踪接缝和焊透。

(3) 可焊材料广。手弧焊不仅可以焊接低碳钢、低合金结构钢, 还可用于高合金的不锈钢、耐热钢以及有色金属的焊接。此外, 利用手弧焊堆焊技术, 还可以制造出具有耐蚀或耐磨等特殊性能的表面层。

(4) 生产率高、劳动强度大。手弧焊由于受焊条长度、直径与焊接电流的限制, 生产率比其它电弧熔化焊要低些, 劳动强度也较大。

3 焊条

3.1 焊条的组成与作用

焊条是供手工电弧焊用的熔化电极, 由焊芯和药皮两部分组成。

(1) 焊芯。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯, 焊芯的作用一是传导电流维持电弧二是熔化后作为填充金属进入焊缝。焊芯在焊缝金属中约占50%~70%, 焊芯的成分直接决定了焊缝的成分与性能。

(2) 药皮。焊条药皮是压涂在焊芯表面的涂层, 含有矿物质、有机物、铁合金和化工产品等四类原料。它的主要作用是使电弧容易引燃并且稳定燃烧, 保护熔池内金属不被氧化, 保证焊缝金属脱氧、脱硫、脱磷、去氢等;添加合金元素, 保证焊缝金属具有合乎要求的化学成分和力学性能。

3.2 焊条选用原则

(1) 等性能原则。焊接低碳钢或低合金钢时, 一般都要求对于焊缝金属与母材等强度;焊接耐热钢、不锈钢等主要考虑熔敷金属的化学成分与母材相当。

(2) 结构特点。对于形状复杂或厚大的构件, 应选用、抗拉性好的低氢焊条;对于立焊、仰焊焊缝较多的构件, 应选用适于全位置施焊的焊条;对于坡口位置不便于清理的构件应选用对水锈不敏感的酸性焊条。

(3) 工作条件。既考虑焊件的工作条件状况来选用焊条。在动载或腐蚀、高温、低温等条件下工作的焊件, 应优先选用“等性能”的碱性焊条。

(4) 其它。在满足上述原则的前提下, 还应结合现场施工条件、生产批量以及经济性等因素, 综合考虑后确定应选用焊条的具体型号。

4 焊接工艺参数

焊接工艺参数又称焊接工艺规范, 是焊接时为保证焊接质量而选定的有关参量的总称。焊接工艺参数主要包括焊条类型及焊接电流I、焊条直径d、焊接速度v、电弧长度、电弧电压U及焊接层数等。

(1) 焊接电流。焊接电流主要根据焊条直径选择。适当增大焊接电流能提高劳动生产率, 增大熔深;但电流过大, 不仅容易使焊缝咬边和烧穿, 熔深过大会加剧焊缝热裂倾向和使接头组织过热, 性能下降, 而且金属飞溅加剧药皮过热失效, 甚至焊芯被烧红或不规则熔断。电流过小, 容易引起夹渣和未焊透, 同样会降低接头性能。

(2) 焊条直径。焊条直径的大小与焊件厚度、焊接位置及焊接层数有关。一般焊件厚度大时应采用大直径焊条;平焊时, 焊条直径应大些;多层焊在焊第一层时应选用较小直径的焊条。

(3) 焊接速度。焊接速度一般由焊工根据焊缝尺寸和焊条特点自行掌握, 不应过快或过慢, 应以焊缝的外观与内在质量均达到要求为适宜。

(4) 电弧长度。电弧长度在焊条电弧焊过程中, 是靠手工操作来掌握的。电弧过长, 会使电弧不稳定, 熔深减小, 飞溅增加, 还会使空气中的氧和氮侵入熔池内, 降低焊缝质量, 因此电弧长度应尽量短些。

(5) 电弧电压。焊接过程中应尽量采用短弧, 电弧电压在25V~30V为宜。否则, 将使电弧燃烧不稳、保护不良、飞溅加大、熔深变小;还会引起焊不透、咬边、熔宽过大和气孔等缺陷。

(6) 焊接层数。无论是角接还是坡口对接, 均要根据板厚和焊道厚度、宽度安排焊接层数以完成整个焊缝。多层焊时由于后焊焊道对先焊焊道有回火作用, 可改善接头的组织和力学性能。

总之, 焊接工艺参数的选择, 应在保证焊接质量的条件下, 尽量采用较大直径焊条和较大电流进行焊接, 以提高劳动生产率。

5 手工电弧焊设备

焊条电弧焊的主要设备是弧焊机。按焊接电流的种类不同, 电焊机可以分为直流弧焊机和交流弧焊机两类。

5.1 交流弧焊机

交流弧焊机实际上是一种满足焊接要求的特殊降压变压器。焊接时, 焊接电弧的电压基本不随焊接电流变化。这种电焊机结构简单, 制造方便, 使用可靠, 成本较低, 工作时噪音较小, 维护、保养容易, 是常用的手工电弧焊设备, 但它的电弧稳定性较直流弧焊机差。

5.2 直流弧焊机

直流弧焊机所供给焊接电弧的电流是直流电。直流弧焊机分为两种:一种是焊接发电机, 即由交流电动机带动直流发电机;另一种是焊接整流器, 其特点是能够获得稳定的支流电, 因此电弧燃烧稳定、焊接质量较好。与交流电焊机相比, 直流弧焊机构造复杂、维修困难、噪音较大、成本高。适用于焊接较重要的焊件。

摘要：本文分析手弧焊过程、特点、焊条、焊接工艺参数及焊接设备的选择, 为实际生产起到指导作用。

关键词：手工电弧焊,焊条,焊接工艺参数

参考文献

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[7]卞洪元, 丁金水.金属工艺学[M].北京理工大学出版社, 2007, 1.

手工电弧 篇2

工艺适用于低碳钢，低合金高强度钢，及各种大型钢结构工程制造的焊接，确保焊接生产施工质量，特制订本工艺。

一、焊前准备

1、根据施焊结构钢材的强度等级，各种接头型式选择相应强度等级牌号焊条和合适焊条直径。

2、当施工环境温度低于零度，或钢材的含碳量大于0.41%及结构刚性过大，构件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃-100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100毫米。

3、工件厚度大于6毫米对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿应开切V型或X型坡口，坡口角为60度，钝边P=0-1毫米，装配间隙为0-1毫米，当板厚差≥4毫米时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理。

