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摘要:手弧焊由于具有设备简单、操作方便、适应性强,能在空间任意位置焊接的特点,所以被广泛应用于各个工业领域,是应用最广泛的焊接方法,焊缝成形好坏和焊缝美观与运条方法有着密不可分的关系,本文通过长期的实践经验对手弧焊的运条方法进行了浅析。
关键词:焊接 手弧焊 运条方法
1.焊接
焊接就是通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使焊件达到结合的一种加工工艺方法。按照焊接过程中金属所处的状态不同,可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。
2.手弧焊
手弧焊即手工电弧焊(手工焊),它利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧,使焊条和工件熔化,从而获得牢固的焊接接头。焊接过程中,药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣,保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域,以防止大气对熔化金属的有害污染。焊条芯棒和母材也在电弧热作用下不断熔化,进入熔池,构成焊缝的填充金属。有时也可通過焊条药皮掺合金属粉末,向焊缝提供附加填充金属。手弧焊属于熔焊。原理如图1所示:
3.运条
焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。
4.手弧焊的特点
4.1手弧焊优点:
(1)使用的设备比较简单,价格相对便宜并且轻便。手弧焊使用的交流和直流焊机都比较简单,焊接操作时不需要复杂的辅助设备,只需配备简单的辅助工具。因此,购置设备的投资少,而且维护方便,这是它广泛应用的原因之一。
(2)不需要辅助气体防护。焊条不但能提供填充金属,而且在焊接过程中能够产生保护熔池和焊接处避免氧化的保护气体,并且具有较强的抗风能力。
(3)操作灵活,适应性强。焊条电弧焊适用于焊接单件或小批量的产品,短的和不规则的、空间任意位置的以及其他不易实现机械化焊接的焊缝。凡焊条能够达到的地方都能进行焊接。
(4)应用范围广,适用于大多数工业用的金属和合金的焊接。手弧焊选用合适的焊条不仅可以焊接碳素钢、低合金钢,而且还可以焊接高合金钢及有色金属,不仅可以焊接同种金属,而且可以焊接异种金属,还可以进行铸铁焊补和各种金属材料的堆焊等。
4.2手弧焊缺点:
(1)对焊工操作技术要求高,焊工培训费用大。焊条电弧焊的焊接质量,除靠选用合适的焊条、焊接工艺参数和焊接设备外,主要靠焊工的操作技术和经验保证,即焊条电弧焊的焊接质量在一定程度上决定于焊工操作技术。因此必须经常进行焊工培训,所需要的培训费用很大。
(2)劳动条件差。手弧焊主要靠焊工的手工操作和眼睛观察完成全过程,焊工的劳动强度大,并且始终处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中,劳动条件比较差,因此要加强劳动保护。
(3)生产效率低。焊条电弧焊主要靠手工操作,并且焊接工艺参数选择范围较小,另外,焊接时要经常更换焊条,并要经常进行焊道熔渣的清理,与自动焊相比,焊接生产率低。
(4)手弧焊不适于特殊金属以及薄板的焊接。对于活泼金属和难熔金属,由于这些金属对氧的污染非常敏感,焊条的保护作用不足以防止这些金属氧化,保护效果不够好,焊接质量达不到要成,所以不能采用焊条电弧焊;对于低熔点金属,由于电孤的温度对其来讲太高,所以也不能采用焊条电孤焊焊接。另外,手弧焊的焊接工件厚度一般在1.5mm以上,1mm以下的薄板不适于手孤焊。
5、运条方法
焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。在正常焊接时,焊条一般有三个基本运动相互配合,即沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动(平敷焊练习时焊条可不摆动),如图2所示。
5.1焊条的送进
沿焊条的中心线向熔池送进,主要用来维持所要求的电弧长度和向熔池添加填充金属。焊条送进的速度应与焊条熔化速度相适应,如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢,电弧长度会增加;反之如果焊条送进速度太快,则电弧长度迅速缩短,使焊条与焊件接触,造成短路,从而影响焊接过程的顺利进行。
