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手工電弧焊

利用手工操縱焊條進行焊接

手工電弧焊(簡稱手弧焊)是以手工操作的焊條和被焊接的工件做為兩個電極,利用焊條與焊件之間的電弧熱量熔化金屬進行焊接的方法。

簡介


手工電弧焊是利用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法,簡稱手弧焊。

原理

焊接過程:手工電弧焊由焊接電源、焊接電纜、焊鉗、焊條、焊件、電弧構成迴路,焊接時採用焊條和工件接觸引燃電弧,然後提起焊條並保持一定距離,在焊接電源提供合適電弧電壓和焊接電流下電弧穩定燃燒,產生高溫,焊條和焊件局部加熱到融化狀態。焊條端部熔化的金屬和被熔化的焊件金屬熔合在一起,形成熔池。在焊接中,電弧隨焊條移動,熔池中的液態金屬逐步冷卻結晶后便形成焊縫,兩焊件被焊接在一起。
在焊接中,焊條的焊芯熔化后以熔滴的形式向熔池過渡,同時焊條塗層產生一定量氣體和液態熔渣。產生的氣體充滿在電弧和熔池周圍,隔絕空氣。液態熔渣比液態金屬密度小,浮在熔池上面,從而起到保護熔池作用。熔池內金屬冷卻凝固時熔渣也隨之凝固形成焊渣覆蓋在焊縫表面,防止高溫的焊縫金屬被氧化,並且降低焊縫的冷卻速度。在焊接過程中,液態金屬與液態熔渣和氣體間進行脫氧、去硫、去磷、去氫等複雜的冶金反應,從而使焊縫金屬獲得合適的化學成分和組織。

特點

1、設備簡單。
2、操作靈活方便。
3、能進行全位置焊接適合焊接多種材料。
4、不足之處是生產效率低勞動強度大。

電源種類


焊條可以在交流或直流電源下使用。並不是所有的直流焊條都能在交流電源下使用,但交流焊條通常都能在直流電源下使用。
焊接電源分為兩種,直流弧焊電源和交流弧焊電源,焊條分為兩大類即:酸性焊條和鹼性焊條。酸性焊條用直流和交流焊接電源均可,鹼性焊條必須用直流弧焊電源。其接法有兩種:直流正接和直流反接,焊接過程中產生偏磁吹調換接法會有明顯好轉。交流焊接電源一般情況下不會產生偏磁吹。
電壓一般為20~35伏,電流取決於焊接材料的厚度、焊條規格、焊接結構,範圍在15~400安。

焊條類型


焊條葯皮的化學成分對電弧的穩定性、熔深、金屬熔敷率和定位能力有很大影響。焊條可分為三大類:纖維素型焊條;氧化鈦葯皮焊條;鹼性焊條。

纖維素型

焊條的葯皮中含有大量的纖維素,它的特點是電弧熔深深、摩擦變形速度快,這也提高了整個焊接速度。但由於焊縫沉澱物比較粗糙並且和流動的熔渣混合在一起,所以除渣很困難。這種焊條在任何位置都可以使用,而且因其在高架焊管(‘stovepipe’weldingtechnique)中的使用而為人們所熟悉。
特點:在所有位置都能形成較深的熔深;適用於向下立焊;良好的機械性能;產生大量的氫——有造成熱影響區(Haz)裂紋的風險。

氧化鈦

氧化鈦的葯皮中含有大量的氧化鈦(rutile)。氧化鈦使起弧、平滑電弧操作和降低弧飛濺變得容易。這種通用焊條具有良好的焊接特性。在交流電直流電下,它們可用於所有位置的焊接,特別適用於橫角/立角位置的接頭焊接。
特點:合適的焊縫金屬機械性能;粘性熔渣能形成良好的焊道外形;定位焊接可能會產生流動的熔渣(含氟化物);易清除熔渣。

