發(fā)布時(shí)間:2019年08月05日
埋弧焊渣焊接工藝
一、埋弧焊的應(yīng)用及設(shè)備
1.自動(dòng)埋弧焊的工作原理
電弧在焊劑下層進(jìn)行燃燒并焊接的過(guò)程稱為埋弧焊,又稱為焊劑層下電弧焊,埋弧焊可分為自動(dòng)埋弧焊和半自動(dòng)埋焊兩種,自動(dòng)埋弧焊機(jī)的焊接工作是送絲系統(tǒng)和行走小車等的機(jī)械裝置自動(dòng)完成,它是一種機(jī)械化較高得焊接方法,生產(chǎn)效率高,應(yīng)用較為普遍;半自動(dòng)埋弧焊的送絲和焊劑是自動(dòng)的但焊接的方向由人工操作來(lái)完成。
自動(dòng)埋弧焊工作原理如圖10-1所示,在焊接時(shí),焊接部位覆蓋著一層顆粒狀的焊劑,焊劑在常溫下不導(dǎo)電,引弧是通過(guò)焊絲與焊件短路而形成的,在焊接時(shí)焊絲是由送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)的,引弧后電弧的熱量會(huì)把周圍的焊劑熔化,并且蒸發(fā),在電弧的周圍形成一個(gè)熔腔,使電弧與周圍的空氣隔絕開(kāi)來(lái),保證了焊接質(zhì)量。
2.埋弧焊的特點(diǎn)及適用范圍
1)特點(diǎn)
埋弧焊時(shí)焊絲從導(dǎo)電嘴中伸出的長(zhǎng)度比較短,可以使用大電流進(jìn)行焊接,相應(yīng)的電流密度也隨之增加,所以焊接速度很快,生產(chǎn)率效也較高,由于焊劑經(jīng)電弧的熱量變成了液態(tài),對(duì)熔池和焊縫進(jìn)行保護(hù),焊縫質(zhì)量好。焊劑采用覆蓋式、飛濺小(甚至沒(méi)有),由于埋弧焊采自動(dòng)式,所以焊工勞動(dòng)強(qiáng)度減小。
缺點(diǎn)有埋弧焊的焊劑采用的是覆蓋式,所以對(duì)焊接過(guò)程不易觀察,也不利于及時(shí)調(diào)整,并對(duì)焊件的裝配要求較高,埋弧焊的機(jī)動(dòng)性差,設(shè)備復(fù)雜不適用短焊,主要適用于平焊焊接位,而焊接電流不能小于100A,小于100A時(shí)電弧穩(wěn)定性差,不適用于焊接板厚小于1mm的工件,而焊劑多次重復(fù)使用可能導(dǎo)致焊接缺陷。
2)適用范圍
主要適用于焊接各種鋼板結(jié)構(gòu)件,廣泛應(yīng)用于船舶、鍋爐等制造業(yè),還可以進(jìn)行堆焊,各種合金類的金屬,如鎳合金、紫銅合金等。
3.埋孤焊焊機(jī)及應(yīng)用
1)埋弧焊焊機(jī)的操作
埋弧自動(dòng)焊機(jī)的設(shè)備如圖10-2(a)所示,主要由焊接電源和焊接小車構(gòu)成,焊接小車的結(jié)構(gòu)如圖10-2(b)所示,一般操作方法分為焊前準(zhǔn)備、焊接和停止3個(gè)方面,其具體步驟為:
(1)焊前準(zhǔn)備:把自動(dòng)焊車停放在焊件的工作位置上,并將準(zhǔn)備好的焊絲和經(jīng)干燥處理好的焊劑分別裝進(jìn)焊絲盤和焊劑漏斗內(nèi);閉合電源的閘門開(kāi)關(guān)和控制系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān);按焊絲向下按鈕,使焊絲對(duì)準(zhǔn)焊縫,并與焊件接觸,但不應(yīng)太緊,將開(kāi)關(guān)的指針轉(zhuǎn)到焊接位置上,并依照焊接方向,將自動(dòng)焊車的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)指針指向左或右的位置;按預(yù)先選擇的焊接規(guī)范調(diào)整好工藝參數(shù);將自動(dòng)焊車離合器手柄向上扳,使主動(dòng)輪與自動(dòng)焊車減速器連接;開(kāi)啟焊劑漏斗閘門,使焊焊劑堆敷在預(yù)焊位置。
