1 接口
焊條電弧焊的接頭主要有對接接頭、T形接頭、角接接頭和搭接接頭四種。
1.1 對接接頭
對接接頭是最常見的一種接頭形式,按照坡口形式的不同,可分為I形對接接頭(不開坡口)、V形坡口接頭、U形坡口接頭、X形坡口接頭和雙U形坡口接頭等。一般厚度在6mm以下,采用不開坡口而留一定間隙的雙面焊;中等厚度及大厚度構件的對接焊,為了保證焊透,必須開坡口。V形坡口便于加工,但焊后構件容易發(fā)生變形;X形坡口由于焊縫截面對稱,焊后工件的變形及內應力比V形坡口小,在相同板厚條件下,X形坡口比V形坡口要減少1/2填充金屬量。U形及雙U形坡口,焊縫填充金屬量更少,焊后變形也很小,但這種坡口加工困難,一般用于重要結構。
1.2 T形接頭
根據焊件厚度和承載情況,T形接頭可分為不開坡口,單邊V形坡口和K形坡口等幾種形式。T形接頭焊縫大多數情況只能承受較小剪切應力或僅作為非承載焊縫,因此厚度在30mm以下可以不開坡口。對于要求載荷的T形接頭,為了保證焊透,應根據工件厚度、接頭強度及焊后變形的要求來確定所開坡口形式。
1.3 角接接頭
根據坡口形式不同,角接接頭分為不開坡口、V形坡口、K形坡口及卷邊等幾種形式。通常厚度在2mm以下角接接頭,可采用卷邊型式;厚度在2~8mm以下角接接頭,往往不開坡口;大厚度而又必須焊透的角接接頭及重要構件角接頭,則應開坡口,坡口形式同樣要根據工件厚度、結構形式及承載情況而定。
1.4 搭接接頭
搭接接頭對裝配要求不高,也易于裝配,但接頭承載能力低,一般用在不重要的結構中。搭接接頭分為不開坡口搭接和塞焊兩種型式。不開坡口搭接一般用于厚度在12mm以下的鋼板,搭接部分長度為3~5δ(δ為板厚)
2 焊條電弧焊工藝參數選擇
2.1 焊條直徑
焊條直徑可根據焊件厚度、接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素進行選擇。焊件厚度越大,可選用的焊條直徑越大;T形接頭比對接接頭的焊條直徑大,而立焊、仰焊及橫焊比平焊時所選用焊條直徑應小些,一般立焊焊條最大直徑不超過5mm,橫焊、仰焊不超過4mm;多層焊的第一層焊縫選用細焊條。焊條直徑與厚度的關系見表如下
表 焊條直徑與焊件厚度的關系
焊件厚度/mm |
2 |
3 |
4~5 |
6~12 |
≥13 |
焊條直徑/mm |
2 |
3.2 |
3.2~4 |
4~5 |
4~6 |
2.2 焊接電流
焊接電流是焊條電弧焊中最重要的一個工藝參數,它的大小直接影響焊接質量及焊縫成形。當焊接電流過大時,焊縫厚度和余高增加,焊縫寬度減少,且有可能造成咬邊、燒穿等缺陷;當焊接電流過小時,焊縫窄而高,熔池淺,熔合不良,會產生未焊透、夾渣等缺陷。選擇焊接電流大小時,要考慮焊條類型、焊條直徑、焊件厚度以及接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素。其中最主要焊條直徑、焊接位置和焊道層次三大因素。焊條直徑與焊接電流關系見表5
表5 焊條直徑與焊接電流的關系
焊條直徑/mm |
1.6 |
2.0 |
2.5 |
3.2 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
焊接電流/A |
25~40 |
40~65 |
50~80 |
100~130 |
160~210 |
260~270 |
260~300 |
2.2.1 焊接位置 較厚板或T形接頭和搭接接頭以及施焊環(huán)境溫度低時,焊接電流應大些;平焊位置焊接時,可選擇偏大些的焊接電流;橫焊和立焊時,焊接電流應比平焊位置電流小10%~15%,仰焊時,焊接電流應比平焊位置電流小10%~20%;角焊縫電流比平位置電流稍大些。