长弧焊接时所得焊缝质量较差,因为电弧易左右飘移,使电弧不稳定,电弧的热量散失,焊缝熔深变浅,又曲于空气侵人易产生气孔,所以在焊接时应选用短弧。
5.2焊条纵向移动
焊条沿焊接方向移动,目的是控制焊道成形,若焊条移动速度太慢,则焊道会过高、过宽,外形不整齐,如图3(a)所示。焊接薄板时甚至会发生烧穿等缺陷。若焊条移动太快则焊条和焊件熔化不均造成焊道较窄,甚至发生未焊透等缺陷,如图3(b)所示。只有速度适中时才能焊成表面平整,焊波细致而均匀的焊缝,如图3(c)所示。焊条沿焊接方向移动的速度由焊接电流、焊条直径、焊件厚度、装配间隙、焊缝位置以及接头型式来决定。
5.3焊条横向摆动
焊条横向摆动,主要是为了获得一定宽度的焊缝和焊道,也是对焊件输入足够的热量,排渣、排气等。其摆动范围与焊件厚度、坡口形式、焊道层次和焊条直径有关,摆动的范围越宽,则得到的焊缝宽度也越大。
为了控制好熔池温度,使焊缝具有一定宽度和高度及良好的熔合边缘,对焊条的摆动可采用多种方法。
5.3.1直线形运条法。
采用直线形运条法焊接时,应保持一定的弧长,焊条不摆动并沿焊接方向移动。由于此时焊条不作横向摆动,所以熔深较大,且焊缝宽度较窄。在正常的焊接速度下,焊波饱满平整。此法适用于板厚3~5mm的不开坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊道和多层多道焊。
5.3.2直线往返形运条法。
此法是焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动,如图5所示,主要适用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。其特点是焊接速度快,焊缝窄,散热快。 5.3.3鋸齿形运条法。
此法是将焊条末端作锯齿形连续摆动并向前移动,如图6所示,在两边稍停片刻,以防产生咬边缺陷。这种手法操作容易、应用较广,多用于比较厚的钢板的焊接,适用于平焊、立焊、仰焊的对接接头和立焊的角接接头。
5.3.4月牙形运条法。
如图7所示,此法是使焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动,并在两边的适当位置作片刻停留,以使焊缝边缘有足够的熔深,防止产生咬边缺陷。此法适用于仰、立、平焊位置以及需要比较饱满焊缝的地方。其适用范围和锯齿形运条法基本相同,但用此法焊出来的焊缝余高较大。其优点是,能使金属熔化良好,而且有较长的保温时间,熔池中的气体和熔渣容易上浮到焊缝表面,有利于获得高质量的焊缝。
5.3.5三角形运条法。
如图8所示,此法是使焊条末端作连续三角形运动,并不断向前移动。按适用范围不同,可分为斜三角形和正三角形两种运条方法。其中斜三角形运条法适用于焊接T形接头的仰焊缝和有坡口的横焊缝。其特点是能够通过焊条的摆动控制熔化金属,促使焊缝成形良好。正三角形运条法仅适用于开坡口的对接接头和T形接头的立焊。其特点是一次能焊出较厚的焊缝断面,有利于提高生产率,而且焊缝不易产生夹渣等缺陷。
5.3.6圆圈形运条法。
如图9所示,将焊条末端连续作圆圈运动,并不断前进。这种运条方法又分正圆圈和斜圆圈两种。正圆圈运条法只适于焊接较厚工件的平焊缝,其优点是能使熔化金属有足够高的温度,有利于气体从熔池中逸出,可防止焊缝产生气孔。斜圆圈运条法适用于T形接头的横焊(平角焊)和仰焊以及对接接头的横焊缝,其特点是可控制熔化金属不受重力影响,能防止金属液体下淌,有助于焊缝成形。
6.运条时注意事项
①焊条运至焊缝两侧时应稍作停顿,并压低电弧。
②三个动作运行时要有规律,应根据焊接位置、接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以及技术熟练程度等因素来掌握。
③对于碱性焊条应选用较短电弧进行操作。
④焊条在向前移动时,应达到匀速运动,不能时快时慢。
⑤运条方法的选择应在实训指导教师的指导下,根据实际情况确定。
参考文献:
【1】 高忠民.实用电焊技术【M】.北京:金盾出版社.2009.
【2】 张士相.焊工【M】.北京:中国劳动社会保障出版社.2008.
【3】 沪东造船厂.焊接技术【J】.北京:国防工业出版社.1999.