鹼性焊條

鹼性焊條葯皮中含有大量的碳酸鈣(石灰石)、氟化鈣(螢石)。這使它的熔渣比氧化鈦型焊條的熔渣更易流動,這也是一種協助立焊和仰焊快速冷卻的方法。這些焊條用於焊接中型和大型結構,要求具有較高的焊接質量、良好的機械性能和抗裂紋能力(過度拘束會產生裂紋)。
特點:低氫焊縫金屬;要求高焊接電流/速度;焊道成形差(表面輪廓彎曲、粗糙);清除熔渣困難;金屬粉末焊條包含加有金屬粉末的塗料,可使焊接電流增加到最大容許電流。因此,與葯皮中不含鐵粉的焊條相比,金屬粉末焊條的金屬熔敷速度和效率(金屬熔敷比例)都有所提高,熔渣也很容易清除。由於熔敷速度快,鐵粉焊條主要用於平焊、橫焊和立焊。氧化鈦焊條和鹼性焊條沒有顯著的電弧特性,電弧力度較小,減少了焊道的熔深。

焊接電弧的穩定性


1、焊工操作技術:如焊接操作中電弧長度控制不當,將會產生斷弧;
手工電弧焊
手工電弧焊
2、弧焊電源:
弧焊電源特性,符合電弧燃燒的要求時,穩定性好,反之則差;
弧焊電源的種類。直流焊接電源比交流弧焊電源的電弧穩定性好;
弧焊電源的空載電壓。越高引弧越容易,電弧燃燒的穩定性越好,但空載電壓過高時對焊工人身安全不利。
3、焊接電流:焊接電流大,電弧溫度高,電弧燃燒越穩定;
4、焊條塗層:焊條塗層中含電離電位較低的物質(如鉀、鈉、鈣的氧化物)越多,氣體電離程度越好,導電性越強,則電弧燃燒越穩定;
5、電弧長度:電弧長度過短,容易造成短路;過長就會產生劇烈擺動,破壞焊接電弧穩定性,而且飛濺大;
6、焊接表面狀況、氣流、電弧偏吹等:表面不清潔,氣流,大風,電弧偏吹等都會降低電弧燃燒穩定性。

防電措施


1.焊接工作前,要先檢查焊機設備和工具是否安全可靠。例如焊機外殼是否接地、焊機各接線點接觸是否良好;焊接電纜的絕緣有無破損等。不允許未進行安全檢查就開始操作。
2.焊工的手和身體不得隨便接觸二次迴路的導電體,不能依靠在工作台、焊件上或接觸焊鉗等帶電體。對於焊機空載電壓較高的焊接操作,以及在潮濕工作地點操作時,還應在操作台附近地面鋪設橡膠絕緣墊。
3.下列操作應切斷電源開關再進行:轉移工作地點,搬動焊機;更換保險絲;焊機發生故障時的檢修;改變焊機接頭;更換焊件而需改裝二次迴路的布設等。推拉閘刀開關時,必須戴絕緣手套;同時焊工頭部要偏斜,以防電弧火花灼傷面部。
4.在金屬容器內、金屬結構上以及其他狹小工作場所焊接時,觸電的危險性最大,必須採取專門的防護措施。如採用橡皮墊、戴皮手套,穿絕緣鞋等。
5.電焊操作者在任何情況下都不得使自身、機器設備的傳動部分成為焊接電路,嚴禁利用廠房的金屬結構、軌(管)道等接進線路作為導線使用。
6.焊機的接地保護裝置必須齊全有效,同時,焊機必須裝設電焊機空載自動斷電保護裝置。
7.焊接電纜中間不應有接頭,如需用短線接長時,則接頭不應超過2個,接頭:應採用銅材料做成,並保證絕緣良好。
8.加強個人防護,焊工個人防護用品包括完好的工作服、絕緣手套、套鞋等。
9.電焊設備的安裝、檢查和修理必須由電工進行,臨時施工點應由電工接通電源。