【文章內(nèi)容簡介】 圖 211 焊接位置 a)對接 b)角接 焊縫在結(jié)構(gòu)上的位置不同時(shí)，對施焊的難易程度影響很大，從而也影響了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。圖 211 所示為對接與角接焊接空間位置。一般把焊縫按空間位置的不同分 為四類：平焊、立焊、橫焊和仰焊。其中平焊操作方便，勞動強(qiáng)度小，焊接液滴不會外流，飛濺較少，易于保證質(zhì)量，是最理想的操作空間位置，應(yīng)盡可能地采用。 立焊和橫焊焊接液滴有下流傾向，不易操作，而仰焊位置最差，液滴易萬滴，操作難度大，不易保證質(zhì)量。所以應(yīng)盡可能安排在平焊位置施焊。 焊接規(guī)范是指焊接過程中工藝參數(shù)值，要獲得質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭，就必須合理地選擇焊接工藝參數(shù)。工藝參數(shù)有：焊接電流；電源種類和極性；焊接速度、道數(shù)、層數(shù)；焊條直徑；焊縫的長度、寬度、厚度和弧長等。其中焊接電流是最重要的工藝參數(shù)，它直接影響焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)率，其次是焊條直徑、焊接速度和焊接層數(shù)等。 ⑴ 焊條直徑與焊接電流的選擇 手弧焊工藝參數(shù)的選擇一般是先根據(jù)工 件厚度選擇焊條直徑，然后根據(jù)焊條直徑選擇焊接電流。 焊接電流的選擇一般參考下列經(jīng)驗(yàn)公式： (30 50)Id?? 式中 Ⅰ —— 焊接電流 （ A） d —— 焊條直徑 （ mm） 按此式選擇的焊接電流只是一個(gè)大概的數(shù)值，實(shí)際工作時(shí)還要根據(jù)工件厚度、接頭型式、焊接位置、焊接種類、焊工技術(shù)等因素，通過試焊調(diào)整和確定。還可以考慮如下因素來決定電流的大?。? ① 焊件傳熱快時(shí)，使用電流要小；回路電阻高時(shí)，使用電流要大。 ② 如焊條直徑不變，厚鋼板比薄鋼板的電流要大。 ③ 立焊與仰焊的電流，要 比平焊小 15 –20%；角焊電流要比平焊電流大。 ④ 快速焊接電流要大于一般焊速電流。 在焊接過程中也可根據(jù)下列情況粗略判斷電流的大小：若電弧聲很大，弧光很強(qiáng)，焊條有較大的爆裂聲，熔化金屬飛濺多，焊條熔化很快并且過于發(fā)熱發(fā)紅、熔池過大，藥皮成塊狀脫落，焊縫下陷甚至燒穿等，都說明電流過大。 在焊接低碳鋼時(shí)，工件厚度與焊條直徑，焊條直徑與焊接電流的對應(yīng)值可參考下表。 表 23 低碳鋼焊接電流、焊條直徑的選擇 工件厚度 δ /mm 2 3 4 ～ 8 8～ 12 焊條直徑 d /mm ～ 2 ～ ～ 4 4～ 5 焊接電流 I /A 55～ 60 100～ 130 160～ 210 220～ 280 ⑵ 焊接速度的選擇 焊接速度是指單位時(shí)間里完成的焊縫長度。它對焊縫質(zhì)量影響也很大。焊接速度過 快，易產(chǎn)生焊縫的熔深淺、焊縫寬度小，甚至可能產(chǎn)生夾渣和焊不透的缺陷；焊接速度慢，焊縫熔深較深、焊縫寬度增加，特別是薄件易燒穿。手弧焊時(shí)，焊接速度由焊工憑經(jīng)驗(yàn)掌握，一般在保證焊透的情況下，應(yīng)盡可能增加焊接速度。 ⑶ 焊弧長度的選擇 焊弧長度是指焊接電弧的長度。電弧過長，燃燒不穩(wěn)定，熔深減小，空氣易侵入熔池產(chǎn)生缺陷。