焊条电弧焊的设备原理 

 焊条电弧焊采用的焊接电流既可以时直流也可以时交流，所以焊条电弧焊电源既有交流电源也有直流电源。

目前我国焊条电弧焊主要用的为弧焊变压器和弧焊整流器 （包括弧焊逆变器）两大类，前者属于交流电源，后者属于直流电源。

弧焊变压器用以将电网的交流电变成适用弧焊的交流电。与直流弧焊电源相比，弧焊变压器结构简单，制造方便，使用可靠 维修容易 ，效率高和成本低等优点，在焊接生产中占有很大比例。

  弧焊整流器目前国内主要应用时晶闸管式和逆变式，其引弧容易，性能柔和电弧稳定，飞溅少。

低氢钠型焊条必须选用直流弧焊电源 以保证燃烧文帝。

酸性焊条虽然交直流均可使用，但一般多选用结构简单且价格较低的交流弧焊电源。

焊机的线圈和线路带电部分对外壳和对地之间，弧焊变压器的一次线圈与二次线圈之间，相与相及线与线之间，都必须符合绝缘标准的要求，其电阻值均不得小于1兆欧。

焊机型号可以表示焊机的特性

焊条

1、焊条由焊芯和药皮组成。

焊芯：导电作用，又起填料作用。

药皮：提高电弧的稳定性。

防止空气对熔池的不良作用

保持焊缝金属的脱氧作用

加入合金元素提u高焊缝金属的机械性能。

药皮成分复杂 每种药皮的配方中 一般又7-9种组成，。

国产焊条 药皮类型主要分为钛钙型、低氢型等六种。

根据药皮的成分及其工艺性能的不同焊条可分为酸性焊条和碱性焊条两类。

酸性焊条：

钛型 钛钙型 氧化铁型 及锰型。 药皮的主要含氧化铁 氧化锰 及氧化钛等，氧化型比较强，致使合金元素烧损也很大，焊缝金属机械性能特别时冲击韧性较碱性焊条低。焊接时，碳的氧化造成熔池沸腾，有利于已融入熔池的气体重新一处，所以对铁锈、油脂及水分的敏感性不大。可直流交流电进行焊接。

碱性焊条

  药皮种含有大理石 萤石 并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂，所以药皮具有足够的脱氧性。

焊接时 打开i是分解为C02为保护气体。氟与氢作用形成氟化氢，与酸性焊条相比较保护气体中氢少所以又称低氢纳型焊条。

碱性焊条的焊接的焊缝金属机械性能好，特别时冲击韧性很好。主要用于重要结构的焊接。

焊条的型号和牌号

常用的焊条型号 E4303 E5015 E5016

E表示焊条 43表示熔覆金属抗拉强度最低值 420MPA 50表示490 第三位数字 0 1 表示 全位置焊接  第三第四数据 03  钛钙型药皮，交流或直流 15 低氢钠型药皮，直流反接 161 低氢钾型药皮 交流直流两用

老牌号 结 表示结构钢焊条 紧接着第一第二位数字表示焊缝金属抗拉强度 登记；第三位数字表示焊条药皮类型和适用的焊接电流种类。

结422焊条为钛钙型药皮，抗拉强度为 420MPA ；结507为低氢型药皮，抗拉爱你过度为490Mpa 采用直流电焊接。 结507表示 低氢型 直流或交流

碳弧气刨 原理 

利用碳棒 与工件之间的电弧热量将金属熔化，同时压缩空气吹掉。

 结构简单 使用方便

在清除焊缝或铸件缺陷时，被刨削面逛街，电弧下可清楚的观察道缺陷形状和深度，有利于清除缺陷。

应用：

 1、清除焊根。

2、开坡口，利用碳弧气刨开焊接坡口，特别是中厚 板焊接破口、U型坡口。

3、清理铸件的毛边、飞刺、浇冒口及铸件缺陷。

4、清理焊缝缺陷。

5、碳弧空气切割不锈钢等金属的中、薄板。

碳弧气刨的系统：电源 气刨枪、碳棒、电缆气管和压缩空气源组成。、

碳棒是由 石墨 碳加上适当的粘合剂通过挤压成型，焙烤后度铜，由圆扁半圆三种碳棒。

碳棒从钳口导电嘴道电弧端的长度为碳棒的伸出长度为 80-100mm左右  当碳棒烧损 20-30mm后 就要进行调整。 

电弧一般为 1-2mm 

刨削结束后 先断电 再断气。 

碳弧气刨 特点 

1、压缩空气 吹渣时造成大量融化金属和烟雾四处喷射，容易发生灼烫和粉尘污染。

2、操作过程中有强烈的弧光辐射。

3、压缩空气告诉喷色和产生噪声。

4、镀铜碳极在作业过程中的烧损，使烟尘中含有大量的氧化铁 和其他合金元素的蒸汽外，还有铜整齐，以及碳极粘结剂 使烟尘毒性较大。

操作：当露天作业尽可能顺风方向操作，防止吹散的铁水造成烫伤和烧损工作服。

在刨削时 碳棒伸出长度不得小于30mm

气体保护电弧焊 称为气电焊。

特点;