【4】 金明成.邵加发.许国亮.焊工工艺与技能训练.中国建材工业出版社.2017
关键词:焊接 手弧焊 运条方法
1.焊接
焊接就是通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使焊件达到结合的一种加工工艺方法。按照焊接过程中金属所处的状态不同,可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。
2.手弧焊
手弧焊即手工电弧焊(手工焊),它利用焊条与工件之间建立起来的稳定燃烧的电弧,使焊条和工件熔化,从而获得牢固的焊接接头。焊接过程中,药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣,保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域,以防止大气对熔化金属的有害污染。焊条芯棒和母材也在电弧热作用下不断熔化,进入熔池,构成焊缝的填充金属。有时也可通過焊条药皮掺合金属粉末,向焊缝提供附加填充金属。手弧焊属于熔焊。原理如图1所示:
3.运条
焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。
4.手弧焊的特点
4.1手弧焊优点:
(1)使用的设备比较简单,价格相对便宜并且轻便。手弧焊使用的交流和直流焊机都比较简单,焊接操作时不需要复杂的辅助设备,只需配备简单的辅助工具。因此,购置设备的投资少,而且维护方便,这是它广泛应用的原因之一。
(2)不需要辅助气体防护。焊条不但能提供填充金属,而且在焊接过程中能够产生保护熔池和焊接处避免氧化的保护气体,并且具有较强的抗风能力。
(3)操作灵活,适应性强。焊条电弧焊适用于焊接单件或小批量的产品,短的和不规则的、空间任意位置的以及其他不易实现机械化焊接的焊缝。凡焊条能够达到的地方都能进行焊接。
(4)应用范围广,适用于大多数工业用的金属和合金的焊接。手弧焊选用合适的焊条不仅可以焊接碳素钢、低合金钢,而且还可以焊接高合金钢及有色金属,不仅可以焊接同种金属,而且可以焊接异种金属,还可以进行铸铁焊补和各种金属材料的堆焊等。
4.2手弧焊缺点:
(1)对焊工操作技术要求高,焊工培训费用大。焊条电弧焊的焊接质量,除靠选用合适的焊条、焊接工艺参数和焊接设备外,主要靠焊工的操作技术和经验保证,即焊条电弧焊的焊接质量在一定程度上决定于焊工操作技术。因此必须经常进行焊工培训,所需要的培训费用很大。
(2)劳动条件差。手弧焊主要靠焊工的手工操作和眼睛观察完成全过程,焊工的劳动强度大,并且始终处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中,劳动条件比较差,因此要加强劳动保护。
(3)生产效率低。焊条电弧焊主要靠手工操作,并且焊接工艺参数选择范围较小,另外,焊接时要经常更换焊条,并要经常进行焊道熔渣的清理,与自动焊相比,焊接生产率低。
(4)手弧焊不适于特殊金属以及薄板的焊接。对于活泼金属和难熔金属,由于这些金属对氧的污染非常敏感,焊条的保护作用不足以防止这些金属氧化,保护效果不够好,焊接质量达不到要成,所以不能采用焊条电弧焊;对于低熔点金属,由于电孤的温度对其来讲太高,所以也不能采用焊条电孤焊焊接。另外,手弧焊的焊接工件厚度一般在1.5mm以上,1mm以下的薄板不适于手孤焊。
5、运条方法
焊接过程中,焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。在正常焊接时,焊条一般有三个基本运动相互配合,即沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动(平敷焊练习时焊条可不摆动),如图2所示。
5.1焊条的送进
沿焊条的中心线向熔池送进,主要用来维持所要求的电弧长度和向熔池添加填充金属。焊条送进的速度应与焊条熔化速度相适应,如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢,电弧长度会增加;反之如果焊条送进速度太快,则电弧长度迅速缩短,使焊条与焊件接触,造成短路,从而影响焊接过程的顺利进行。