電弧長度超 過焊條直徑者為長弧，反之為短弧。因此，操作時(shí)盡量采用短弧才能保證焊接質(zhì)量，即弧長 L = ～ 1d（ mm）。一般多為 2～ mm。 所用焊接工藝參數(shù)是否正確，不但影響焊縫成形（圖 212），而且影響焊接質(zhì)量。 圖 212 電流、焊速、弧長對焊縫形狀的影響 a)電流、焊速合適 b)電流太小 c)電流太大 d)焊煙太慢 e)焊速太快 f)電弧太長 1弧坑 2焊波 ⑷ 焊縫層數(shù)的選擇 焊縫的層數(shù)需根據(jù)焊件的厚薄、焊 件尺寸大小以及焊縫位置來決定。從提 高生產(chǎn)率角度出 發(fā)，焊縫的層數(shù)最好少 一些。圖 213 所示為焊接工字梁時(shí)幾種 接頭型式和空間位置的實(shí)例。在進(jìn)行多 層焊時(shí)，第一層焊道所采用的焊條直徑 不宜過大，過大會造成電弧過長，且不 能焊透，因此第一層焊道應(yīng)采用直徑為 3～ 4mm 的焊條，以后各層可以根據(jù)焊 圖 213 工字梁的接頭型式和焊接位置 件厚度，選用較大直徑的焊條。 五、手弧焊的基本操作 焊接前接頭處應(yīng)除盡鐵銹、油污，以便于引弧、穩(wěn)弧和保證焊縫質(zhì)量。除銹要求不高時(shí)，可用鋼絲刷；要求高時(shí)，應(yīng)采用 砂輪打磨。 以對接和丁字形接頭的平焊從左向右進(jìn)行操作為例，圖 214 所示。 操作者應(yīng)位于焊縫前進(jìn)方向的右側(cè)；左手持面罩，右手握焊鉗；左肘放在左膝上，以控制身體上部不作向下跟進(jìn)動作；大臂必須離開肋部，不要有依托，應(yīng)伸展自由。 (a) (b) 圖 214 焊接時(shí)的操作姿勢 a)平焊 b)立焊 引弧就是使焊條與焊件之間產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧，以加熱焊條和焊件進(jìn)行 焊接。常用的引弧方法有劃擦法和敲擊法兩種。如 圖 215 所示。 焊接時(shí)將焊條端部與 焊件表面通過劃擦或輕敲后迅速將焊 條提起 2～ 4mm 距離，電弧即被引燃。 若焊條提起距離太高，則電弧立即熄 滅；若焊條與焊件接觸時(shí)間太長，就 會粘條，這時(shí)可左右擺動拉開焊條重 (a) (b) 新引??；若焊條與焊件經(jīng)接觸而未起 弧，往往是焊條端部有藥皮等妨礙了 導(dǎo)電，這時(shí)就應(yīng)將這些絕緣物清除，直到露出焊芯金屬表面。兩種引弧方法的原理是短路熱電子發(fā)射引燃。劃擦法像劃火柴那樣 使焊條摩擦焊件，不易粘條，便于掌握，但易損壞焊件表面，特別是位置狹窄或焊件表面不允許損傷時(shí)，不如敲擊法好。一般堿性焊條常用劃擦法引弧，而酸性焊條兩種引弧方法皆可。 焊接時(shí)，一般選擇焊縫前端 10～ 20mm 處作為引弧的起點(diǎn)。對焊接表面要求很光滑圖 215 引弧方法 a)敲擊法 b)劃擦法 的焊件，可以另外引用引弧板引弧。如果焊件厚薄不一致、高低不平、間隙不相等，則應(yīng)在薄件上引弧向厚件施焊，從大間隙處引弧向小間隙處施焊，由低的焊件引弧向高的焊件處施焊。 焊條的操作運(yùn)動簡稱為運(yùn)條。焊條的操作運(yùn)動實(shí)際上是一種合成運(yùn)動，即焊條同時(shí)完成的三個(gè)基本動作是：焊 條的前移運(yùn)動；焊條向熔池的送進(jìn)運(yùn)動；焊條的橫向擺動。圖 215 為運(yùn)條的基本動作。 圖 215 運(yùn)條的基本動作 圖 216 平焊的焊條角度 1向下送進(jìn) 2沿焊接方向移動 3橫向擺動 ⑴ 焊條的前移運(yùn)動 焊條前移運(yùn)動的速度稱為焊接速度。