1、明弧操作。

2、操作简便，利于实现机械化和自动化。

3、焊接质量高，由于电弧热量集中，焊接速度快，熔池较小，热影响区小，焊接不易变形。

4、不易在野外或有风的地方焊接 

5、设备比较复杂，价格比焊条电弧焊高。

分类：

 按照电极是否融化和保护气体的不同分为：

熔化极气体保护电弧焊（GMAW）

非熔化极惰性气体保护电弧焊（GTAW）

非融化极惰性气体（氩气）保护电弧焊也称为钨极氩弧焊（TIG）

熔化极气体保护电弧焊（GMAW）可分为：

惰性气体保护电弧焊（MIG）

Ar 

 He  

Ar+He

活性气体保护电弧焊 （MAG） 

Ar+02 

Ar+C02+O2  

Ar+CO2

C02气体保护焊

分类：

 利用氩气保护介质气体保护焊统称氩弧焊 。

按照电极不同分为熔化电极和非熔化电极两种。

熔化极氩弧焊时采用连续送给的焊丝作为电极，简称 MIG焊。

非熔化极氩弧焊时采用高熔点的钨棒作为电极，钨极氩弧焊 TIG焊

 1、氩气的基本性质：

无色无味 比空气重25% 空气含量为1%  沸点-186°  （氧-183；氮：-196）。焊接纯度99.9%-99.999%。 无脱氧求氢作用。

氩气的气瓶为压缩气瓶 瓶内充装高压气体。由瓶体 瓶阀 瓶帽 防震圈组成。颜色银灰色 深绿色字体  工作压力 48MPA 容积40L 满屏装氩气 6000L （6m³）

2、C02

比空气重0.5倍，压缩才能液化 常温稳定，高温才会分解，5000K几乎能够全部分解，液态变为气态的沸点很低，为-78.9° 

瓶体C02 铝白色标准钢瓶装 写黄色C02 40L/25KG 最高环境温度 40℃

3、混合气体 

混合气体 时指的 惰性气体与氧化性气体的混合气体。

钨极氩弧焊：

原理： 使用纯钨或活化钨（钍钨 市钨）

最广泛的适用性。 

材料：几乎所有钢材，非铁金属及合金，多用于有色金属及合金。

厚度： 多用于薄件。

位置 ：多用于打底。

设备组成：

电源 焊枪及电极 供气供水系统 控制系统 （自动焊接设备还应包括焊接小车和送丝装置）

电流种类和极性：

直流 ：正接反接

交流电源。

2、直流反极性（直流反接好处）

 直流反极性具有一种去除焊缝及周围母材上氧化膜的作用，通常称为阴极破碎，现象，阴极清理作用。

可以焊接铝镁及其合金时可以使用。

交流Tig焊

电流极性程正弦状态，因此兼备直流正极性和直流反极性二者的有点。焊接铝镁 铝青铜等合金。

钨极氩弧焊焊枪及电极 

钨极氩弧焊 水冷式 气冷式

小于100A 空冷反之。

电极材料 ：要求电子发射能强，电弧稳定性好，耐高温，不易融化，有较大的许用电流；强度高以及防腐性好，不易损耗等。

目前常用的带年纪有纯钨、钍极  铈极三种

纯钨：

熔点 3410 

沸点 5927 

熔点最高金属

 纯钨发射电子的电压较高，要求 焊机具有高的空载电压另外，纯钨极在大电流或长时间的工作中，会产生烧损现象，电流越大，烧损越严重。

钍钨：

在纯钨中加入一定量的（0.7%-2.0%）的氧化钍Tho2 这种电极材料称为钍钨极。

钍是放射性物质。

钍钨与纯钨比较，具有电子发射能力枪，容易引弧、不易烧损、许用电流大、电弧稳定性好等优点，是目前使用比较普遍的一种电极材料。但是，钍钨极在生产使用中尚存在放射性危害的问题。