4、焊条烘焙：酸性药皮类型焊条焊前烘焙150℃*2保温2小时，碱性药皮类焊条焊前必做进行300℃-350*2烘焙，并保温2小时才能使用。

5、焊前接头清洁要求：在坡口或焊前两侧30毫米范围内，应将影响质量的毛刺，油污，水，锈脏物，氧化皮等必须清洁干净。

6、在板缝二端如余量小于50毫米时，焊缝二端应加引弧，熄弧板，其规格不小于50*50毫米。

二、焊接材料的选用

1、首先应考虑，母材强度等级与焊条强度等级相匹配和不同药皮类型焊条的使用特性。

2、考虑物件工作环境条件，承受动、静载荷的极限，高应力或形状复杂，刚性较大，应选用抗裂性能和冲击韧性好的低氢型焊条。

3、在满足使用性能和操作性能的前提下，应适当选用规格大效率高的铁粉焊条，以提高焊接生产效率。

三、焊接规范

1、应根据板厚选择焊条直径，确定焊接电流（如表）。

板厚（mm）焊条直径（Φ：mm）焊接电流（A：安倍）备注 3 2.5 80-90 不开坡口 8 3.2 110-150 开V型坡口 16 4.0

160-180

开X型坡口 20 4.0

180-200

开X型坡口

该电流为平焊位置焊接，立、横、仰焊时焊接电流应降低10-15%，大于16毫米板厚焊接底层选Φ3.2mm焊条，角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。

2、为使对接焊缝焊焊透，其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。

3、厚件焊接，应严格控制层间温度，各层焊缝不宜过宽，应考虑多道多层焊接。

4、对接焊缝正面焊接后，反面使用碳气刨扣槽，并进行封底焊接。

四、焊接程序

1、焊接板缝，有纵横交叉的焊缝，应先焊端接缝后焊边接缝。

2、焊缝长度超过1米以上，应采用分中对称焊法或逐步码焊法。

3、结构上对接焊缝与角接焊缝同时存在时，应先焊板的对接焊缝，后焊物架对接焊缝。最后焊物架与板的角焊缝。

4、凡对称物件应从中央向前尾方向开始焊接，并左、右方向对称进行。

5、构物件上平、立角焊同时存在时，应先焊立角焊后焊平角焊，先焊短焊缝，后焊长焊缝。

6、一切吊运“马”部（起吊部位），应用低氢焊条，焊后必须及时打渣，认真检查焊脚尺寸要求，焊接焊缝包角。

7、部件焊缝质量不好应在部件上进行返修处理合格后，才能再进行下一焊接工序。不得留在整体安装焊接时进行。

五、操作要点

1、焊接重要结构时使用低氢型焊条，必须经300-350℃2小时烘干，一次领用不超时用量，并应装在保温筒内，其他焊条也应放在焊条箱内妥然保管。

2、根据焊条的直径和型号，焊接位置等调试焊接电流和选择极性。

3、在保证接头不致爆裂的前提下，根部焊道应尽可能薄。

4、多层焊接时，下一层焊接开始前应将上一层焊缝的药皮、飞溅等物质表面均要清除干净，多层焊每层焊缝厚度不超过3-4毫米。

5、焊前工件有预热要求时，多层多道焊应尽可能连续完成，保证层间温度不低于最热温度。

6、多层焊起弧接头应相互错开30-40毫米，“T”和“一”字缝交叉处50毫米范围准起弧和熄弧。

7、低氢型焊条应采用短弧焊进行焊接，选择直流电源反极性接法。

六、焊缝接缝要求

1、重要结构对接焊缝按设计规定技术要求进行一定数量*光片或超声波对焊缝内部检定，并按设计要求规定给予级别评定。

2、外表焊缝检查，所有结构焊应全进行检查，其焊缝外表质量要求： 1）焊缝直线度，任何部位≤100毫米内直线度应≤2毫米。2）焊缝过渡要光顺，过渡角要＜90度，不能有突变。3）焊缝高低差，在长度2.5毫米，其高低差应≤1.5毫米。4）焊缝不允许低于工件表面及有裂缝不熔合等缺陷存在。5）多道焊缝表面堆叠相交处，下凹深度应≤1毫米。6）全部焊缝焊合缺陷允许修补，修补后应打磨光顺。

7）部件结构材质为铸钢件时，焊后必须经550℃退火处理，以消除应力。

3、焊接构件允许火工校正。

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手工电弧 篇3

一、焊前准备

1.试件加工

选用两块材质为Q235的钢板,用刨床刨削坡口,试件规格为:长度300mm,宽度为100mm,板厚12mm置备V形坡口,单边坡口角度(30±2.5 )°,坡口面应平直,试件平整无变形。

2.试件清理

用砂轮锉刀、钢刷等工具,清理坡口两面10mm范围内的铁锈、氧化物等污物,直至露出金属光泽。

3.焊接材料及焊接电流

焊条要选用不偏芯的E4303焊条,焊接电源为BX—500型焊接变压器。

4.试板装配及定位焊

(1)断弧焊装配,始焊端间隙控制在3.2～4mm范围内,终焊端为4～5mm,钝边一般为0.5～1.5mm,错边量小于1mm,预留反变形角度为3～5°。

(2)连弧焊始焊端间隙为2mm,终焊端为3mm,定位装配焊时电流应比正式焊接时稍大些,要求选用的焊条与正式焊接的焊条型号相同,定位焊缝长度为10～15mm,焊接要牢固,特别是终焊端,为防止焊接过程中开裂错边或因热收缩造成终焊端坡口间隙变小而影响焊接质量,必须保证定位焊缝的焊点的长度和厚度。

二、焊接的工艺参数

所用焊接工艺参数应在国家推荐标准范围内根据个人习惯自定,如试件装配间隙、钝边、焊接电流等,尤其是焊接电流,不能过大或过小,过大时易产生焊瘤,气孔和咬边等缺陷,过小时易产生夹渣、未焊透及未融合等缺陷。选用焊接变压器对于断弧焊打底焊的电流操作,便于控制熔池温度,有利于焊缝背面成型,有效克服背面焊缝凹陷的问题,其缺点是操作不当时飞溅较大。

三、焊接操作过程

1.第一阶段:打底层的焊接

(1)断弧焊打底操作。首先在试件始焊端定位焊缝处引燃电弧,保持焊条角度,沿焊接方向90～100°。稍作停顿形成熔池后迅速压低电弧做小月牙摆动向前运条,摆动到坡口根部时,焊条向上顶一下,至少使电弧的3/4在坡口背面燃烧,当听到扑声时说明电弧已击穿试件背面,观察已形成熔孔,熔孔大小约为焊条直径的1.5倍,由于此时试件温度较低,容易产生偏吹,造成一侧熔孔打开,而另一侧出现未溶,应迅速将焊条向未熔的一侧或改变焊条的角度,继续熔化。待熔孔正常后,迅速将焊条向前方斜下快速运动,达到灭弧的目的,熔池的温度逐渐降低,当熔池的颜色发暗红色时,再将焊条打在原熔池的1/2处,上顶电弧,打开熔孔,重复以上动作,有节奏的向前进行断弧焊接。

(2)连弧焊打底操作。在试件的定位焊缝前端引弧,焊条沿焊条方向夹角成90～100°,电弧稍作停顿,预热约1～2s待定位焊缝形成熔池,迅速压低电弧做小锯齿摆动,此时注意运条速度和两边停留时间,焊层要薄,焊接接头处,焊接速度稍微放缓,焊条上顶,同时稍作摆动,此时焊条端部到达坡口底边,几乎整个电弧在板内燃烧,当电弧穿过试件背面,形成熔孔后作横向锯齿形连弧运条,节奏要合适,太快造成未熔,太慢易出现焊瘤,此时近四分之三电弧在焊缝背面燃烧,运条幅度要小,速度要快,电弧要短,两边要有足够的停留时间,以使熔合良好并托起高温中心处熔池金属,同时注意焊条送进深度,控制熔孔大小,焊层要薄,并借电弧吹力向熔池背面送熔滴,接头处用电弧吹成缓坡状以便形成良好的接头。