长弧焊接时所得焊缝质量较差,因为电弧易左右飘移,使电弧不稳定,电弧的热量散失,焊缝熔深变浅,又曲于空气侵人易产生气孔,所以在焊接时应选用短弧。
5.2焊条纵向移动
焊条沿焊接方向移动,目的是控制焊道成形,若焊条移动速度太慢,则焊道会过高、过宽,外形不整齐,如图3(a)所示。焊接薄板时甚至会发生烧穿等缺陷。若焊条移动太快则焊条和焊件熔化不均造成焊道较窄,甚至发生未焊透等缺陷,如图3(b)所示。只有速度适中时才能焊成表面平整,焊波细致而均匀的焊缝,如图3(c)所示。焊条沿焊接方向移动的速度由焊接电流、焊条直径、焊件厚度、装配间隙、焊缝位置以及接头型式来决定。
5.3焊条横向摆动
焊条横向摆动,主要是为了获得一定宽度的焊缝和焊道,也是对焊件输入足够的热量,排渣、排气等。其摆动范围与焊件厚度、坡口形式、焊道层次和焊条直径有关,摆动的范围越宽,则得到的焊缝宽度也越大。
为了控制好熔池温度,使焊缝具有一定宽度和高度及良好的熔合边缘,对焊条的摆动可采用多种方法。
5.3.1直线形运条法。
采用直线形运条法焊接时,应保持一定的弧长,焊条不摆动并沿焊接方向移动。由于此时焊条不作横向摆动,所以熔深较大,且焊缝宽度较窄。在正常的焊接速度下,焊波饱满平整。此法适用于板厚3~5mm的不开坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊道和多层多道焊。
5.3.2直线往返形运条法。
此法是焊条末端沿焊缝的纵向作来回直线形摆动,如图5所示,主要适用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。其特点是焊接速度快,焊缝窄,散热快。 5.3.3鋸齿形运条法。
此法是将焊条末端作锯齿形连续摆动并向前移动,如图6所示,在两边稍停片刻,以防产生咬边缺陷。这种手法操作容易、应用较广,多用于比较厚的钢板的焊接,适用于平焊、立焊、仰焊的对接接头和立焊的角接接头。
5.3.4月牙形运条法。
如图7所示,此法是使焊条末端沿着焊接方向作月牙形的左右摆动,并在两边的适当位置作片刻停留,以使焊缝边缘有足够的熔深,防止产生咬边缺陷。此法适用于仰、立、平焊位置以及需要比较饱满焊缝的地方。其适用范围和锯齿形运条法基本相同,但用此法焊出来的焊缝余高较大。其优点是,能使金属熔化良好,而且有较长的保温时间,熔池中的气体和熔渣容易上浮到焊缝表面,有利于获得高质量的焊缝。
5.3.5三角形运条法。
如图8所示,此法是使焊条末端作连续三角形运动,并不断向前移动。按适用范围不同,可分为斜三角形和正三角形两种运条方法。其中斜三角形运条法适用于焊接T形接头的仰焊缝和有坡口的横焊缝。其特点是能够通过焊条的摆动控制熔化金属,促使焊缝成形良好。正三角形运条法仅适用于开坡口的对接接头和T形接头的立焊。其特点是一次能焊出较厚的焊缝断面,有利于提高生产率,而且焊缝不易产生夹渣等缺陷。
5.3.6圆圈形运条法。
如图9所示,将焊条末端连续作圆圈运动,并不断前进。这种运条方法又分正圆圈和斜圆圈两种。正圆圈运条法只适于焊接较厚工件的平焊缝,其优点是能使熔化金属有足够高的温度,有利于气体从熔池中逸出,可防止焊缝产生气孔。斜圆圈运条法适用于T形接头的横焊(平角焊)和仰焊以及对接接头的横焊缝,其特点是可控制熔化金属不受重力影响,能防止金属液体下淌,有助于焊缝成形。
6.运条时注意事项
①焊条运至焊缝两侧时应稍作停顿,并压低电弧。
②三个动作运行时要有规律,应根据焊接位置、接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以及技术熟练程度等因素来掌握。
③对于碱性焊条应选用较短电弧进行操作。
④焊条在向前移动时,应达到匀速运动,不能时快时慢。
⑤运条方法的选择应在实训指导教师的指导下,根据实际情况确定。
参考文献:
【1】 高忠民.实用电焊技术【M】.北京:金盾出版社.2009.
【2】 张士相.焊工【M】.北京:中国劳动社会保障出版社.2008.
【3】 沪东造船厂.焊接技术【J】.北京:国防工业出版社.1999.
【4】 金明成.邵加发.许国亮.焊工工艺与技能训练.中国建材工业出版社.2017