(2)焊接:按下啟動(dòng)按鈕,焊絲提起,隨即產(chǎn)生電弧,然后焊絲不斷送進(jìn),同時(shí)自動(dòng)焊車開(kāi)始行走。在焊接過(guò)程中,操作人員要留心觀察焊車行走情況,并注意焊劑斗內(nèi)焊劑的數(shù)量,隨時(shí)注意添加,以防影響正常的埋弧焊接。
(3)停止:首先關(guān)閉焊劑斗閘門。在按停止按鈕時(shí),應(yīng)分兩步進(jìn)行,先按下一半并不要松手,使焊絲停止送進(jìn)。在這個(gè)過(guò)程中,電弧逐漸拉長(zhǎng),弧坑慢慢被填滿,待電弧熄滅后,再繼續(xù)將按鈕按到底,切斷電源,使焊機(jī)停止工作。最后扳下自動(dòng)焊車手柄,推到其他位置,同時(shí)回收未熔化的焊劑,供下次使用,清除焊渣,檢查焊縫質(zhì)量。
2)埋弧自動(dòng)焊機(jī)的日常維護(hù)
(1)焊接電源、控制箱、焊機(jī)的接地線要可靠。要注意感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)與箭頭所示方向一致。若用直流焊接電源時(shí)、要注意電表和電極的極性不要接反。
(2)焊機(jī)必須根據(jù)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝,外接電源電壓應(yīng)與設(shè)備要求電壓一致,外部電氣線路的安裝要符合規(guī)定。
(3)外接電纜要有足夠的容量(—般為5A/mm2-8A/mm2計(jì)算)和良好的絕緣。連接部分的螺母要擰緊,帶電部件的絕緣情況要經(jīng)常檢查,避免造成短路或觸電亊故。
(4)線路接好后,先檢查接線是否完全正確,再通電檢査各部分運(yùn)轉(zhuǎn)、動(dòng)作是否正常,以免造成設(shè)備事故甚至影響人身安全。
(5)定期檢查控制線路中的電器元件,如接觸器或中間繼電器的觸點(diǎn)是否有麻點(diǎn)或熔化等,發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即清理或更換。
(6)定期檢查送絲滾輪的磨損情況,發(fā)現(xiàn)有明顯磨損時(shí)應(yīng)予以更換。
(7)定期檢査、更換送絲機(jī)構(gòu)及自動(dòng)焊車減速箱內(nèi)的潤(rùn)滑油。
(8)經(jīng)常檢查焊嘴與焊絲的接觸情況,若接觸不良必須更換,以免導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定。
(9)為保證燥機(jī)在使用中所有部件動(dòng)作靈活,要隨時(shí)保持焊機(jī)清潔,特別是機(jī)頭部分的清潔。避免焊劑、渣殼的碎末阻塞活動(dòng)部件,以免影響正常運(yùn)行和增加機(jī)件磨損量,從而縮短使用壽命。
二、自動(dòng)埋弧焊的焊接工藝
1.自動(dòng)埋弧焊的工藝參數(shù)
(1)焊接電流的增大,會(huì)使焊絲加速的熔化,同時(shí)電弧電壓增加使電弧的吹力隨之增大,使焊件的熔深加大,焊接電流過(guò)大時(shí)會(huì)造通彭成不良,甚至使焊件燒穿等;焊接電流過(guò)小,會(huì)造成電弧不穩(wěn),熔深減小和為焊透等現(xiàn)象。焊接電流與電壓關(guān)系如表10-1所列。
(2)電弧電壓與電弧成正比,當(dāng)外加電壓增高時(shí),使弧長(zhǎng)增加,熔寬增加,同時(shí)焊縫的余高和熔深會(huì)減,使焊縫度得比較平坦,電弧電壓增大后,焊劑熔化量增多,若使焊接電流增加而不增加電弧電壓則會(huì)出現(xiàn)焊瘤,主要是熔寬太窄造成的,所以焊接電流的增大會(huì)引起電弧電壓的增大。
(3)焊絲的直徑焊縫的熔深主要由焊絲的直徑而定,細(xì)焊絲在使用時(shí)電流的密度大,電弧的吹力也大,熔深大易于引弧,而粗焊絲采用的焊接電流越大生產(chǎn)效率也就越高,所以焊絲的直徑要根據(jù)焊件的厚度和所需要使用的焊接電流來(lái)選擇(表10-2)。