2.第二阶段:填充层的焊接

焊前要仔细清渣,表面处理干净。如接头处过高,可用角磨机或扁铲清除。焊条角度同打底层一样。第一层填充电流可以适当增加,有利于消除焊趾处难以清理的熔渣,运条采用锯齿或反月牙形运条方法,控制好焊条角度,短弧焊接,在焊缝两边要有足够的停留时间,以保证两侧熔合良好,焊道平整。第二层填充焊缝更要控制好熔池形状,保证焊缝平整,尽量延长电弧在两边的停留时间使填充焊道中心稍凹,这对于盖面层的焊接起着至关重要的作用。同时注意避免熔化坡口边缘,以保证盖面焊缝宽窄一致,平整美观。接头时,在弧坑前方10～15mm处引弧,短弧拖向弧坑,沿弧坑的弧度运条待形成熔池,两边充分熔合后,正常焊接。

3.第三阶段:盖面层的焊接

焊前要仔细清理干净填充层的熔渣和飞溅。焊接时要压低电弧,控制好焊条角度,手要稳,并注意熔池形状和温度,控制好电弧在坡口两边停留时间,防止产生焊偏、咬边、未熔合等缺陷,接头时,更换焊条速度要快,保证接头不脱节不超高。

手工电弧焊电压控制的方法论 篇4

从实践观察我们可以看到, 即使是同一个电焊工人所完成的焊接工作, 会存在因为其具体焊接工作的时间不同而使电弧电压产生较大差异的现象, 并且焊工根据具体情况所采用的焊接方式的不同而产生电弧电压差异的现象, 因此电弧电压在实践中具有较差的一致性与重复性。该种现象产生的原因主要是电弧焊工人很少能感觉到电弧电压波动的大小, 尤其是在他们使用具有陡降特点的焊接电源时, 他们在工作的过程中更多的是依靠多年的经验来调整电弧的长度, 以此来保证电弧及电压在额定范围内, 从而保证电焊的质量。由此, 我们可以看出, 手工电弧焊工人如果能够清楚的感受到电弧电压的瞬间变化, 便会主动的对电弧长度进行调节, 并且会按照该种电压的要求进行焊接工作。

从下图中的曲线我们可以分析焊接电源外特性及电弧电压的一些问题。图中的曲线1是正常情况下的焊接电源的外特性, 它能够为手工电弧焊提供焊接时所需的电流, 曲线2则是电弧的电压高于设定值时的电源外特性曲线, 其功能在于提供电弧连续燃烧所需要的电流, Umax则是设定的最高电弧电压。在焊接中当由电焊弧长波动所造成的电弧电压的变化比Umax低时, 电弧的工作点便会一直落在外特性曲线1上。但是, 按照一般规范操作时, 电焊弧的弧长提高使得电焊弧电压超过了Umax时, 其工作点便落在了曲线2上, 焊接中的电流也会有较为明显的减少。在焊接的过程中, 这种电流的变化会对焊接产生影响, 并且能够为焊工所感觉到。当该种电流的变化为电焊工所感觉到时, 他们会根据预定及其操作要求兰降低电弧弧长以降低电压, 从而保证焊接电流一直处于曲线1的状态, 保证焊接工作的顺利进行。

2 手工电弧焊电压控制的必要性

使用手工电弧焊工艺进行焊机时, 其电弧电压和电弧的长度是相对较为难控制的参数, 在一些金属材料的焊接中该种参数的控制难度会得到凸显。如果电弧的电压相对较高容易引起电弧偏吹现象, 从而使得焊接区域的保护效果降低、一些物理性能恶化, 影响产品的质量和寿命。

因此, 在手工电弧焊实际应用中, 将电弧电压控制在一定的范围内, 并且通过对电弧弧长等的调整实现对电流和电压的调整, 以此来保证焊接的质量及产品的使用寿命有着重要的作用。在我们的研究中便要专注于电弧电压的测定、弧长的调整方法、电压高低的控制调整方法等, 通过多种方法的应用实现对电弧电压参数的有效控制。

3 手工电弧焊电压控制方法

为保证手工电弧焊的质量及产品的使用寿命, 在焊接的过程中, 我们便要对电弧焊电压进行有效的控制, 通过对电弧弧长、电压等的控制来实现对于电流的调整, 从而提高电弧焊的质量。具体的调整控制方式我们可以通过设置电弧电压报警系统, 以此实现对电压的监控, 从而及时对超过或者低于设定电压的电弧电压做出调整。

对我们日常焊接工作中所使用的手工电弧焊焊机设计一个超压报警系统, 使其在电弧电压超过设定的电压时发出警报, 使焊工及时发现该种超压现象, 从而对电弧做出相应的调整, 使其达到设定范围的要求。该种超压报警系统是由电压比较电路、延时电路以及报警系统所组成, 电弧对于经过其的电压进行反馈触发置入其中的蜂鸣器电路, 其具体作用的过程是在焊接工作中, 如果电弧电压比设定电压低时, 电压的比较电路输出数值为0的低电平, 当电弧电压比设定的电压高时, 电压的比较电路输出数值为1的高电平, 并且这种电平会触发延时电路使其进如工作状态, 延时电路一般采用“555定时器”来实现。当该种延时电路在其设定的延时期间内, 电弧电压低于设定的电压时, 延时电路便会立即复位, 从而不会对焊接的输出产生任何影响;但是当延时期间内的电弧电压处于一直高于设定电压的状态时, 而延时电路只是工作到了设定的时间, 报警系统便会启动, 以此使电焊工意识得到电压弧长已超过设定值, 电焊工则依据该种警报对电弧弧长进行调整, 当弧长调整到低于给定电压时, 延时电路则会复位, 则警报系统解除警报。这种警报提醒是以声音的方式实现, 能够使焊工更直观的接受到报警信号, 从而也更有利于电弧电压的调整。

电源的外部特性转换电路是实现电弧电压控制的另一有效方法。在该种转换结构中, 由比较电压、延时电路和外特性切换电路等所组成。焊接工作实际的操作中, 在电弧电压比设定值低的情况下, 比较电路会输出数值为0的电平, 而焊接机也便能够输出有效焊接电流;反之则会触发延时电路使其进入工作状态。如果在延时期间内其电弧电压降到低于设定电压时, 延时电路会复位工作, 对焊接的输出电流不会造成影响, 当电弧电压高于设定电压时, 且延时电路工作刚刚工作到设定时间时, 外特性转换电路才会启动, 报警系统便会启动, 便会引起焊工注意, 从而对电弧进行调整, 使电流恢复到焊接所需正常电流, 保证焊接工作的顺利进行。

