焊接设备和工具

目标：了解焊条电弧焊的设备的型号和种类熟知故障的检修辨认常见的辅助工具，并能选用。第一页，共33页。焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质是用加热或加压等手段，借助于金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。焊接与螺钉连接、铆接、铸件及锻件相比，具有以下优点：1、节省金属材料，减轻结构重量，经济效益好。2、简化加工与装配工序，生产周期短，生产效率高。3、结构强度高（接头能达到与母材等强度），接头密封性好。4、为结构设计提供较大的灵活性。例如，按结构的受力情况可优化配置材料，按工况需要，在不同部位选用不同强度、不同耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性等的材料。5、焊接工艺过程容易实现机械化和自动化焊接概述第二页，共33页。焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以做到的。焊接概述第三页，共33页。应用：（1）制造金属结构件，承压设备；（2）制造机器零件和工具；（3）修复。焊接在承压类特种设备制造中也占有重要的地位。焊接质量对承压类特种设备的产品质量和使用安全可靠性有直接影响。许多承压类特种设备事故源于焊接缺陷，因此，对承压类特种设备无损检测人员来说，掌握焊接知识是非常必要的。焊接概述第四页，共33页。水冷壁焊接第五页，共33页。动车组制造现场第六页，共33页。汽车制造第七页，共33页。造船行业的自动化焊接第八页，共33页。水下焊接第九页，共33页。1、由于绝对多数焊接方法都采用局部加热，经焊接后的焊件，不可避免地在结构中会产生一定焊接应力和变形，从而影响结构的承载能力、加工精度和尺度稳定性。同时在焊缝与焊件交界处还会引起应力集中，对结构的脆性断裂有较大的影响。2、焊接接头中易存在一定数量的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未溶合等。缺陷的存在会降低速度，引起应力集中，损坏焊缝致密性，是造成焊接结构破坏的主要原因之一。3、焊接接头具有较大的性能不均匀性。由于焊缝的成分及金相组织与母材不同。接头各部分经历的热循环不同，使不同区域接头的性能不同。焊接缺点第十页，共33页。（1）熔化焊将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。（2）压力焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或加热），以完成焊接的方法称为压力焊。（3）钎焊钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。1.焊接分类第十一页，共33页。焊接分类第十二页，共33页。承压类特种设备常用的焊接方法手工电弧焊埋弧自动焊氩弧焊二氧化碳气体保护焊等离子弧焊电渣焊第十三页，共33页。一、焊条电弧焊（又名手工电弧焊）手工电弧焊示意图（一）焊条电弧焊的焊接过程先将电焊机的输出端两极分别与焊件和焊钳连接，如图所示。再用焊钳夹持电焊条。焊接时在焊条与焊件之间引出电弧，高温电弧将焊条端头与焊件局部熔化而形成熔池。然后，熔池迅速冷却、凝固形成焊缝，使分离的两块焊件牢固地连接成一整体。焊条的药皮熔化后形成熔渣覆盖在熔池上，熔渣冷却后形成渣壳对焊缝起保护作用上。最后将渣壳清除掉，接头的焊接工作就此完成。第十四页，共33页。手工电弧焊手工电弧焊是利用焊条与工件之间的电弧热，将焊条和部分工件熔化而形成焊缝的焊接方法电弧区域热量分布：阳极区43％，弧柱区21％，阴极区36％第十五页，共33页。手工电弧焊具有设备简单，操作灵活，成本低等优点，且焊接性好，对焊接接头的装配尺寸无特殊要求，可在各种条件下进行各种位置的焊接，适于多种钢材和有色金属等是生产中应用最广的焊接方法。手工电弧焊的特点手工电弧焊时有强烈弧光和烟尘污染，焊接质量不够稳定，焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，劳动条件差，劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求较高。第十六页，共33页。一、焊条电弧焊电源1.