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时间:2020-06-03
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1、中国石油管道焊接培训中心刘光云LiuguangyunChinaPetroleumPipelineWeldingTrainingCenter主要内容中国石油管道焊接培训中心一、电弧的形成二、电弧和熔池的保护三、弧焊电源的特性要求四、焊接材料五、焊接接头七、焊接缺陷八、管道焊接技术六、焊接变形和焊接应力焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体(工件)产生原子间或分子间结合力而连接成一体的连接方法。被连接的两个物体可以是各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、塑料等),也可以是一种金属与一种非金属。目前,在工业生产中应用的焊接方法已达百余种。根据它
2、们的焊接过程特点可将其分为熔焊、压焊和钎焊三大类,每大类又可按不同的方法细分为若干小类,如图1所示:一、电弧的形成电弧焊时,熔化金属的热源是焊接电弧。电弧是发生在电极与气体介质中的持续大功率放电。通常情况下气体是不导电的,为了使其导电,必须使之电离,即必须在气体中形成足够数量的自由电子和正离子。①引弧②形成熔池③形成焊缝+-二、电弧和熔池的保护在电弧高温下,金属与空气中的主要成分氧和氮发生化学反应,熔池金属与空气接触,也生成氧化物和氮化物,熔池凝固后就可能导致接头性能变坏,因此必须用气体或熔渣来覆盖保护电弧和熔池,以阻碍或减少熔池金属与空气的接触。保护方法
3、亦会影响电弧的稳定性和其他特性。二、电弧和熔池的保护图2示出焊条对焊接电弧和熔池的保护情况。涂覆于焊条外的药皮,在电弧热的作用下产生气体,阻止空气与熔池接触。药皮中还含有混合物的成分,在电弧高温作用下熔化,它可与金属表面的有害物质如氧化物等发生作用,生成熔渣,浮于熔池表面,并在新凝固的金属表面结成渣壳,对其起保护作用,以防止凝固了的金属与空气接触。二、电弧和熔池的保护图2焊条电弧焊时电弧和熔池的保护1—焊芯2—药皮3—气体4—电弧5—焊件6—熔渣二、电弧和熔池的保护CO2气体保护焊埋弧自动焊三、弧焊电源的特性要求1.焊条电弧焊基本焊接电路图3是焊条电弧焊的
4、基本焊接电路。它由交流或直流弧焊电源、焊钳、电缆、焊条、电弧、焊件及地线等组成。图3焊条电弧焊基本焊接电路1—弧焊电源2—工件3—焊条4—电弧5—焊钳焊条电弧焊电源可以采用直流弧焊电源或交流弧焊电源。用直流弧焊电源焊接时,工件和焊条与电源输出端正、负极的接法称极性。工件接直流电源正极(+),焊条接负极(-)时,称正接或正极性;工件接直流电源负极(-),焊条接正极(+)时,称反接或反极性。三、弧焊电源的特性要求三、弧焊电源的特性要求DC+DCEPDC-DCENa)正接b)反接2.电源的空载电压及电流调节范围电源外电路开路时,其输出端电压称为电源空载电压。从引
5、弧和电弧的稳定性考虑,电源的空载电压越高越好,但是从安全和降低弧焊电源成本的角度考虑,则要求空载电压越低越好。因为空载电压高不仅不利于焊工人身安全,而且设备体积大,质量大,功率因子低,效率低,不经济。国标对焊条电弧焊空载电压的规定为:交流电压不得超过80V,直流电压不得超过100V。目前国产交流弧焊电源的空载电压,多在70~80V之间,直流弧焊电源的空载电压在60~70V之间。生产实践证明,交流弧焊电源的空载电压低于65V时,会给焊接过程造成困难。按工艺要求,若要采用更高的空载电压,则需加装空载自动降压装置。在不施焊的间隙时间内,该装置能自动降低弧焊电源的
6、输出电压,进行焊接时,又能自动恢复至未降低时的电压值。3.弧焊电源的种类及选择焊接电流有交流、直流和脉冲三种基本类型,相应的弧焊电源有交流弧焊电源、直流弧焊电源和脉冲弧焊电源三种类型。选择焊条电弧焊电源应主要考虑以下因素:(1)焊接电流的种类(2)弧焊电源的功率和电流范围(3)工作条件和经济性等四、焊接材料焊接生产中广泛使用焊接材料主要包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。焊接材料的质量对保证焊接过程的稳定和获得满足使用要求的焊缝金属起着决定的作用。归纳起来,焊接材料应具有以下作用:保证电弧稳定燃烧和焊接熔滴顺利过渡;在焊接过程中保护液态熔池金属,以防止空气侵
7、入;进行冶金反应和过渡合金元素,调整和控制焊缝金属的成分与性能;防止气孔、裂纹等焊接缺陷的产生;改善焊接工艺性能,在保证焊接质量的前提下尽可能提高焊接效率。1.焊条电焊条的分类方法很多,可分别按用途、熔渣的碱度、焊条药皮的主要成分、焊条性能特征等不同角度对电焊条进行分类。图5焊条示意图焊条型号焊条型号编制方法如下:字母“E”表示焊条;前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值;E43系列-熔敷金属抗拉强度≥420MPa(43kgf/mm2)E50系列-熔敷金属抗拉强度≥490MPa(50kgf/mm2)第三位数字表示焊条的焊接位置,“0”及“1”表示焊条适用于
8、全位置焊接(平、立、仰、横),“2”表示焊条适用于平焊及平角焊,“
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