4 结论

手工电弧焊是在焊接工艺中因为操作简便等特点得到广泛应用, 但是其电压控制却是实践中所面临的一大问题, 为保证焊接工作的顺利及产品的质量, 我们便要对传统的焊接工艺进行深入研究以发现其有效的电压控制方法。

超压报警系统置入焊接中, 能够使其在电弧电压超过预定值时及时发出警报, 从而使焊工依据该种警报对电弧弧长进行调整, 保证焊接电压的相对稳定以及焊接的质量。在电弧电压调整的过程中, 应该注意所采集的电弧电压的延时性特点, 对该种数值进行相应的调整后再应用, 以保证焊接工作的质量。

参考文献

手工电弧焊焊仰焊操作手法 篇5

注意焊接电流，多试几次选择合适自己的焊接电流，打底焊时试用下直流正接，填充、盖面时采用直流反接，3.2焊条打底焊时，焊接电流100~110，背面成型会好一点。横焊背有下坠，适当减小焊接电流，点焊时焊条停顿时间短一点。不同的焊机焊接同一种焊条或焊丝，焊接电流、电压可能就会有所变化。试试看吧，多练习就行。

打底焊时采用直流正接只适合用在仰焊上，直流正接时电弧吹力比较大，焊缝背面不容易产生未焊透或夹渣。当然直流反接时焊接电流大一点也可以达到目的，但不好掌握，背面成型我个人感觉不如采用直流正接法。

1.打底层的焊接: 灭弧焊打底操作:首先在试件始焊端定位焊缝处引燃电弧，保持焊条角度沿焊接方向90°-100°。稍作停顿待形成熔池后迅速压低电弧做小锯齿摆动向前运条，摆动到坡口根部时焊条向上顶一下，至少使电弧的3/4在坡口背面燃烧，当听到“噗”的声音说明电弧已击穿试件背面，观察已形成熔孔，熔孔大小约为焊条直径的1.5倍，由于此时试件温度较低，容易产生偏吹，造成一侧熔孔打开，而另一侧出现未熔，应迅速将焊条拉向未熔的一侧或改变焊条的角度继续熔化。待熔孔正常后，迅速将焊条向前方斜下快速运动，达到灭弧的目的。熔池温度逐渐降低，当熔池颜色稍微变为暗红色时，再将焊条打在原熔池的1/2部位上，上顶电弧，打开熔孔，重复以上动作，有节奏的向前进行灭弧焊接。操作过程中要注意控制熔孔大小和熔池形状尽量相同，如果发现溶孔过大或熔池铁水有下淌倾向，说明熔池温度过高，如果处理不及时将会使正面焊缝出现焊瘤、背面焊缝严重凹陷，使焊接无法进行，这时应迅速灭弧，灭弧后待温度稍微降低(在熔池颜色变暗红之前)，马上引弧焊接，起弧部位应在熔池两侧，即作两点击穿法操作，与原熔孔边缘一经熔合，立即灭弧，待熔池温度和熔孔大小正常后，再采用一点击穿法进行施焊。连弧焊打底操作 在试件的定位焊缝前端引弧，焊条沿焊接方向夹角成90-100度，电弧稍作停顿，预热约1-2s，待定位焊缝形成熔池，迅速压低电弧做小锯齿摆动，此时注意运条速度和两边的停留时间，焊层要薄，焊到接头处，焊接速度稍微放缓，焊条上顶，同时稍作摆动，此时焊条端部到达坡口底边，几乎整个电弧在板内燃烧，当电弧穿过试件背面，形成熔孔后作横向锯齿形连弧运条，前进步伐要合适，步伐太大会造成未熔，步伐太小则会造成焊肉堆积直至出现焊瘤。此时使近3/4电弧在焊缝背面燃烧，运条幅度要小，速度要快，电弧要短，两边要有足够的停留时间，以保证熔合良好并承托焊道中心高温的熔池金属。同时要注意焊条送进深度，控制住熔孔的大小、熔池的体积和温度，焊层要薄，并借助电弧吹力作用尽量向坡口根部、背面输送熔滴。一根焊条结束后，在坡口一侧向后带弧10mm后停弧，用角向磨光机或用弧形錾子打磨接头成缓坡状，以便于接头。接头与起焊的操作要领基本相同，为了保证充分的预热和防止粘条，可在离接头20mm处引弧沿焊道中心直线运条10mm左右，使之形成一条与母材两边均不相熔的独立小焊道，焊到接头弧坑处再作横向摆动，但在整条打底焊道完成后，必须将先焊的近10mm的小焊道清除，打底焊道结束后，清根，为填充层的焊接做好准备。填充层的焊接 焊条角度参照打底焊接时的焊条角度(盖面层的焊接亦采用相同的角度)。第一层填充电流可以适当增大，有利于消除焊趾处难以清除的熔渣。运条采用矩齿形或反月牙形运条方式，控制好焊条角度，短弧焊接，在焊缝两边要有足够的停留时间，以保证两侧融合良好，焊道平整。第二层填充焊缝更要控制好熔池形状，保证焊缝平整，使其高度距试件母材表面1mm左右，尽量延长电弧在两边的停留时间使填充焊道中心稍凹，对于盖面层的焊接起着至关重要的作用。填充过程中应注意避免熔化坡口边缘，以保证盖面焊缝宽度一致，平直美观。接头时，在弧坑前方10-15mm处引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度运条，待形成熔池，两边充分熔合后，正常焊接。采用碱性焊条手弧焊进行仰位板件的单面焊双面成形时，为了得到优良的焊接接头，应做到:

一、正确选择焊接工艺参数;

二、注意观察、控制好熔孔大小、熔池温度和熔池形状;

三、适时调整焊条角度、电弧长度;

四、掌握好运条步伐、摆动幅度和在坡口两边的停留时间;

五、眼到手到、不慌不乱。

手工电弧 篇6

手工电弧焊的主回路如图1所示。

1-电焊机2-软电缆3-焊钳4-焊条5-电弧6-工件7-地线

焊接电弧是在加有一定电压的电极和焊件之间产生的一种长时间而有力的气体放电现象。电焊条和焊件就是电极, 产生电弧的操作称引弧。通常是采用接触引弧, 即先将电焊条与工件接触, 然后迅速分离1~3mm, 电流通过接触点产生很大的电阻热, 此时在高温和电场发射等的作用下, 促使两极间的气体发生剧烈电离, 而形成电弧。电弧引燃后, 弧柱中充满高温电离气体, 发出大量的热。其发热量与焊接电压和电流的乘积成正比, 即电流越大, 产生的热量越多。电弧的各部位产生的热量不同, 因而各部位的温度也不同, 弧柱中心温度最高可达6000℃以上, 两电极的温度可达2100~2300℃。焊接就是利用这些热量加热和熔化金属。