握持焊條前移時(shí)，首先應(yīng)掌握好焊條與焊件之間的角度。各種焊接接頭在空間的位置不同，其角度有所不同。平焊時(shí)，焊條應(yīng)向前傾斜 70～ 80176。(圖 216)，即焊條在縱向平面內(nèi)，與正在進(jìn)行焊接的一點(diǎn)上垂直于焊縫軸線的垂線，向 前所成的夾角。此夾角影響填充金屬的熔敷狀態(tài)、熔化的均勻性及焊縫外形、能避免咬邊與夾渣、有利于氣流把熔渣吹后覆蓋焊縫表面以及對焊件有預(yù)熱和提高焊接速度等作用。 ⑵ 焊條的送進(jìn)運(yùn)動 送進(jìn)運(yùn)動是沿焊件的軸線向 焊件方向的下移運(yùn)動。維持電弧是靠焊條均勻的送進(jìn)， 以逐漸補(bǔ)償焊條端部的熔化過渡到熔池內(nèi)。進(jìn)給運(yùn)動 應(yīng)使電弧保持適當(dāng)長度，以便穩(wěn)定燃燒。 ⑶ 焊條的擺動 是指焊條在焊縫寬度方向上的 橫向運(yùn)動，其目的是為了加寬焊縫，并使接頭達(dá)到 足夠的熔深，同時(shí)可延緩熔池金屬的冷卻結(jié)晶時(shí)間， 有利于熔渣和氣體浮出。焊縫的寬度 和深度之比稱 為 ―寬深比 ‖，窄而深的焊縫易出現(xiàn)夾渣和氣孔。手 弧焊的 ―寬深比 ‖為 2～ 3。焊條擺動幅度越大，焊縫 就越寬。焊接薄板時(shí)，不必過大擺動甚至直線運(yùn)動 圖 217 運(yùn)條方法 即可，這時(shí)的焊縫寬度為焊條直徑的 ～ 倍；焊接較厚的焊件，需擺動運(yùn)條，焊縫 寬度可達(dá)直徑的 3～ 5 倍。根據(jù)焊縫在空間的位置不同，擺動運(yùn)條方法的種類有：直線形、左右形、往復(fù)直線形、鋸齒形、月牙形、三角形、圓圈形和八字形等。 如圖 217所示。 綜上所述，當(dāng)引弧后運(yùn)條時(shí)，要掌握好焊條角度、電弧長度和焊接速度。同時(shí) 要注意：電流要合適、焊條要對正、電弧要低、焊速不要快、力求均勻。 （熄弧） 在焊接過程中，電弧的熄滅是不可避免的。滅弧不好，會形成很淺的熔池，焊縫金屬的密度和強(qiáng)度差，因此最易形成裂紋、氣孔和夾渣等缺陷。滅弧時(shí)將焊條端部逐漸往坡口斜角方向拉，同時(shí)逐漸抬高電弧，以縮小熔池，減小金屬量及熱量，使滅弧處不致產(chǎn)生裂紋氣孔等。滅弧時(shí)堆高弧坑的焊縫金屬使熔池飽滿地過渡，焊好后，銼去或鏟去多余部分。滅弧操作方法有多種，如圖 218 所示。其一是將焊條運(yùn)條至接頭的尾部，焊成稍薄的熔敷金屬，將焊條運(yùn)條方向反過來，然后將焊 條拉起來滅??；其二是將焊條握住不動一定時(shí)間，填好弧坑然后拉起來滅弧。 (a) (b) 圖 218 滅弧 a)在焊道外側(cè)滅弧 b)在焊道上滅弧 、連接和收尾 ⑴ 焊縫的起頭 焊縫的起頭是指剛開始焊接的部分。在一般情況下，因?yàn)楹讣谖春笗r(shí)溫度低，引弧后常不能迅速使溫度升高，所 以這部分熔深較淺，使焊縫強(qiáng)度減弱。為此，應(yīng) 在起弧后先將電弧稍拉長，以利于對端頭進(jìn)行必 要的預(yù)熱，然后適當(dāng)縮短弧長進(jìn)行正常焊接。 如 圖 219 所示 。 ⑵ 焊縫的連接 手弧焊時(shí)，由于受焊條長度 的限制，不可能一根焊條完成一條焊縫，因而出 圖 219 焊縫的起頭 現(xiàn)了兩段焊縫前后之間連接的問題。應(yīng)使后焊的焊縫和先焊的焊縫均勻連接，避免產(chǎn)生連接處過高、脫節(jié)和寬窄不一的缺陷。