随着生产的发展,焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门,在我国的经济发展中,焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后,焊接是制造业中的一个重要组成部分,并且发展迅速,因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇。所以在未来,我国需要的人才将从简单的生产线工人向具有一定专业技能的制造业人才发展,而在任何一个重工业制造业中,电焊工都将是里面极其需要的人才。
一、氢的危害 1、 来源 氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物、焊件和焊丝表面上的污物(铁锈、油 污)、空气中的水分等。 2、 影响 氢是焊缝中十分有害的元素,它的主要危害有:○ 1氢脆性:引起钢的塑性严重下降。○2产生气孔和冷裂纹。○3白点:碳钢和低合金钢焊缝如含氢量较多,常常会在焊缝金属的拉断面上出现如鱼目状的一种白色圆形斑点,称为白点。直径一般为0.5mm~3mm。白点的出现使焊缝金属的塑性大大下降。
二、氧的危害 1、来源 焊接时,氧主要来自电弧中的氧化性气体(O2、CO2、H2O等),药皮中的氧化物以及焊接材料表面的氧化物。通常氧是以原子氧和氧化亚铁(FeO)两种形式溶解在液态铁中。
焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响 焊接时,为保证焊接质量而选定的各项参数的总称叫焊接工艺参数。 (一)焊接电流 当其它条件不变时,增加焊接电流,则焊缝厚度和余高都增加,而焊缝宽度则几乎保持不变(或略有增加),见图1—22,这是埋弧自动焊时的实验结果。分析这些现象的原因是: (1)焊接电流增加时,电弧的热量增加,因此熔池体积和弧坑深度都随电流而增加,所以冷却下来后,焊缝厚度就增加。 (2)焊接电流增加时,焊丝的熔化量也增加,因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊,则余高就不会增加。 (3)焊接电流增加时,一方面是电弧截面略有增加,导致熔宽增加;另一方面是电流增加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变,所以弧长也不变,导致电弧潜入熔池,使电弧摆动范围缩小,则就促使熔宽减少。由于两者共同的作用,所以实际上熔宽几乎保持不变。
目前焊割作业时,氧气由下述方法获取: (1) 管道输送(外漆蓝色)其压力为0.5Mpa~1.5Mpa.安全装置齐全,压力稳定,较为经济。 (2) 氧气瓶 满瓶压力为15Mpa,它较灵活方便,不受输送管道限制,但贮运中易发生事故。 2、 乙炔 又称电石气,它是一种无色的碳氢化合物,其分子式为C2H,在压力为0.1 Mpa,温度为0℃时, 1M3乙炔质量为1.17Kg,比氧气轻。 乙炔是易燃气体,其自燃点为480,在空气中着火温度为428℃,乙炔又是易爆气体,在空气中的爆炸极限为2.2%~81%,在氧气中为2.8%~93%,所以一旦发生泄漏,极易造成严重的爆炸事故。 3、 气焊丝 (1) 气焊丝的分类及用途 常用的气焊丝种类有:1)碳素结构钢用焊丝;2)合金结构钢用焊丝;3) 不锈钢用焊丝;4)铸铁用焊丝;5)铜及其合金用焊丝;6)铝及其合金用焊丝;7)镁合金用焊丝。 (2) 气焊丝的选用原则必须考虑下述三个方面: 1) 母材的力学性能 使之符合性能的要求。 2) 焊接性 还要考虑焊缝金属和母材的熔合及其组织的均匀性,不易产生各种焊接缺陷。 3) 焊件的特殊要求 如对介质和温度、导电性等特殊要求。 4.气焊熔剂 为了防止金属的氧化及消除已经形成的氧化物,改善润湿性,在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时,通常必须采用气焊熔剂。
气焊设备的型号、规格和构造 (1) 乙炔发生器 是利用电石和水的相互作用,来制取乙炔的设备。 按制取的压力不同,可分为:低压式(以下)和中压式(0.045Mpa~ 0.15Mpa)两种。 (2) 氧气瓶 它是一种储存和运输氧气的高压容器。由瓶体、瓶箍、瓶阀、防震圈、瓶帽及底座等构成。 气瓶规格是:瓶体外径为¢219,瓶体高度为137020mm、容积为40L、工作压力为15Mpa。能贮存常压下6M3 氧气。氧气瓶应直立应用,若卧放时应使减压器处于*高位置。 (3) 乙炔瓶(又称溶解乙炔瓶) 常用溶解乙炔瓶规格为:瓶体外径为¢250,容积为40L,充满后为13.2Kg~14.3Kg,充装量为6.2Kg~7.4Kg,工作压力为15Mpa。乙炔瓶的安全是由设于瓶肩上的易熔塞来实现的,瓶体温度达100℃±5℃时,易熔塞中易熔合金熔化而泄压,确保瓶体安全。乙炔瓶应直立使用,不得卧放,且卧放的乙炔瓶直立使用时,必须静置20Min方能使用。
气焊工具的型号、规格和构造 (1) 减压阀 按用途分有集中和岗位式;按构造分有单级式和双级式;按作用原理分有正作用式和反作用式;按使用介质分有氧气表、乙炔表、丙烷表。 (2) 焊炬 又称焊枪,主要用来控制气体混合比例、流量以及火焰结构,是焊接的主要工具。按可燃气体和氧气混合的方式不同分为:等压式与射吸式两种。 (3) 橡皮管及辅助工具 1) 氧气胶管 现用氧气胶管为红色,由内外胶层和中间纤维层组成,其外径为18mm,内径为8mm,工作 压力为1.5Mpa. 2) 乙炔胶管 其结构与氧气胶管相同,但其管壁较薄,外径为16mm,内径为10mm,工作压力为0.3Mpa。 注:现有的标志为:氧气红色,乙炔黑色,但根据GB9448-88o焊接与切割安全规定,氧气应为黑色,乙炔为红色。 3) 橡皮管接头 它用于氧气和乙炔胶管的连接,由螺纹接头、螺段及软管接头三部分组成。 4) 其它辅助工具 点火枪、护目镜、钢丝刷、凿子、锉刀等,以及清理割咀用的通针等。 三、焊接火焰和气焊工艺 1、气焊火焰的组成 气焊火焰是由氧和乙炔混合燃烧所形成的火焰,温度较高(约3200℃)根据在焊炬混合室中混合比β的不同燃烧后的火焰可分为三种。 1) 中性焰 当氧气和乙炔混合比β=1.1~1.2时,乙炔可充分燃烧,无过剩氧和乙炔,称为乙炔。中性焰 *高温度位于焰心尖端2mm~4mm处,可达3100~3150℃. 2) 碳化焰 当氧气和乙炔混合比β<1.1~1.2时燃烧所形成的火焰。火焰比中性焰长而柔软,挺直度差。 *高温度为2700℃~3000℃。 3) 氧化焰 氧与乙炔的混合比β>1.2时,燃烧所形成的火焰。整体火火焰长度较短,供氧的比例越大, 则火焰越短,且外焰和内焰极为不清,火焰挺直,燃烧时发出急剧的“嘶嘶”噪声。*高温度为3100℃~3300℃。
焊接工艺参数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。