开始引弧时, 为加强气体的电离作用, 电极间必须有较高的电压, 以便传递具有较大动能的电子, 这个电压称为空载电压, 直流电焊机一般为55~90V, 交流电焊机60~80V。当气隙正常地受热被电离时, 所需电压就可低一些。为使电弧保持连续而稳定, 两极间的电压也要保持一定, 一般为16~35V, 这个电压称为工作电压。

2 焊接设备

手工电弧焊的设备包括电源及控制、调节机构。

2.1 电源

供给电弧焊的电源可以是直流的, 也可以是交流的。为了引燃电弧和保持电弧稳定, 保证正常地焊接, 电源必须满足以下基本要求:

1) 空载电压值应保证顺利地引燃电弧。

2) 焊接电流应可调, 以满足焊接不同材料、厚度的工件所需要电流的大小。

3) 保证工作安全。

2.2 常用的电焊电源

1) 交流电焊机, 它也叫交流电焊变压器。它的优点是结构简单, 成本低, 效率高, 维护方便, 应用广泛。图2所示是目前使用最广泛的一种BX1-330型交流电焊机。它是一个结构特殊的降压变压器。它可将电网380V或220V的电压变为空载电压60~70V, 工作电压30V, 电流调节范围为50~450A。变压器的次级线圈分为图中2、3两部位, 2绕在初级线圈的外部, 起建立电压的作用, 3绕在铁芯的另一侧, 相当于电感线圈, 焊接时靠它获得较高的空载电压和较低的工作电压。电流的调节分粗调和细调两档。粗调是改变次级绕组的匝数;细调是通过移动图中铁饼4, 改变漏磁而实现。这类电焊机的缺点是:消耗材料较多, 体积大而且重, 焊接时活动铁芯有震动, 同时, 电流有波动。

a) 外形图b) 线路图1-初级绕组2、3-次级绕组4-动铁芯5-静铁芯6-接线片

2) 旋转式直流电弧机。如图3所示, 是常用的AX-320型旋转式直流电焊机。它是由一个三相电动机和一个结构特殊的直流发电机组成。由交流电路供电, 使电动机拖动发电机电枢旋转发出直流电, 供焊接使用。这种直流焊接发电机按其结构特点分为裂极式和差复极式及极间去磁式等形式。它是利用磁通和电枢反应的相互作用, 获得下降式的外特性, 使电焊电流可在较大范围内均匀调节, 以满足焊接工艺的要求。

a) 外形图b) 原理图

这种电焊机的主要优点是:电弧稳定性较高, 触电危险性小。

3) 硅整流式直流电焊机。这种电焊机分为单相和三相两大类。按其构造特点又分为磁饱和电抗器式、动圈式和可控硅整流式等。与旋转式直流电焊机比较, 它的优点是:噪声小, 空载损耗小, 效率高, 耗料少, 成本低, 容易制造和维修等。

单相硅整流式直流电焊机原理, 如图4所示。它由交流变压器和单相桥式硅整流线路组成。其中1是焊接变压器;2是电抗器, 通过它可以得到下降外特性, 并可调节电流;3是硅整流器, 其中R是电阻, C是电容, 通过它整流, 可以把交流电变为直流电, 供焊接使用;4是滤波电感, 是一个串联在焊接回路内的有间隙的铁芯式电抗器, 可以进一步减小输出电流的脉动程度, 保证焊接电弧的稳定燃烧。此外, 电焊机上还有通风装置, 可使硅整流组和焊机线圈得到良好的通风冷却, 以避免过热而损坏。

1-焊接变压器2-电抗器3-硅整流4-滤波电感

目前使用的硅整流式直流电焊机大都是三相整流式的, 这类焊机供给的电流更平直稳定。所有电焊设备铭牌中都标有“额定暂载率”和“额定焊接电流”, 这是保证电焊机安全使用的重要参数。“暂载率”是表示电焊机连续工作的参数, 它是指在5min时间内焊接工作时间所占的比值, 用百分数表示。如“暂载率”为60%, 就是在5min内, 焊接工作时间不超过3min。“额定焊接电流”是在额定暂载率时所允许电流值, 它大于连续使用情况下的许用电流。在选择电焊机时, 首先考虑电压种类, 而后考虑电流大小及各类电焊机的性能特点。

3 电焊条

目前广泛应用的电焊条是一根外表涂有药皮的钢丝。钢丝的作用:一是传导电流, 产生电弧;二是本身熔化形成焊缝中的填充金属。

焊条药皮的作用是提高电弧燃烧的稳定性, 保护焊接熔池, 使焊缝金属脱氧、去硫、去磷, 改善焊接工艺性能等。目前国产焊条根据熔化后渣的酸碱性分为两类:

1) 酸性焊条。药皮中主要含有氧化铁、氧化锰、氧化钛等, 它们对金属的氧化性较强。这种涂料对铁锈、油脂及水分的敏感性不大。

2) 碱性焊条。药皮中含有较多的大理石、萤石, 并有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂。这种药皮有足够的脱氧性。

碱性焊条与酸性焊条相比, 保护气体中含氢很少, 因此又称为低氢型焊条, 主要用于重要结构的焊接。

各种型号焊接的药皮成分之间变化较大, 综合起来构成药皮的矿产化工原料和金属元素主要有大理石 (Ca CO_{3) 、石英 (Si O2) 、钛白粉 (Ti O2) 、锰铁 (Fa Mn) 、硅铁 (Fe Si) 、纯碱 (Na2CO3) 、萤石 (Ca F2) 以及水玻璃等。焊接时各种金属元素蒸发氧化, 产生出各种有害物质, 如三氧化二铁、氧化锰、二氧化硅、氟化钠、氟化钙、氧化铬和氧化镍等。}

4 手工电弧焊的不安全因素

1) 有触电的危险。手工电弧焊操作者接触电的机会较多。电源是接在220V或380V的电路上, 电焊机空载电压一般为60~90V左右;如果电焊设施的导线裸露、电线的绝缘损坏, 电焊设备外壳就会带电;若变压器的绝缘损坏, 二次线圈带电, 则电焊钳、电焊条等部位都有危险因素, 有发生触电事故的可能性。尤其在金属容器或管道里施焊, 触电的危险性更大。

2) 有毒气体、粉尘危害。焊接电弧温度高, 在高温作用下焊丝和药皮产生气体和烟尘, 有毒害的气体和烟尘有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物及铝、锌、铜的氧化物等。如果通风不良, 焊工接触时间长, 身体就会受危害, 引起职业病, 特别是在管道、容器里作业危害更大。

3) 射线辐射危害。电焊弧光中有紫外线、红外线等射线, 焊工长期受辐射作用, 会引起眼睛和皮肤疾病。

4) 有发生火灾、爆炸的危险。在焊接过程中, 电焊机和供电线路有毛病;作业场所有易燃易爆物品;燃料容器、管道补焊时防爆措施不当等。都可能发生火灾或爆炸事故。

摘要：手工电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热将焊条和工件加热熔化而进行的焊接。这种焊接方法可在室内、野外、高空等各种场合下进行。它的设备简单, 容易维护, 焊钳小, 使用灵活, 广泛适应于各种黑色金属和有色金属的焊接。

关键词：手工电弧焊,基本原理,安全特点

参考文献

[1]基于埋弧焊V型坡口的三维视觉信息的提取及处理研究[J].刘南生.南昌大学学报 (工科版) , 2001.