钍钨电极应放在地下室用铅盒保存，钨极棒打磨时，应在专用的设置有通风装置的砂轮机进行。

铈钨电极，与钍钨相比，具有以下优点：

1、用直流小电流焊接时，引弧电流小。

2、弧柱压缩程度好，温度集中。

3、烧损率下降5%-50%，使用寿命延长。

4、最大许用电流密度增加5%-8%。

5、放射剂量极低。

控制系统

控制的功能越来越复杂，不同品牌的设备i功能不尽相同。

钨极氩弧焊采用交流电源时，通常采用高频振荡器（2500V\250KHZ）来帮助引弧。高频正当其在引燃电弧2-3s即可切断。

钨极氩弧焊的有害因素

1、钍钨极中的钍就是放射性元素，但钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小，在允许范围内危害不大。如打磨时吸入体内就会内放射源。

2、高频电磁场

高频起弧时产生的高频电磁场强度在60-110v/m之间 超过了卫生标准数倍。

3、有害气体 

臭氧和氮氧化物 氩弧焊时，弧柱温度高。紫外线辐射强度大于一般电弧焊，在焊接过程中会产生大量的臭氧和氧氮化合物，尤其臭氧，浓度远远超标，是对氩弧焊最主要的有害因素。

埋弧焊

埋弧焊又称层剂下自动电弧焊，焊接时电弧再焊剂层下的液态熔渣和熔池之间燃烧，肉眼看不见电弧。埋弧焊将焊丝的送进和沿焊缝移动的这两种运动实现机械化。

分类

按照送丝方式：等速送丝 变速送丝

按照焊丝形状及数目 丝极-单丝 双丝 多丝 带极

按成形条件：双面焊，单面焊双面成形（需反面衬垫）

优点

生产效率高 大电流 焊接速度高

焊接质量好 保护效果好，冶金反应充分，焊接参数稳定，对焊工技术水平依赖性低。

焊接成本低 加工成本  节省电能 节省焊材

劳动条件好:机械话、劳动强度低、无弧光、少烟尘气体。

缺点

难以全位置焊接 采用颗粒状焊机 只适合平焊 及倾角不大的位置焊接。

对焊前装配质量高 看不见焊缝。

不适宜焊接博班/短缝、只能焊厚板、长直焊或大圆弧焊缝，当电流小时电弧不稳。

应用：

主用与平焊 直焊缝或曲率半径打的焊缝，造船 锅炉 重型机械 桥梁 石化设备。

可汗 碳素结构钢 低合金钢构 不锈钢 耐热钢 镍基合金 铜合金。不适用的焊接材料：铸铁 AL TI 等活泼金属 铅 锌等低熔点金属。

焊丝：

实心焊丝与药芯焊丝

操作安全

触电时埋弧焊的主要危险，操作不当会会弧光外露，高温高热引起的灼烫、火灾和爆炸事故。

电阻焊时压力焊接

发热量：Q=0.24I²RT

电阻焊的工艺参数

焊接电流 通电时间 电极压力 及电极形状和尺寸。

1、焊接电流和通电时间

在较短的时间内通过较大的焊接电流，称为硬参数

在较长的时间内通过较小的焊接电流，称为软参数。

钎焊 

钎焊属于固相连接 钎焊加热时母材不融化，比木材熔点低的钎料熔化，利用液态钎料在母材表面湿润、铺展与母材项目溶解和扩散，并在母材间隙中润湿，毛细流动，填缝与母材互相溶解和扩散实现零件间的连接。

软钎焊 钎料液相线温度低于450°

硬钎焊 钎料相线温度高于450°

应用位置

刀具 模具 量具 采掘工具 ；航空航天 电子通讯 核能及仪器仪表等工业领域。在石油化工原子能工业和行i谈空空 钛和锆的钎焊；贵金属的钎焊。

钎焊的应用应用十分广泛，钎焊采用的能源多种多样。用化学能火焰钎焊  炉中钎焊；；

安全特点：

火焰 爆炸 及灼烫 

高频和中频 感应钎焊 存在触电

1、火焰钎焊

能源。火焰钎焊利用可燃气体与氧气 加热范围甚广。

钎焊过程。

火焰 将钎剂溶液预先涂在接头表面上或者先将钎料棒加热，蘸以钎剂，在带到加热了的接头表面。

钎焊时应先将工件均匀的加热到钎焊温度，然后再加钎料，否则钎料不能均匀地填充间隙。对于预制的钎料的接头，也应先加热工件，避免因火焰与钎料直接结束，使其过早熔化。以软钎料进行钎焊时，还可采用喷灯加热·。

