焊縫形式及形狀尺寸 (一)焊縫形式焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式: 1)對接縫:在焊件的坡口面間或一零件的坡口面與另一零件表面間焊接的焊縫。2)角焊縫:沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫。 3)端接焊縫:構(gòu)成端接接頭所形成的焊縫。4)塞焊縫:兩零件相疊,其中一塊開圓孔,在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫,只在孔內(nèi)焊角焊縫者不稱塞焊。
熔化極氣體保護(hù)焊選用電源時須考慮配合的送絲系統(tǒng)。這一點(diǎn)在后面談到其焊接時要詳細(xì)說明。當(dāng)焊絲直徑較細(xì)時(φ≤1.6mm),可用等速送絲系統(tǒng)配合平特性弧焊電源。當(dāng)焊絲直徑較粗時(φ>1.6mm),宜用變速送絲系統(tǒng)配合緩降特性弧焊電源,通??刹捎没『刚髌?。而鋁及其合金的焊接,則可用矩形波交流弧焊電源。
相背接頭:兩焊縫的起頭相接,要求先焊縫的起頭略低些,后焊的焊縫必須在前條焊縫始端稍前處起弧,然后稍拉長電弧將電弧逐漸引向前條焊縫的始端,并覆蓋前焊縫的端頭,待焊平后,再向焊接方向移動。
夾渣是指焊后溶渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。(1)夾渣的分類 a.金屬夾渣:指鎢、銅等金屬顆粒殘留在焊縫之中,習(xí)慣上稱為夾鎢、夾銅。 b.非金屬夾渣:指未熔的焊條藥皮或焊劑、硫化物、氧化物、氮化物殘留于焊縫之中。冶金反應(yīng)不完全,脫渣性不好。
鋼鐵材料的焊接歷史也非常久遠(yuǎn),從公元前10世紀(jì)左右開始,隨著冶鐵技術(shù)的傳播,用來焊接鐵器的鍛焊技術(shù)也流傳開來。鐵匠們將需要焊接的鐵制工件分別加熱到赤紅狀態(tài),然后對接鍛打,促使來自不同工件的物質(zhì)相互擴(kuò)散,較后完成連接。不過,直到大約19世紀(jì)末,人類所掌握的鋼鐵焊接工藝幾乎只有鍛焊和焊補(bǔ)兩種。
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塌陷單面焊時由于輸入熱量過大,熔化金屬過多而使液態(tài)金屬向焊縫背面塌落,成形后焊縫背面突起,正面下塌。4)表面氣孔及弧坑縮孔。(5)各種焊接變形如角變形、扭曲、波浪變形等都屬于焊接缺陷O角變形也屬于裝配成形缺陷。
焊條電弧焊時,由于受到焊條長度的限制或操作姿勢的變化,不可能一根焊條完成一條焊縫,因而出現(xiàn)了焊道前后兩段的連接。焊道連接一般有以下幾種方式。1.焊焊縫的起頭與先焊焊縫結(jié)尾相接。2.后焊焊縫的起頭與先焊焊縫起頭相接,。3.焊焊縫的結(jié)尾與先焊焊縫結(jié)尾相接。
同時,由于直流鎢極氬弧焊的穩(wěn)定焊接電流可調(diào)節(jié)的極為微小,3-5A即可穩(wěn)定焊接,所以能焊接其他常見焊接方式無法焊接的極薄板材,包括普通金屬及其合金。
壓焊:是在加壓條件下,使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合,又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當(dāng)電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時,在軸向壓力作用下連接成為一體。
絲極電渣焊是較常用的電渣焊方法,它采用焊絲作電極,根據(jù)焊件厚度的不同,可采用一根或多根焊絲,單絲焊能夠焊接的焊件厚度為40~60mm,當(dāng)焊件厚度大于60mm時,焊絲要作橫向擺動;三絲擺動可以焊接450mm厚的焊件。絲極電渣焊主要用于焊接厚度為40~450mm的焊件及較長焊縫的焊件,也可用于大型焊件的環(huán)焊縫。