[2]爬行式焊接机器人焊缝跟踪的协调控制[J].刘伟力.中国制造业信息化, 2003.

[3]焊接工艺及控制的分析[J].杭争翔.电焊机, 2001.

铸铁件的手工电弧焊的修复工艺 篇7

关键词：铸铁,焊接,修复

如何对手工电弧焊的铸铁件的焊接缺陷进行修复,已成为铸铁件焊接工艺所必须解决的问题。某减速机外壳座,材质为HT15-33,在使用过程中四个地脚螺栓的脚趾处出现一条长约200mm的裂纹,该设备如果重新测绘并加工制作需要近2个月的时间,而且该设备使用频率较繁。考虑到上述因素,决定对该减速机外壳进行焊接修复。

1 缺陷情况

轴承座的断裂情况是地脚螺栓的脚趾处出现长约200mm的裂纹,示意如图1。

经现场分析,该减速机在使用过程中受到的约束较大,在卷床运转过程中承受交变载荷作用。该件在长期运行过程中,造成该处的地脚螺栓松动,而未被及时发现,仍在负荷运转。造成该处的裂纹逐渐延长。

2 修复方案的选择及应用

结合公司的实际情况,根据技术参数我们选用手工电弧焊进行修复。

HT15-33的技术性能参数(见表1、表2)

2.1 灰铁的可焊性分析

由于铸铁的固有性质和冶金性能,给电弧焊带来了极大的困难

(1)熔化后的铸铁冷却速度快,热影响区易出现白口组织,焊接时开裂倾向大。

(2)铸铁组成成分中,碳的含量高,在焊接过程中易被气化,容易产生气孔。

(3)铸铁强度高,塑性差,焊接残余应力大,易产生焊接裂纹。

(4)铸铁中的C、S、P等元素的含量高,并在焊接过程中熔化到焊缝中,会增加材质的硬度,降低塑性和韧性,易产生裂纹,并降低可加工性。

(5)铸铁在冶炼过程中,易出现石墨粗大化,石墨与基体产生间隙,使铸件在使用过程中油、水渗入形成氧化物,严重阻碍焊接时的熔合,同时,增加产生焊接裂纹和气孔的可能性。

(6)铸铁在焊接熔化时,液态金属流动性很差,严重妨碍焊接时的熔合,熔池中熔渣和有害气体难以逸出,会在焊缝中产生严重缺陷。

针对以上不利因素,必须从焊接工艺、操作方法、焊接程序、焊接材料等几方面加以解决。

2.2 焊接方法的选择

对于灰铸铁的补焊有电弧热焊、半热焊和冷焊三种工艺,下面对这三种工艺的特点和工艺方法加以介绍。

(1)电弧热焊焊前将灰铸铁件整体或局部预热至600～700℃,并在补焊过程中保持这一温度,在焊后再采取缓冷措施的工艺方法,称热焊。灰铸铁的热焊有着突出的优点,通过预热和缓冷,使焊接部位冷却速度减慢,可避免产生白口和淬硬组织,保证焊接处有良好的切削加工性能。由于预热温度较高,使母材和焊缝金属的温差变小,大大地降低了接头的热应力。灰铸铁在600～700℃时有一定的塑性,伸长率可达2%～3%,因此可有效地防止产生焊接裂纹。热焊适用于薄壁铸件,结构复杂、刚性较大,易产生裂纹的部件以及对补焊区硬度、颜色、密封性、承受动载荷要求高的零、部件的补焊。灰铸铁热焊能获得质量最佳的焊接接头,缺点是劳动条件恶劣、生产成本高、生产率较低。

(2)半热焊预热温度在300～400℃时,称为半热焊。半热焊由于预热温度低、冷却速度较快,需要在石墨化能力更强的焊接材料配合下,才能获得灰口组织。但能改善劳动条件、简化补焊工艺。对于刚性较大铸件的补焊,半热焊还具有一定裂纹倾向。

热焊和半热焊要采用铸铁型焊接材料,使焊缝的组织、硬度和其它物理性能以及颜色等都与母材金属接近。焊条要选用铸铁芯石墨化型焊条,其牌号为Z248。焊芯直径为6～12mm,补焊时采用大电流,可按每毫米焊芯直径50～60A的电流选用,电源则可交、直流两用;半热焊选用钢芯石墨化型焊条,其牌号为Z208,焊芯为H08A,药皮中含有较多的碳、硅、铝等石墨化元素。

在补焊前,铲除缺陷至露出金属光泽,用扁铲、风铲、砂轮等开坡口。坡口上缘稍大,底面应圆滑过渡。对于边角部位及穿透性缺陷,在补焊前需要造型。造型材料的质量分配为:焦碳粉30%、耐火砖粉25%、磷片石墨粉20%、耐火土25%。预热设备一般用焦碳地炉,小件亦可采用氧乙炔焰。补焊时,除待焊部位外,其余部位均应用石棉遮盖。从缺陷中间引弧,逐渐移向边缘,较小缺陷可连续填满,较大缺陷需逐层堆焊直至填满。焊后保温可把工件置于草木灰内缓冷,结构较复杂的大铸件,可放在预热炉内加热到一定温度后,随炉冷却。

(3)电弧冷焊电弧冷焊不需专门的预热和缓冷设备,所以劳动条件好、工艺过程简单、生产效率高、成本低。但由于冷却速度快,接头的白口及裂纹问题比较突出。电弧冷焊适用于大型铸件中存在的体积较大的缺陷的补焊,操作原则是大电流、连续焊。缺陷的体积一般在60～100cm3时就要用到电弧冷焊。为了防止产生裂纹,补焊应分区分段填满。待每区段焊缝高出母材3～5mm时,再向前推进一个区段,切忌电弧快速全面铺展,亦不宜分层堆焊。有时可采用石墨板将缺陷隔为两部分,先连续焊完一半,取出石墨板再补焊另一半。收弧时,将电弧沿焊完的缺陷表面均匀摆动,使焊道平整,冷却缓慢。大型铸件中的中等缺陷——体积在20～50cm3之间的情况下可采用连续焊工艺一次焊完。缺陷小于20cm3时除连续一次填满缺陷外,再向上堆高3～5mm,趁焊缝表面还处于红热状态时,用钢板刮去高出部分,接着再堆高3～5mm,反复进行三次以上,若焊件与缺陷的比例越大,则反复进行堆高的次数就越多。

根据上述原则,结合公司实际,我们采用了冷焊的方法。所谓冷焊法就是指用不预热、严格控制层间温度,小能量的焊接方法进行焊接。

2.3 焊接材料的选择

HT15-33的可焊性较差且底座的下表面为加工表面,为保证焊接质量及下表面的可加工性宜采用纯镍基焊条Z308进行焊接,但Z308焊条价格昂贵,为节约费用,可采用Z308焊条焊隔离层J507焊条与Z308焊条相互填充、Z308焊条盖面的方法进行修复,这样既可降低成本又可保证焊接质量及下表面的可加工性能。