设备工具 火焰钎焊炬可以时通过气焊焊炬，也可以时专用钎焊炬。

2、感应钎焊

能源 感应钎焊时利用工件再交流电的交变磁场中产生的感应电流的电阻热来加热焊件的。它具有加热迅速、工件表面氧化少，可防止母材的晶粒长粗等优点。

钎焊过程，感应钎焊时，工件放在感应器内当交流电通过该感应器时，再交变磁场下，工件内部产生感应电流，工件被迅速加热。

焊接与切割的基本知识

焊接：通过适当的物理化学过程，使两个分离的固态物体产生原子间或者分子间结合力而i按揭成一个连接法。

焊接分类

1、熔焊：

利用一定热源，使购件的被连接部分局部熔化成液体，然后再冷却结晶成一体的方法称为熔焊。

融化焊接：

1、电弧焊 

2、气焊

3、铝热焊

4、电渣焊

5、电子束焊

6、激光焊。

电弧焊

熔化极电弧焊

非融化极电弧焊

切割原理

切割分为 热切个和冷切割

1、热切割

气割和熔割。

气割：燃烧

熔割：熔化

冷切割

冷切割事在分离金属材料过程中不对材料加热的切割方法。如高压水枪切割，将水压增至超高压（100-400MPA）后，经节流小孔（0.15-0.4mm）流出，使水压势能转变为切流动能（流速高达900m/s）利用高速高密度的水射流进行切割。

金属学研究金属及合金的成分、组织和性能及三者之间的关系，同时研究金属及合金的组织和性能与外界条件之间的关系。

1、金属结构

金属原子按一定的排列规则形成了所谓的空间晶格。

2、合金组织

两种或者2种以上的元素，其源自熔合再一起的物质，再合金。

根据元素之间相互作用的关系，以及形成晶体结构和纤维组织的特点，可将合金组织分为3类：固溶体、化合物、机械混合物。

固溶体

固溶体使一种物质的原子均匀的分布再另一种物种的晶格里而构成的固态的复合体。

根据原子再晶格上分布的形式，固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。

化合物

两种元素按照一定原子数比例组合，形成与元素晶格类型及性质完全不同的复合体，在晶格中各元素原子的相互位置使固定的，称为化合物。例如氧化铁。

金属与金属或金属与非金属之间的化合物，一般情况下有较高的硬度和脆性，并有较高的熔点和比纯金属大的电阻。

机械混合物

固溶体和化合物均为单相合金，如哦合金由两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，则称为机械混合物。

它往往比单一的固溶体合金有更高的强度、硬度和耐磨性；但塑性和压力加工性能则较差。

钢和铸铁为铁碳合金 碳含量 2.11%的铁碳合金为钢

2.11%-6.67%为铸铁。

工业上的钢 碳含量少于1.4%而其中用于制造焊接结构的钢，含碳量需要更低些。

常见钢的显微结构。

1、不同含碳钢有不同力学性能，这主要是由于含碳量不同则钢的微观组织不同的缘故。

钢的微观组织主要有 铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体、奥氏体和魏氏组织等。

铁素体

铁素体使含碳量很低的铁，他是由少量的碳和其他元素工在a-fe中形成体心立方晶格的固溶体，在低于910℃出现，铁素体的刚度和硬度较低，但塑性和韧性很好。

渗碳体 FE3c

渗碳体是铁和碳的化合物，其分子式 FE3c,它的性质与铁素体相反，硬度高，但强度低，脆性大，延伸率和冲击韧性都极差。随着钢中含碳量的增加，钢种渗碳体的量也增多，钢的硬度强度增加，塑性韧性下降。

珠光体

 铁素体渗碳体混合在一起的结构，及铁素体和渗碳体晶体的机械混合物。它旨在低于727°才存在，这一混合结构的平均含碳量0.77%

奥氏体

奥什体具有面心的立方晶格，他是碳在 Y-Fe中的固溶体。碳钢中奥氏体只出现在高温区域内，在低于727°以后，奥氏体就随钢合金中含碳量的不同，分别转变为铁素体、珠光体和渗碳体。

奥氏体具有低硬度和强度，但是塑性和韧性良好。

马氏体

马氏体式碳在a-fe中过饱和的固溶体，马氏体的体积比相同重量的体积大，因此，由奥氏体转变为马氏体时体积要膨胀，局部体积膨胀后引起内应力往往导致零件变形、开裂。

马氏体，分为低碳马氏体和高碳马氏体。

高碳淬火马氏体

低碳淬火马氏体。

魏氏组织

是一种过热组织，是由彼此交叉越60°铁铁素体针嵌入基体的显微组织。碳钢过热晶粒长大后，高温下的晶粒组大的奥氏体以一定的速度冷却室，很容易形成魏氏组织。粗大的魏氏组织使钢材的塑性和韧性下降，使钢变脆。

