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埋弧焊也是利用電弧作為熱源的焊接方法。埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒,電弧不外露,埋弧焊由此得名。所用的金屬電極是不間斷送…
第一節(jié) 埋弧焊的工作原理及特點
埋弧焊也是利用電弧作為熱源的焊接方法。埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒,電弧不外露,埋弧焊由此得名。所用的金屬電極是不間斷送進的光焊絲。
一、工作原理
焊接電弧在焊絲與工件之間燃燒,電弧熱將焊絲端部及電弧附近的母材和焊劑熔化。熔化的金屬形成熔池,熔融的焊劑成為溶渣。熔池受熔渣和焊劑蒸汽的保護,不與空氣接觸。電弧向前移動時,電弧力將熔池中的液體金屬推向熔池后方。在隨后的冷卻過程中,這部分液體金屬凝固成焊縫。熔渣則凝固成渣殼,覆蓋于焊縫表面。熔渣除了對熔池和焊縫金屬起機械保護作用外,焊接過程中還與熔化金屬發(fā)生冶金反應,從而影響焊縫金屬的化學成分。埋弧焊時,被焊工件與焊絲分別接在焊接電源的兩極。焊絲通過與導電嘴的滑動接觸與電源聯(lián)接。焊接回路包括焊接電源、聯(lián)接電纜、導電嘴、焊絲、電弧、熔池、工件等環(huán)節(jié),焊絲端部在電弧熱作用下不斷熔化,因而焊絲應連續(xù)不斷地送進,以保持焊接過程的穩(wěn)定進行。焊絲的送進速度應與焊絲的熔化速度相平衡。焊絲一般由電動機驅動的送絲滾輪送進。隨應用的不同,焊絲數(shù)目可以有單絲、雙絲或多絲。有的應用中采用藥芯焊絲代替實心焊絲,或是用鋼帶代替焊絲。
埋弧焊有自動埋弧焊和半自動埋弧焊兩種方式。前者的焊絲送進和電弧移動都由專門的機頭自動完成,后者的焊絲送進由機械完成,電弧移動則由人工進行。焊接時,焊劑由漏斗鋪撒在電弧的前方。焊接后,未被熔化的焊劑可用焊劑回收裝置自動回收,或由人工清理回收。
二、埋弧焊的優(yōu)點和缺點
1.埋弧焊的優(yōu)點
(1)所用的焊接電流大,相應輸入功率較大。加上焊劑和熔渣的隔熱作用,熱效率較高,熔深大。工件的坡口可較小,減少了填充金屬量。單絲埋弧焊在工件不開坡口的情況下,一次可熔透20mm。
(2)焊接速度高,以厚度8~10mm的鋼板對接焊為例,單絲埋弧焊速度可達50~80cm/min,手工電弧焊則不超過10~13cm/min。
(3)焊劑的存在不僅能隔開熔化金屬與空氣的接觸,而且使熔池金屬較慢凝固。液體金屬與熔化的焊劑間有較多時間進行冶金反應,減少了焊縫中產生氣孔、裂紋等缺陷的可能性。焊劑還可以向焊縫金屬補充一些合金元素,提高焊縫金屬的力學性能。
(4)在有風的環(huán)境中焊接時,埋弧焊的保護效果比其他電弧焊方法好。
(5)自動焊接時,焊接參數(shù)可通過自動調節(jié)保持穩(wěn)定。與手工電弧焊相比,焊接質量對焊工技藝水平的依賴程度可大大降低。
(6)沒有電弧光輻射,勞動條件較好。
2.埋弧焊的主要缺點
(1)由于采用顆粒狀焊劑,這種焊接方法一般只適用于平焊位置。其他位置焊接需采用特殊措施以保證焊劑能覆蓋焊接區(qū)。
(2)不能直接觀察電弧與坡口的相對位置,如果沒有采用焊縫自動跟蹤裝置,則容易焊偏。
(3)埋弧焊電弧的電場強度較大,電流小于100A時電弧不穩(wěn),因而不適于焊接厚度小于1mm的薄板。
第二節(jié) 埋弧焊的焊接材料