Z308焊接的机械性能见表3。

2.4 焊接顺序及工艺

(1)焊接顺序

裂纹处按非加工面再加工的次序施焊。断裂处先焊筋板侧,保证焊透,再从另一侧清根、施焊。最后焊筋板。

(2)焊接工艺

焊接前要对所有焊接部位进行彻底清理,清除所有油污等污物,然后再开始焊接。表面清理干净后,用角向抛光机修磨裂纹处至磨出所要求的双U型坡口。修磨时要求消除所有裂纹倾向,坡口边缘平滑过渡,钝边、间隙以单边能焊透为准。

2.5 焊接

减速机壳体焊接熔敷量较大,为减小焊接应力及焊接变形,保证焊接质量,采用两班工作制,固定水平高的焊工施焊。焊接时环境温度保证在20℃以上,夜班如果温度过低则停止焊接。

焊接前,Z308焊条要150℃烘干1h。J507焊条要250℃烘干2h,烘干后放入保温桶中保温,随用随取。

焊接时采用短道、快速、不摆动、断续、分散焊法,每段长度不超过30mm,收弧时要填满弧坑。

焊完一道马上用钝头小锤锤击整个焊道以释放焊接应力,锤击速度要快,力量由重渐轻。严格控制层间温度,每焊完一道必须冷却到50℃以下方可施焊。打底时采用小熔合比进行焊接,填充和盖面焊时可适当放大熔合比。清除熔渣后,用五倍放大镜观察,无裂纹后,在继续下一步焊接。

3 结论

手工电弧 篇8

一、工业管道手工电弧焊中未焊透的主要原因

(一) 焊接工艺选择不合理

目前工业管道通常采用的焊接工艺参数有焊接速度、焊接电流和电弧电压等。这三项参数都是非常重要的, 一旦其中一项出现异常都会导致未焊透缺陷的发生。如在进行焊接时由于速度过快, 产生的线能量相对偏小, 而电阻热的产生也会降低, 这样就会致使电弧的穿透能力减弱, 导致熔化深度偏浅, 从而管道焊接时得不到充分的熔化而造成未焊透缺陷的出现。

(二) 坡口尺寸不合理

在焊接式, 如果坡口角度和间隙过小、钝边不均匀或偏大, 就会影响焊接对钝边的加热, 加热不足就不能对金属进行充分的熔化, 一旦熔池凝固后也就会产生未焊透缺陷, 另外, 如果在清理坡口处的氧化物、油污、铁锈等不彻底, 及时采用的焊接参数是正确的, 也会致使母材与焊缝金属之间的熔合达不到焊接要求, 从而将产生立体间隙。

(三) 焊接材料选择不对

如果在进行焊接时, 采用的熔化金属的结晶速度过快, 这样就不能够与基本金属完全熔合。另外, 焊条偏芯度偏大, 在进行焊接时, 导致熔敷金属与母材之间的结晶速度存在差别, 也极易产生未焊透。

(四) 焊接人员操作不当

由于工业管道焊接采用的都是手工电弧焊接, 人是操作的主要对象, 对焊接质量起着决定性的作用。在焊接中, 由于焊接人员技术水平低、责任心不强等, 就会造成焊条倾斜角度不合理、运条方法不合理以及焊接偏斜等问题, 从而就会产生未焊透。

二、工业管道手工电弧焊中未焊透的应对措施

(一) 选择的合理的焊接规范参数

工业管道的焊接工艺评定是存在相关的标准规范, 所以在进行工业管道的焊接时要严格按照相关标准规范进行, 根据焊接作业的要求选择合理的焊接规范参数, 如常用的工艺参数焊接速度、焊接电流和焊条直径等。

通常情况下, 焊接电流与焊条直径之间的关系可以通过以下公式确定:

在式中, I表示焊接电流 (A) , d表示焊条直径 (mm) , k表示经验系数, 一般取值为40。

在焊接管道的平焊缝时, 可以相应的加大焊接电流, 从而避免产生未焊透, 这是最好不要使用较小的的焊接电流;虽然在进行手工电弧焊时, 没有对焊接速度做特殊要求, 但是为了防止未焊透的产生, 焊接速度最好不要过快, 通常情况下, 焊接速度最好不要超过10m/h;而在选择焊条直径时, 就要按照工件的厚度来选择合适的焊条直径, 如果工件的厚度越大, 焊条直径就越粗, 在工业管道的焊接中, 应用比较广泛的焊条直径为3~5mm。另外特别强调, 如果进行多层焊接, 在第一层的焊接中使用的焊条直径最好不要超过3.2mm, 从而保证根部焊接。

(二) 坡口采用V型坡口型式

通常工业管道的坡口焊接采用的都是V型坡口型式, 从而保证坡口角度、间隙以及钝边之间能够实现最佳的组合。一般坡口的角度控制在55°~60°之间, 间隙控制在1~2mm, 钝边控制在1~2mm, 在坡口表面在焊接前要将整个坡口上的油污、铁锈和氧化物等打磨和清除干净, 从而避免在焊接时因填充金属与坡口的不融合所出现的未焊透缺陷;另外, 通常情况下在工业管道施工中, 工作压力相对较小, 管道壁厚偏薄, 在进行管道的V型坡口焊接中, 可以通过钨极氩弧焊进行打底、手工焊进行盖面。通过钨极与工作间的电弧焊接, 在进行焊接时, 钨极、附近区域、熔池、填充焊丝都被惰性的氩气所保护, 电弧比较集中, 熔池在进行熔化时不会外界的干扰, 从而保证了焊透和焊接成形的质量。通过采用钨极氩弧焊进行打底, 保证焊缝根部质量, 从而防止未焊透缺陷的产生。

(三) 选择质量可靠的焊接材料

要严格的控制工业管道的焊接材料, 选取质量可靠、合适的焊接材料, 保证所用的材料符合焊接工业、设计文件的规范要求。在进行根部的焊接时, 要对熔孔之间做好严格控制, 如果在进行单面焊而双面成形的焊缝焊接中, 这时对熔孔直径的要求为2.5~3mm之间, 且运条要均匀, 这样焊接处的焊缝成形才能够更加美观饱满, 达到质量要求。

(四) 焊接人员要持证上岗

所有的焊接人员要持证上岗, 并获得相关质量技术监督部门颁发的证书。相关部门主管要对焊接人员定期进行理论和实际操作培训, 加强焊接专业技术指导, 明确焊接人员的岗位质量责任, 严格焊接工作队伍的纪律从而焊接处质量好的工业管道。