铁碳合金状态图使表示在平衡状态下，不同成分的铁塔合金在不同温度下得到的晶体结构和显微组织的图形，因此又称为铁碳平衡图。

钢的热处理

将金属加热到一定的文图，并保持一定时间，在以一定的速度冷却到室温，这个过程称为热处理。

在冷却过程中，不同的冷却速度对钢的组织变化，会产生很大的影响。

1、淬火

将刚加热到ACM或A3以上30°-70度 在温度保持一段时间，等金属全部转变为奥氏体，然后再水中或油中快速冷却，而形成马氏体。

含碳量小于0.25%的低碳钢因含碳量低，不易淬火形成马氏体。淬火后可以提高钢的硬度及耐磨性。

在焊接中碳钢和某些合金钢时，近缝区可能发生淬火现象而变硬，易形成冷裂纹。

回火

催货后进行回火，可以保持一定强度的基础上回复钢的韧性。

回火的温度不同分为 

低 中 高温回火 

钢在淬火后再进行高温回火，这一连续的热处理操作称为调质。

正火

将钢再AC3或者ACM以上30°-50°，保温一定时间案后，再空气中冷却，得到珠光体类组织。这一工艺过程为正火。

判断题：

直流弧焊机工作时，正极温度高于负极温度。

焊接电弧由弧柱、阴极区和阳极区组成

电弧的本质：电弧本身就是气体的放电现象。

弧焊电源的短路电流不应超过焊接电流的50%

焊条钢芯H08的08表示平均含碳量为0.08% 一般焊条钢芯的平均含碳量是万分之一（0.01%）作单位的。

酸性焊条的特点是在药皮中主要含有氧化铁、氧化锰及氧化态等（酸性氧化物） 。

碱性焊条在焊接过程中析出的有害气体较多

酸性焊条要储存应干燥，一般只需要杜文公干 70-150度  碱性焊条要求严格烘干 ，一般为350度-450度 保温2h

焊条型号：E4303 E表示焊条 43表示熔覆金属抗拉强度最低值 420MPA 第三位数字0或者1均表示适用于全位置焊接；第三位第四位数字03 钛钙型药皮、交流或直流，故为酸性焊条。

E5016是碱性焊条  16表示低氢钾型药皮、交流或直流两用。低氢钾型焊条为碱性焊条。

5015表示低氢纳型药皮、直流反接。

酸性焊条工艺性能好。稳弧性、脱渣性、焊缝成型均好 碱性焊条工艺性交叉。稳弧性脱宅选哪个焊缝成型较差。

碳弧气刨电源机型一般采用直流反接。

碳弧气刨功率大用大电源

焊机牌号中，第一项表示焊机大类，如B表示交流弧焊变压器，Z表示弧焊整流器，A表示旋转式直流弧焊发电机，W表示钨极氩弧焊机，M表示埋弧焊机，N极表示熔化焊极气体保护焊机等。

第二项表示 同一大类中几个小特性名称 

弧焊电源中X表示下降外特征，P表示水平特性

电弧焊机种，Z表示自动弧焊机，B表示半自动弧焊机。

多层多道焊第一层焊缝应该选择较小的焊接电流。

二氧化碳气体保护焊通常采用直流弧焊电源。

氩气气瓶瓶体银灰色 漆由氩气深绿色字样。

熔化极氩弧焊中，不存在高频电磁场生理伤害。

埋弧焊焊剂HJ431属于高猛高硅低氟型焊剂。

Hj表示 埋弧焊及电渣焊熔炼焊剂 

4表示为高锰型

3表示焊剂为高硅低氟型

1表示编号为1

X表示焊剂粒度为60-14目。

电阻焊 软参数与硬参数。

闪光对焊是由预热 闪光和顶端三个过程组成。

碳弧气刨 在垂直位置应由上向下移动。

钨极氩弧焊焊接  铝镁 及合金为交流 其他金属均采用直流 通常以直流正接为主

异种钢焊接 用强度低 韧性好的焊条。

交流弧焊电源 时结构特殊的降压变压器。

碳弧气刨伸出碳棒长度为80-100MM

二氧化碳气瓶内CO2的储量不能用压力来表示 

需要弄清楚焊机电源的数字特性。

焊条电弧焊的选择电源种类和极性的根据时药皮的种类

标准规定的焊条电焊机的额定负载持续率为60%

P与铁结合冷裂纹

S与铁结合 热裂纹

熔化氩弧焊主要有害时有毒气体 

手把焊 焊接烟尘

钨极氩弧焊  高频磁磁场

焊接与切割安全基础及劳动卫生防护相关知识

安全带应该高挂低用

高温作业的类型

刚问 强热辐射作业

高温高湿