半自動焊常出現(xiàn)的焊接缺陷,管道環(huán)焊縫平焊、仰焊兩處位置經(jīng)常是在進(jìn)行熱焊時由于熔池溫度過高,焊道熔深增大,且因受重力作用,鐵水下滴,造成焊道燒穿或在仰焊位置形成根焊內(nèi)凹。
這種小反復(fù)斷弧法一般用于酸性焊條的焊縫收尾,回焊收尾法則多用于堿性焊條的焊縫收尾,如果將電弧突然熄滅,則焊縫表面留有凹陷的弧坑,降低焊縫收尾處的強(qiáng)度,并容易引起弧坑裂紋。若收尾時快拉斷電弧,則液體金屬中的氣體來不及逸出,還容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。
熔滴過渡:(1)、短路過渡(短弧、細(xì)絲、小電流)適用于薄板全位置焊接;(2)、細(xì)顆粒過渡,粗絲、長弧、大電流焊接;(3)、潛弧射滴過渡(很少用)。
臭氧和氮氧化物氬弧焊時,弧柱溫度高。紫外線輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于一般電弧焊,因此在焊接過程中會產(chǎn)生大量的臭氧和氧氮化物;尤其臭氧其濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出參考衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。如不采取有效通風(fēng)措施,這些氣體對人體健康影響很大,是氬弧焊較主要的有害因素。
當(dāng)然,有把握的話也可以采用藥芯焊絲進(jìn)行免充氬保護(hù)的焊接。由于仰焊位質(zhì)采用內(nèi)添絲法焊接,定位焊的位置在3點(diǎn)或9點(diǎn),這樣在氬弧焊打底的過程中,能夠方便地通過平焊位置的坡口間隙觀測仰焊部位焊縫根部的熔池,這與常規(guī)焊接有點(diǎn)不同。
運(yùn)條的方法很多,選用時應(yīng)根據(jù)焊縫接頭的形式、裝配間隙、焊縫的空間位置、焊條直徑與性能、焊接電流及焊工技術(shù)水平等方面因素而定。焊條在運(yùn)行時應(yīng)該稍作橫向擺動,其目的是能獲得均勻一致的焊縫成形,同時也是為了控制熔池溫度,防止由于熔池溫度過高而產(chǎn)生焊縫的燒穿現(xiàn)象。
電極工作面尺寸其工作面尺寸參見下表。目前點(diǎn)焊時主要采用錐臺形和球面形兩種電極。錐臺形的端面直徑d或球面形的端部圓弧半徑R的大小,決定了電極與焊件接觸面積的多少,在同等電流時,它決定了電流密度大小和電極壓強(qiáng)分布范圍。一般應(yīng)選用比期望獲得熔核直徑大20%左右的工作面直徑所需的端部尺寸。
常用直流焊機(jī)以弧焊整流器為主。在直流電焊機(jī)的發(fā)展過程中,經(jīng)歷了從弧焊發(fā)電機(jī)(AX系列)到弧焊整流器(ZX系列)再到逆變式弧焊整流器共五代的發(fā)展。其中弧焊整流器包括ZX1/ZX3系列動鐵心/動圈式硅整流器、ZXG或ZX系列磁放大器式硅整流器、晶閘管式硅整流器三代發(fā)展?;『赴l(fā)電機(jī)(AX系列)由于能耗高、噪聲大、成本高,所以國家已明確宣布淘汰。
斷弧焊法即在焊接過程中通過電弧有節(jié)奏地起弧、熄弧,從而控制熔池溫度,獲得良好的焊縫成形及內(nèi)部質(zhì)量的焊接方法,其優(yōu)點(diǎn)是可以采用較大的坡口間隙,使用較大的焊接電流,對于較薄焊件的單面焊雙面成形,使用的焊接電流不受大大制約,斷弧焊法主要用于酸性焊條的平焊、橫焊以及管板等薄壁焊件的單面焊雙面成形打底焊中,這種焊法在生產(chǎn)和維修中較為實(shí)用,但是,與連弧焊法相比,斷弧焊法較難掌握,對焊工基本功的要求也較高。