手工电弧焊电源基本要求手工电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压，以利于引弧，保证安全；当电弧稳定燃烧时，焊接电流增大，电弧电压应急剧下降；还应保证焊条与焊件短路时，短路电流不应太大；同时焊接电流应能灵活调节，以适应不同的焊件及焊条的要求。2.电源的种类常用的手工弧焊电源根据输出电流类型分为直流电焊机和交流电焊机手工电弧焊设备第十七页，共33页。2.电源种类（1）交流弧焊机它是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、噪声小、成本低，效率高，使用和维护方便等优点，是手工电弧焊中应用最广泛的一种供电设备。但是需注意：交流弧焊机电弧稳定性较差。手工电弧焊第十八页，共33页。（二）弧焊电源的分类和型号1、弧焊电源的分类焊条电弧焊的主要设备是电弧焊机，它实际上就是一种弧焊电源。（1）交流弧焊电源1-焊接电缆连接螺钉2-接线柱（粗调电流）3-调节手柄（细调电流）4-接地螺钉弧焊变压器弧焊变压器是一种特殊的降压变压器，将220V或380V电压降到60—80V（空载电压），焊接电压为20—40V。交流弧焊发电机第十九页，共33页。（2）直流弧焊电源把交流电转变为直流电。它弥补了采用碱性焊条时交流弧焊机电弧稳定性的缺点，但结构比交流焊机的复杂，焊接时有磁偏吹现象。1-交流发电机2-细调电流手柄3-支流发电机4-粗调电流手柄ZX5-400型弧焊整流器直流弧焊发电机（现已淘汰）第二十页，共33页。名称交流弧焊电源（弧焊变压器）直流弧焊电源（弧焊整流器）电弧特性使用碱性焊条时电弧稳定性差，不宜发生磁偏吹。电弧稳定性好，容易发生磁偏吹适用性酸性焊条，一般焊接结构碱性焊条，重要焊接结构供电特点绝大部分焊机是单相，功率因数较低，空载损耗小绝大部分焊机是三相，功率因数较高，空载损耗较小交流、直流弧焊电源的优缺点比较第二十一页，共33页。2、弧焊电源的型号如：BX1—200型焊机是具有陡降外特性的交流弧焊机，额定电流为200A。ZX6—250型焊机是具有陡降外特性的硅整流直流弧焊机，额定电流为250A。电弧焊焊机型号编制方法第二十二页，共33页。3、交流电焊机常见故障1）、焊机外壳漏电：一次或二次线圈碰外壳；电源线碰外壳；接地不良2）、焊机过热：过载；线圈短路；3）、导线接线处过热接触电阻过大；螺母未拧紧4）、焊接电流不稳：电缆与工件接触不良5）、焊接电流过小：电缆过长（L<30M,S:35—50平方毫米）；卷成盘形状；与工件接触不良6）、不易引弧或经常断弧：电压不足；接触不良4、使用注意事项：1）、按技术参数使用2）、调节焊接电流应空载3）、不允许将焊钳在空载下与焊件长时间短路第二十三页，共33页。二、焊条电弧焊的常用辅助工具焊条电弧焊的常用辅助工具有焊钳、电焊面罩和滤光眼镜、敲渣锤、钢丝刷、焊接电缆，其他辅助工具还有角向磨光机、电动磨头、测试工具（焊缝检验尺、温度测试笔等）、快速接头和地线夹、变位定位机械等。第二十四页，共33页。1)电焊钳电焊钳又称焊把，是用以夹持焊条、传导电流的工具。有300A、500A二两种规格，要求具有良好的绝缘性与隔热能力。焊条位于水平、45。、90。等方向时焊钳都能夹紧焊条，并保证更换焊条安全方便、操作灵活。第二十五页，共33页。2)面罩和护目镜它们是防止焊接飞溅、弧光及高温对焊工面部及颈部灼伤的一种工具。面罩一般分为手持式和头盔式两种。要求选用耐燃或不燃的绝缘材料制成，罩体应遮住焊工的整个面部，结构牢固，不漏光。护目镜按亮度的深浅不同分为6个型号(7～12号)，号数越大，颜色越深。第二十六页，共33页。3)焊条保温筒使用低氢型焊条焊接重要结构时，焊条必须先进烘箱烘焙，烘干温度和保温时间因材料和季节而异。焊条从烘箱内取出后，应储存在焊条保温筒内，在施工现场逐根取出使用。第二十七页，共33页。烘干箱保温桶第二十八页，共33页。焊条的烘干焊条在存放时会从空气中吸收水分而受潮，会影响工艺性能和焊缝质量，因此焊条(特别是碱性焊条)在使用前必须烘干。一般酸性焊条烘干温度为75～150℃，保温1～2h；碱性焊条为350～400℃，保温1～2h。焊条累计烘干次数一般不宜超过3次。第二十九页，共33页。4)焊缝接头尺寸检测器用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、焊缝宽度、角焊缝厚度等尺寸。由直尺、探尺和角度规组成。第三十页，共33页。第三十一页，共33页。5)敲渣锤用来清除焊渣的一种尖锤，可以提高清渣效率。6)钢丝刷用来清除焊件表面的铁锈、油污等氧化物。7)气动打渣工具及高速角向砂轮机用于焊后清渣、焊缝修整及坡口准备。第三十二页，共33页。渣锤气铲、角磨机钢丝刷第三十三页，共33页。