常用的連接方式有以下幾種。 ①后焊焊縫的起頭與先焊焊縫的結(jié)尾相接； ②后焊焊縫的起頭與先焊焊縫的起頭相接； ③后焊焊縫的結(jié)尾與先焊焊縫的結(jié)尾相接。如圖 220 所示。 ⑶ 焊縫的收尾 是指一條焊縫焊完 后，應(yīng)把收尾處的弧坑填滿。當(dāng)一條焊 縫結(jié)尾時(shí)，如果熄弧動作不當(dāng)，則會 形 成比母材低的弧坑，從而使焊縫強(qiáng)度降 低，并形成裂紋。堿性焊條因熄弧不當(dāng) 而引起的弧坑中常伴有氣孔出現(xiàn)，所以 不允許有弧坑出現(xiàn)。因此，必須正確掌 握焊段的收尾工作，一般收尾動作有如 下幾種。 ① 劃圈收尾法 電弧在焊段收尾 處作圓圈運(yùn)動，直到弧坑填滿再拉斷電 弧。此方法最宜用于厚板焊接中。 ② 反復(fù)填補(bǔ)法 在焊段收尾處，在較短時(shí)間內(nèi)，電弧反復(fù)熄滅和點(diǎn)燃數(shù)次，直到弧坑填滿。此方法多用于薄板和多層焊的底層焊中。 ③ 后移收尾法 電弧在焊段收尾處停住，同時(shí)改變焊條的方向 ，由位置 1 移至位置 2，待弧坑填滿后 ， 再稍稍后移至位置 3，然后慢慢拉斷電弧。如圖 221 所示。 此方法對堿性焊條較為適宜。 (a) (b) 圖 221 焊段收尾方法 a)劃圈收尾法 b)后移收尾法 六、焊接缺陷 所謂焊接缺陷，就是使焊接接頭金屬性能變壞。焊接缺陷可分為外部缺陷與內(nèi)部缺陷兩大類。外部缺陷可用肉眼或簡單測量方法就可檢查出來；內(nèi)部缺陷是用眼和外部檢查不出來的缺陷。 ⑴ 焊縫外形尺寸不符合要求 表現(xiàn)為焊縫表面高低不平，焊波粗劣；焊道寬度不均勻，焊縫時(shí) 寬時(shí)窄；焊縫的加強(qiáng)過高或過低；焊縫成形不良 等 。 圖 222 所示。 這些問題不僅使焊縫成形難看，還會影響焊縫與母材的結(jié)合，造成應(yīng)力集中或不能保證接頭圖 220 焊接接頭的幾種情況 a)后焊焊縫的起頭與先焊焊縫的結(jié)尾相接； b)后焊焊縫的起頭與先焊焊縫的起頭相接； c)后焊焊縫的結(jié)尾與先焊焊縫的結(jié)尾相接。 強(qiáng)度，影響結(jié)構(gòu)的安全使用。主要原因是：焊接坡口角度不當(dāng)或裝配間隙不均勻；焊接電流過大或過??；焊條角度不合適及運(yùn)條速度不均勻等。 圖 222 焊縫尺寸不符合要求 a)高低不平、寬窄不齊 b)單邊 c)余高過高 d)余高過低 ⑵ 焊瘤 在焊接過程中，熔化金屬流敷在未熔化的母材上，或凝固在焊縫上所形成的金屬瘤稱為焊瘤，也稱滿溢。焊瘤下面常有未焊透缺陷， 易造成應(yīng)力集中，又影響焊縫外觀。管道內(nèi)的焊瘤還會減小有效截面，甚至造成堵塞。主要原因是焊接電源波動太大，電弧過長，焊速太慢，焊件裝配間隙太大，運(yùn)條不當(dāng)，操作不熟練等。 (a) (b) (c) (d) 圖 223 焊瘤 a)橫焊時(shí) b)搭接角焊時(shí) c)T 接角焊時(shí) d)堆焊時(shí) ⑶ 咬邊 焊縫的邊緣被電弧而造成的溝槽或凹陷稱為咬邊，也稱咬肉。 如圖 224所示。 這使母材有效截面減少，因此不僅減弱了焊接接頭強(qiáng)度，而且容易造成應(yīng)力集 中，承載后可能在此處產(chǎn)生裂紋。特別重要的焊件不允許存在咬邊。承受動載荷的焊件，母材的咬邊深度不得大于 。承受靜載荷的焊件也不得大于 1mm。主要原因是：平焊時(shí)，焊接電流過大，電弧過長或運(yùn)條速度不合適；角焊時(shí)，焊條角度或電弧長度不當(dāng)。 圖 2