埋弧焊時焊絲與焊劑直接參與焊接過程中的冶金反應,因而它們的化學成分和物理特性都會影響焊接的工藝過程,并通過焊接過程對焊縫金屬的化學成分、組織和性能發(fā)生影響。正確地選擇焊絲并與焊劑配合使用是埋弧焊技術的一項重要內容。
一、焊絲
埋弧焊所用焊絲有實芯焊絲和藥芯焊絲兩類。目前在生產中普遍使用的是實芯焊絲。焊絲的品種隨所焊金屬種類的增加而增加。目前已有碳素結構鋼、合金結構鋼、高合金鋼和各種有色金屬焊絲以及堆焊用的特殊合金焊絲。焊絲直徑的選擇依用途而定。半自動埋弧焊用的焊絲較細,一般直徑為1.6、2、2.4mm,以便能順利地通過軟管,并且使焊工在操作中不會因焊絲的剛度而感到困難。自動埋弧焊一般使用直徑3~6mm的焊絲,以充分發(fā)揮埋弧焊的大電流和高熔敷率的優(yōu)點。對于一定的電流值可能使用不同直徑的焊絲。同一電流使用較小直徑的焊絲時,可獲得加大焊縫熔深、減小熔寬的效果。當工件裝配不良時,宜選用較粗的焊絲。
焊絲表面應當干凈光滑,焊接時能順利地送進,以免給焊接過程帶來干擾。除不銹鋼焊絲和有色金屬焊絲外,各種低碳鋼和低合金鋼焊絲的表面最好鍍銅。鍍銅層既可起防銹作用,也可改善焊絲與導電嘴的電接觸狀況。為了使焊接過程能穩(wěn)定地進行并減少焊接輔助時間,焊絲應當用盤絲機整齊地盤繞在焊絲盤上。每盤鋼焊絲應由一根焊絲繞成。
二、焊劑
埋弧焊使用的焊劑是顆粒狀可熔化的物質,其作用相當于焊條的涂料。
1.對焊劑的基本要求
(1)具有良好的冶金性能。與選用的焊絲相配合,通過適當?shù)暮附庸に噥肀WC焊縫金屬獲得所需的化學成分和力學性能以及抗熱裂和冷裂的能力。
(2)具有良好的工藝性能。即要求有良好的穩(wěn)弧、焊縫成形、脫渣等性能,并且在焊接過程中生成的有毒氣體少。
2.焊劑的分類
埋弧焊焊劑除按其用途分為鋼用焊劑和有色金屬用焊劑外,通常按制造方法、化學成分、化學性質、顆粒結構等分類。
(1)按制造方法可分為三大類
1)熔煉焊劑。按配方比例稱出所需原料,經干混均勻后進行熔化,隨后注入冷水中或激冷板上使之?;?,再經干燥、搗碎、過篩等工序而成。熔煉焊劑按其顆粒結構又可分為玻璃狀焊劑(呈透明狀顆粒)、結晶狀焊劑(顆粒具有結晶體特點)和浮石狀焊劑(顆粒呈泡沫狀)。
2)燒結焊劑。將各種粉料組分按配方比例混拌均勻,加水玻璃調成濕料,在750~1000℃溫度下燒結,再經破碎,過篩而成。
3)陶質焊劑。將各種粉料組分按配方比例混拌均勻,加水玻璃調成濕料,將濕料制成一定尺寸的顆粒,經350~500℃溫度烘干即可使用。
(2)按化學成分分類
1)按堿度分為堿性焊劑、酸性焊劑和中性焊劑。
(3)按焊劑化學性質分類,
1)氧化性焊劑 含大量SiO2、MnO或FeO的焊劑。
2)弱氧化性焊劑 含SiO2、MnO、FeO等氧化物較少。
3)惰性焊劑 含Al2O3、CaO、MgO、CaF2等,基本上不含SiO2、MnO、FeO等。
第三節(jié) 埋弧焊的安全操作技術
(1)埋弧自動焊機的小車輪子要有良好絕緣,導線應絕緣良好,工作過程中應理順導線,防止扭轉及被熔渣燒壞。
(2)控制箱和焊機外殼應可靠的接地(零)和防止漏電。接線板罩殼必須蓋好。
(3)焊接過程中應注意防止焊劑突然停止供給而發(fā)生強烈弧光裸露灼傷眼睛。所以,焊工作業(yè)時應戴普通防護眼鏡。
(4)半自動埋弧焊的焊把應有固定放置處,以防短路。
(5)埋弧自動焊熔劑的成分里含有氧化錳等對人體有害的物質。焊接時雖不像手弧焊那樣產生可見煙霧,但將產生一定量的有害氣體和蒸氣。所以,在工作地點最好有局部的抽氣通風設備。
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