2.2.2 焊道層次 在多層焊或多層多道焊的打底焊道時,為了保證背面焊道質量和便于操作,應使用較小電流;焊填充焊道時,為了提高效率,可使用較大的焊接電流;蓋面焊時,為了防止出現焊接缺陷,應選用稍小電流。
另外,當使用堿性焊條時,比酸性焊條的焊接電流減少10%左右。
2.3 電弧電壓
電弧電壓主要影響焊縫寬度,電弧電壓越高,焊縫就越寬,焊縫厚度和余高減少,飛濺增加,焊縫成形不易控制。電弧電壓的大小主要取決于電弧長度,電弧長,電弧電壓就高;電弧短,電弧電壓就低。焊接電弧有長弧與短弧之分,當電弧長度是焊條直徑的0.5~1.0倍時,稱為短弧;當電弧長度大于焊條直徑時,稱為長弧。一般在焊接過程中,希望電弧長度始終保持一致且盡量使用短弧焊接。
2.4 焊接速度
焊接速度主要取決于焊條的熔化速度和所要求的焊縫尺寸、裝配間隙和焊接位置等。當焊接速度太慢時,焊縫高而寬,外形不整齊,易產生焊瘤等缺陷;當焊接速度太快時,焊縫窄而低,易產生未焊透等缺陷。在實際操作中,焊工應要把具體情況靈活掌握,以確保焊縫質量和外觀尺寸滿足要求。
2.5 焊接層數
當焊件較厚時,要進行多層焊或多層多道焊。多層焊時,后一層焊縫對前一層焊縫有熱處理作用,能細化晶粒,提高焊縫接頭的塑性。因些對于一些重要結構,焊接層數多些好,每層厚度最好不大于4~5mm。實踐經驗表明,當每層厚度為焊條直徑的0.8~1.2倍時,焊接質量最好,生產效率最高,并且容易操作。
3焊條電弧焊的定位焊
進行定位焊時應主要考慮以下幾方面因素:
3.1 定位焊焊條
定位焊縫一般作為正式焊縫留在焊接結構中,因而定位焊所用焊條應與正式焊接所用焊條型號相同,不能用受潮、脫皮、不知型號的焊條或者焊條頭代替。
3.2 定位焊部位
雙面焊反面清根的焊縫,盡量將定位焊縫布置在反面;形狀對稱的構件上,定位焊縫應對稱排列;避免在焊件的端部、角度等容易引起應力集中的地方進行定位焊,不能在焊縫交叉處或焊縫方向發(fā)生急劇變化的地方進行定位焊,通常至少應離開這些地方50mm。
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1 接口
焊條電弧焊的接頭主要有對接接頭、T形接頭、角接接頭和搭接接頭四種。
1.1 對接接頭
對接接頭是最常見的一種接頭形式,按照坡口形式的不同,可分為I形對接接頭(不開坡口)、V形坡口接頭、U形坡口接頭、X形坡口接頭和雙U形坡口接頭等。一般厚度在6mm以下,采用不開坡口而留一定間隙的雙面焊;中等厚度及大厚度構件的對接焊,為了保證焊透,必須開坡口。V形坡口便于加工,但焊后構件容易發(fā)生變形;X形坡口由于焊縫截面對稱,焊后工件的變形及內應力比V形坡口小,在相同板厚條件下,X形坡口比V形坡口要減少1/2填充金屬量。U形及雙U形坡口,焊縫填充金屬量更少,焊后變形也很小,但這種坡口加工困難,一般用于重要結構。
1.2 T形接頭
根據焊件厚度和承載情況,T形接頭可分為不開坡口,單邊V形坡口和K形坡口等幾種形式。T形接頭焊縫大多數情況只能承受較小剪切應力或僅作為非承載焊縫,因此厚度在30mm以下可以不開坡口。對于要求載荷的T形接頭,為了保證焊透,應根據工件厚度、接頭強度及焊后變形的要求來確定所開坡口形式。
1.3 角接接頭
根據坡口形式不同,角接接頭分為不開坡口、V形坡口、K形坡口及卷邊等幾種形式。通常厚度在2mm以下角接接頭,可采用卷邊型式;厚度在2~8mm以下角接接頭,往往不開坡口;大厚度而又必須焊透的角接接頭及重要構件角接頭,則應開坡口,坡口形式同樣要根據工件厚度、結構形式及承載情況而定。
1.4 搭接接頭
搭接接頭對裝配要求不高,也易于裝配,但接頭承載能力低,一般用在不重要的結構中。搭接接頭分為不開坡口搭接和塞焊兩種型式。不開坡口搭接一般用于厚度在12mm以下的鋼板,搭接部分長度為3~5δ(δ為板厚)
2 焊條電弧焊工藝參數選擇
2.1 焊條直徑