(4)焊絲的伸出長(zhǎng)度:由導(dǎo)電嘴下端到焊件表面的距離為焊絲的沿伸度,伸出長(zhǎng)度的大小由導(dǎo)電嘴的高度而定,同時(shí)也決定了焊劑層的厚度,碳鋼焊絲的伸出長(zhǎng)度值如表10-3所列。
(5)焊接速度對(duì)焊縫的熔寬和熔深有明顯的影響,焊接速度增加時(shí),焊縫的熔深和熔寬會(huì)下降是由焊接速度的增加在焊縫中單位時(shí)間所輸入的熱量的減少而造成,而且還可以造成未焊透、咬邊、焊縫不平整等缺陷,而當(dāng)焊接速度減慢時(shí),熔池的體積增大,減少了以上缺陷,但焊接速度過(guò)低時(shí)會(huì)出現(xiàn)焊瘤等缺陷。
(6)電源的種類及極性采用含氟的焊劑進(jìn)行焊接時(shí),采用直流反接形成的熔深大、熔寬小的焊縫,電流正接的焊縫形成扁平、熔深小的輝縫,電源的種類及極性配用焊絲如表10-4所列。
(7)焊劑顆度和堆高度焊劑顆粒增加,熔寬增加,焊縫寬度減小,但焊劑的顆粒度過(guò)大時(shí),不利于對(duì)熔池的保護(hù),容易產(chǎn)生氣孔等現(xiàn)象,而焊劑顆粒度的減小會(huì)造成電弧的活動(dòng)量的降低,從而獲得熔深大或較小的焊縫寬度,焊劑的堆積高度稱為堆高,堆高的高度通常為2.5mm~3.5mm范圍內(nèi)。
(8)焊絲與焊件的傾角主要分為焊絲的前傾和后傾,焊絲的前傾電弧時(shí)熔化金屬無(wú)控制能力,而電弧的前傾對(duì)焊件有預(yù)熱作用,可使焊接速度加快,但熔池寬大、熔深小、焊縫平滑和不易咬邊等特點(diǎn),焊絲后傾時(shí)一般不采用(圖10-3),埋弧焊時(shí)盡可能的采用平焊法,無(wú)論是上坡或下坡焊件與水平面的傾角都不得大于8°。
2.自動(dòng)埋弧焊的焊接技術(shù)
1)對(duì)接接頭的雙面焊焊接
對(duì)接焊縫是應(yīng)用最廣泛的一種焊縫,如平板對(duì)接、縱縫和環(huán)縫等。
(1)在焊劑墊上留間隙開(kāi)I形坡口的雙面焊焊劑墊板,如圖10-4所示。焊劑墊的作用是防止焊件燒穿和熔池流失,在裝配焊件時(shí)預(yù)留一定的間隙來(lái)增加焊接時(shí)的熔深,焊接的熔深應(yīng)保證在焊件厚度的1/2或2/3之間,焊件翻轉(zhuǎn)后,可以不墊加焊劑墊并直接懸空進(jìn)行焊接。
(2)采用臨時(shí)工藝墊板焊接時(shí),接頭處應(yīng)留有一定寬度的間隙,以保證焊劑能進(jìn)入并填滿背面,用墊板封死。臨時(shí)墊板的厚度應(yīng)3mm-4mm的薄鋼帶,也可以采用石棉繩或石棉板(圖10-5),焊接完正面后去掉背面的臨時(shí)墊板或間隙中的焊劑焊渣或石棉繩等,然后在進(jìn)行背面的焊接。
2)中厚度板坡口的焊接
對(duì)于厚度太大的工件采用多層焊,焊接時(shí)先焊第1面,第1面焊完后,翻轉(zhuǎn)焊件清根,焊接第2面,焊劑墊壓力對(duì)焊縫成型的影響如圖10-6所示。
3)角焊焊縫
主要用焊接T形接頭和搭接接頭,通常都采用船形焊或平角焊等。
(1)船形焊由于熔池為水平位置,能保證焊縫的質(zhì)量,易得到凹形焊縫,但焊件根部的間隙不能超過(guò)1.5mm,否則熔池的金屬會(huì)流失,則需要對(duì)焊件的裝配有嚴(yán)格的要求,如用焊條電弧焊封底或石棉繩墊焊劑墊等防止金屬的流失。
(2)斜角焊的角焊位置進(jìn)行斜焊接形式如圖10-8所示。
4)多絲焊
多絲焊是一種高效率的焊接工藝,是指焊接時(shí)采用兩根或兩根以上的焊絲同時(shí)進(jìn)行焊接,目前常使用的有雙絲焊和三絲焊。雙絲焊根據(jù)焊絲的位置又可分為縱列式和橫列式,縱列式焊接還可分為單熔池和雙熔池焊接,但雙熔池焊接時(shí)兩熔池的距離應(yīng)大于1OOmm(圖10-9)。
5)環(huán)焊縫
在焊接環(huán)焊縫時(shí),將焊件放在可以調(diào)速的多滾輪架上通過(guò)滾輪使焊件作勻速跑動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就是焊接速度,其焊接位置屬于平焊,環(huán)焊與水平位置單面或雙面焊相同(圖10-10)。