三、总结

近几年, 工业管道事故的发生有逐步增多的趋势, 所以确保管道的完整性和保证管道质量引起了人们的重视。而在管道的安装施工中, 焊接质量的好坏对工业管道的质量有着直接影响。可以说, 大多数工业管道的安全事故都是在焊接接头处发生的, 未焊透在焊接缺陷中数量较多, 对工业管道的安全运行造成严重的威胁。因此, 通过对未焊透缺陷产生的原因和措施的研究分析, 在进行焊接时, 就要最大限度的避免未焊透缺陷的出现, 从而保证人们生命财产的安全。

摘要：随着我国经济的快速发展和能源结构的调整, 压力管道已逐渐成为工业生产、人们生活中不可缺少的重要设备。但是由于这些工业压力管道在进行焊接时通常采用的都是现场手工电弧焊焊接的方式, 因此在焊接时内部难免都会出现缺陷, 尤其是未焊透方面的缺陷, 对工业压力管道的安全带来了严重的威胁。因此, 为了保障工业压力管道的安全运行, 本文就针对工业管道手工电弧焊接过程中未焊透产生的原因以及应对措施进行了分析研究。

关键词：工业管道,手工,焊接,原因,应对措施

参考文献

[1]李兆太, 王成森, 黄智, 徐宁家.管道对接焊缝的超声波检测[J].无损检测, 2011.

[2]陈临泉, 王建华.压力钢管焊接常见缺陷成因分析与预防措施[J].水利水电施工, 2012.

[3]陈临泉, 王建华.浅谈引水压力钢管焊接中常见缺陷成因和防止措施[A].陕西省水力发电工程学会第三届青年优秀科技论文集[C].2013.

手工电弧 篇9

1 前言

材料焊接性的评价一直是焊接工作者面临的最艰巨的任务, 在焊接过程中, 焊接技术非常复杂, 焊件质量的优劣与大量参数的相互作用以及焊接过程中的组织转变有关[1]。为保证焊件无缺陷, 并能满足结构的使用性能要求, 就必须对这些相互作用的参数进行控制。焊接性常用的评定方法有以下几种[2]: (1) 经验公式:如碳当量 (Ceq) 、裂纹敏感系数 (Pcm) 等; (2) 对实际焊接结构进行观察、检测以确定焊接性; (3) 通过对焊接CCT图测定对焊接热影响区的组织、性能及冷裂纹倾向进行预测; (4) 通过对HAZ的硬度测定预测HAZ的冷裂纹倾向及脆化倾向; (5) 通过专门的焊接性试验, 如插销试验、斜Y坡口试验等对焊接性进行试验评价等。本文将选用碳当量和斜Y型坡口焊接裂纹试验方法来对三种X80管线钢进行焊接性评价, 之后选用焊接性最好的一种X80管线钢做后续的返修焊焊接工艺试验。

2、试验材料与试验方法

2.1 试验材料

本文选用的母材以三个不同厂家生产的X80-1、X80-2和X80-3作为试验对象, 板厚均为18.4mm。分别从各钢卷板上取样, 各材料的化学成分如表1所示。

2.2 斜Y坡口焊接裂纹试验方法[3]

本试验方法所产生的裂纹多出现于焊根尖角处的热影响区。当焊缝金属的抗裂性能不好时, 裂纹可能扩展到焊缝金属, 甚至贯穿至焊缝表面。裂纹可能在焊后立即出现, 也可能在焊后数分钟, 乃至数小时后才开始出现。本次试验焊接方法选用手工电弧焊, 焊条选用SH-J770, 在350℃下烘烤1小时保温使用;焊接规范为:焊接电流为170±10A, 电弧电压为22±2V, 焊接速度为150±l0mm/min。试件的形状和尺寸、手工焊试验焊缝位置如图1。

试验中根据公式 (1) 计算出表面裂纹率:

根据公式 (2) 计算出根部裂纹率:

根据公式 (3) 计算出断面裂纹率:

3 试验结果及分析

3.1 焊接性试验

3.1.1 碳当量评价

采用国际焊接学会推荐的碳当量计算公式 (4) 分别计算了三种试验钢的碳当量。

计算结果为:X80-1的CEIIW=0.43, 焊接性最好;X80-3的CEIIW=0.47, 焊接性次之;X80-2的CEIIW=0.48, 焊接性较差。

3.1.2 斜Y坡口焊接裂纹试验

采用肉眼或其他适当的方法来检查焊接接头的表面和断面是否有裂纹, 并分别计算出表面裂纹率、根部裂纹率和断面裂纹率。五个横断面的位置是:按试验焊缝宽度开始均匀处与焊缝弧坑中心之间的距离四等分而确定。计算所得的各种裂纹率如表2所示。

对于斜Y坡口试验来讲, 通常我们认为当裂纹率小于20%时, 在实际的焊接过程中就不会产生裂纹, 由此来看X80-1和X80-3的表面裂纹率和根部裂纹率都小于20%, 断面裂纹率大于20%, 但综合裂纹率都在20%以内, 因此认为这两种钢材的可焊性良好, 且适用于该种焊接工艺。而X80-2的各项裂纹率均大于20%, 表明该种钢材的可焊性相比前两者较差, 且不适合该焊接工艺。

3.2 焊接工艺试验

采用上述相同的焊接工艺对X80-1管线钢进行了返修焊的焊接工艺试验 (焊接规范参数略) 。焊接完成后对焊接接头进行了各项力学性能试验和金相组织分析。拉伸试验采用矩形拉伸试样, 测的抗拉强度为750MPa;导向弯曲结果表明, 面弯、背弯均无裂纹;从冲击韧性试验结果看, 焊缝的冲击韧性平均值为220J (-10℃) , 热影响区的冲击韧性平均值为242J (-10℃) 。从各项力学性能结果看, 焊接接头均符合相关标准的要求。焊接接头各区域的金相组织如图2所示。

从图2可以看出, 熔合区的组织为粒状贝氏体, 焊缝的组织为晶内针状铁素体+粒状贝氏体+少量多边形铁素体, 细晶区组织为细小的多边形铁素体+少量的珠光体和M/A岛。均符合相关标准的要求。

4 结论

(1) 从碳当量计算结果和斜Y坡口试验结果可以看出:X80-1的焊接性最好, X80-3的焊接性次之:X80-2的焊接性较差。

(2) X 8 0-1管线钢具有良好的焊接性, 采用优化后的返修焊工艺参数进行焊接后, 可以得到性能良好的焊接接头。

摘要：本文采用斜Y坡口焊接裂纹试验对三种X80管线钢材料进行了焊接性研究, 之后采用优化的手工电弧焊焊接工艺对X80-1管线钢进行了返修焊焊接工艺试验。实验结果表明:X80-1的焊接性最好, X80-3的焊接性次之:X80-2的焊接性最差。试验用X80管线钢具有良好的焊接性, 选用的焊接工艺参数合理, 采用该工艺参数焊接, 可以得到性能良好的接头。

关键词：X80,斜Y坡口,焊接性,焊接工艺试验

参考文献

[1]高惠临.管线钢组织、性能、焊接行为[M].西安:陕西科学技术出版社.1995:163-170

[2]李亚江.焊接冶金学-材料焊接性[M].北京:机械工业出版社.2006, 11-21