焊條直徑可根據焊件厚度、接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素進行選擇。焊件厚度越大,可選用的焊條直徑越大;T形接頭比對接接頭的焊條直徑大,而立焊、仰焊及橫焊比平焊時所選用焊條直徑應小些,一般立焊焊條最大直徑不超過5mm,橫焊、仰焊不超過4mm;多層焊的第一層焊縫選用細焊條。焊條直徑與厚度的關系見表如下
表 焊條直徑與焊件厚度的關系
焊件厚度/mm |
2 |
3 |
4~5 |
6~12 |
≥13 |
焊條直徑/mm |
2 |
3.2 |
3.2~4 |
4~5 |
4~6 |
2.2 焊接電流
焊接電流是焊條電弧焊中最重要的一個工藝參數,它的大小直接影響焊接質量及焊縫成形。當焊接電流過大時,焊縫厚度和余高增加,焊縫寬度減少,且有可能造成咬邊、燒穿等缺陷;當焊接電流過小時,焊縫窄而高,熔池淺,熔合不良,會產生未焊透、夾渣等缺陷。選擇焊接電流大小時,要考慮焊條類型、焊條直徑、焊件厚度以及接頭型式、焊縫位置、焊道層次等因素。其中最主要焊條直徑、焊接位置和焊道層次三大因素。焊條直徑與焊接電流關系見表5
表5 焊條直徑與焊接電流的關系
焊條直徑/mm |
1.6 |
2.0 |
2.5 |
3.2 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
焊接電流/A |
25~40 |
40~65 |
50~80 |
100~130 |
160~210 |
260~270 |
260~300 |
2.2.1 焊接位置 較厚板或T形接頭和搭接接頭以及施焊環(huán)境溫度低時,焊接電流應大些;平焊位置焊接時,可選擇偏大些的焊接電流;橫焊和立焊時,焊接電流應比平焊位置電流小10%~15%,仰焊時,焊接電流應比平焊位置電流小10%~20%;角焊縫電流比平位置電流稍大些。
2.2.2 焊道層次 在多層焊或多層多道焊的打底焊道時,為了保證背面焊道質量和便于操作,應使用較小電流;焊填充焊道時,為了提高效率,可使用較大的焊接電流;蓋面焊時,為了防止出現焊接缺陷,應選用稍小電流。
另外,當使用堿性焊條時,比酸性焊條的焊接電流減少10%左右。
2.3 電弧電壓
電弧電壓主要影響焊縫寬度,電弧電壓越高,焊縫就越寬,焊縫厚度和余高減少,飛濺增加,焊縫成形不易控制。電弧電壓的大小主要取決于電弧長度,電弧長,電弧電壓就高;電弧短,電弧電壓就低。焊接電弧有長弧與短弧之分,當電弧長度是焊條直徑的0.5~1.0倍時,稱為短弧;當電弧長度大于焊條直徑時,稱為長弧。一般在焊接過程中,希望電弧長度始終保持一致且盡量使用短弧焊接。
2.4 焊接速度
焊接速度主要取決于焊條的熔化速度和所要求的焊縫尺寸、裝配間隙和焊接位置等。當焊接速度太慢時,焊縫高而寬,外形不整齊,易產生焊瘤等缺陷;當焊接速度太快時,焊縫窄而低,易產生未焊透等缺陷。在實際操作中,焊工應要把具體情況靈活掌握,以確保焊縫質量和外觀尺寸滿足要求。
2.5 焊接層數
當焊件較厚時,要進行多層焊或多層多道焊。多層焊時,后一層焊縫對前一層焊縫有熱處理作用,能細化晶粒,提高焊縫接頭的塑性。因些對于一些重要結構,焊接層數多些好,每層厚度最好不大于4~5mm。實踐經驗表明,當每層厚度為焊條直徑的0.8~1.2倍時,焊接質量最好,生產效率最高,并且容易操作。
3焊條電弧焊的定位焊
進行定位焊時應主要考慮以下幾方面因素:
3.1 定位焊焊條
定位焊縫一般作為正式焊縫留在焊接結構中,因而定位焊所用焊條應與正式焊接所用焊條型號相同,不能用受潮、脫皮、不知型號的焊條或者焊條頭代替。
3.2 定位焊部位
雙面焊反面清根的焊縫,盡量將定位焊縫布置在反面;形狀對稱的構件上,定位焊縫應對稱排列;避免在焊件的端部、角度等容易引起應力集中的地方進行定位焊,不能在焊縫交叉處或焊縫方向發(fā)生急劇變化的地方進行定位焊,通常至少應離開這些地方50mm。