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Page 1: 化工容器、设备主要受压部分,其接头形式按受力情况和所处位置分为 A 、 B 、 C 、 D 四种类型,如图 1 — 1 — 1 所示 .

第一单元 铆焊工基本知识 课题一 焊接基本知识 分课题一 化工设备焊接结构基本知识

化工生产中所用的设备种类很多,按设备在生产中的作用原理分为反应压力容器,换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。这些设备都由一个压力容器和内部件组成,容器又都是由简体、封头.法兰、接管、支座等零部件组成。这些零部件通常采用冷加工或热加工成型后,用焊接方法制造,是一种典型的焊接结构。

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在压力容器中,焊接接头的主要形式有对接接头、角接接头,搭接接头等。对接接头的强度可与母材相等,受力也均匀,因此重要焊缝一般采用对接形式。角接接头多用于管接头与壳体的连接,搭接接头多用于受压部件与受压壳体的连接

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化工容器、设备主要受压部分,其接头形式按受力情况和所处位置分为 A 、 B 、 C 、D四种类型,如图 1—1—1 所示.

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对压力容器中各种焊接接头做简要说明

1 、接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均屑 D 类焊接接头,但已规定为A 、 B 类的焊接接头除外

2 、主体的焊接接头 主体的焊接接头主要是简体和封头的纵、环

缝。它们原则卜选用对接接头.开坡 FIH 十其坡口尺寸应符合 GB / T 989 1988 《气焊、手工电弧焊及气体保护焊坡口形式与尺寸》及GB / T 986 1988 《埋弧焊坡口形式与尺寸》

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3 、接管的焊接接头 接管的焊接接头大多为角接接头,其焊透性差,探伤困难。焊缝质量的好坏对容器的使用寿命起决定作用,接头设计时应注意下述几点。 ①有条件双面焊时尽量采用双面焊.厚度大于 20mm 时,采用双面坡门。 ②接管与壳体的焊接尽量从外侧焊.要求全焊透时,应采用带垫板结构。 ③无法双面焊时,可采用氨弧焊打底,单面焊双面成型

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4 .钢凸缘与管嘴的焊接接头 对不承受脉动载荷的容器,凸缘与壳体可采用角接接头.压力较高时,应采用对接接头连接凸缉。

5 .法兰与接管的焊接接头 这类接头有对接、角接两种形式.工作压

力扒≤ 2 . 5MPa 时町采用角接接头.工作压力较高时采用对接接头。

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圆筒部分的纵向接头 ( 多层包扎容界层板纵向接头除外 ) ,球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头,均属 A 类焊接接头。 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头.均属 B 类焊接接头.但已规定为 A 、 c 、 D 类的焊接接头除外。

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平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体,接管连接的接头,内封头与圆筒的搭接接头,以及多层包扎容器层板纵向接头均屑 C 类焊接接头

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分课题二 焊接接头形式及坡口 用焊接的方法连接的接头称为焊接接头。

焊接技头由焊缝 1 ,熔合区 2 和热影响区 3三部分组成,如图 1 1—2 所示。

虽然新的焊接方法不断出现,焊接接头的类型也日益增多,但应用最广泛的焊接方法仍是熔焊,特别是在锅炉及压力容器生产中。奉章节将以熔焊接头为重点进行叙述。

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一、焊接接头的形式 在焊条电弧焊中.由于焊件的厚度、结

构形状及使用条件不同.其接头形式及坡口形式也不相同.根据国家标准 GB / T 985—1 988 规定焊接接头形式主要有对接接头、角接接头、 T 形接头和搭接接头四种。有时焊接结构还有其他类型的接头形式,如十字接头、端接接头、卷边接头、锁底接头、套管接头及斜 T 形接头等。

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1 .对接接头 概念:对接接头是指两焊件表面构成大于或

等于 135’‘ 小于或等于 180‘夹角的接头 特点:这种接头从力学角度看是比较理想的

接头形式,它的受力状况较好,应力集中较小;能承受较大的静载荷或动载荷,接头效串高,是焊接结构和锅炉压力容器受压元件应用最多的接头形式

常见对接接头的坡口形式

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为保证焊接质量、减少焊接变形和焊接材料的消耗,需要把工件的对接边缘加工成各种形式的坡口,再进行焊接.坡口形式主要分为 I形坡口、 V 形坡口、 Y 形坡口、U 形、 J 形及双 U 形或 UY 组合形坡口,单边 V 形、双 V 形或双Y 形坡口等

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2 .角接接头

概念:角接接头是指两焊件端部构成大于 20’ ,小于 135‘夹角的接头

特点:角接接头一般用于不重要的焊接结构中。根据焊件厚度的坡口准备的不同,

坡口形式:角接接头可分为 I 形坡口,单边 Y形坡口、 Y 形及双单边 Y 形坡口等。但开坡口的角接接头在一般结构中较少采用

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3 、 T 形 ( 十字 ) 接头 概念: T 形 ( 十字 ) 接头是指一焊件端面与另

一焊件表面构成直角或近似直角的接头形式 。 特点: T 形接头在焊接结构中被广泛采用,特别是在造船厂的船体结构中,约 70﹪的焊缝是这种接头形式 。 T 形 ( 十字 ) 接头作为一殷的连接焊缝,钢板厚度在 2~30mm 时,可不开坡口。若 T 形接头的焊缝要求承受载荷,则就按照钢板厚度和对结构强度要求,可分别选用单边 v 形、双单边 v 形和双 u 形等坡口形式,使接头能焊透,保证接头强度 。

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坡口形式:丁形 ( 十字 ) 接头可分不开坡口.单边 V 形、双单边 V 形及双 U 形四种

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4 .搭接接头

概念:搭接接头是指两部件部分重叠在一。起进行焊接所形成的接头

特点:该接头强度较低,尤其是疲劳极限低,只用于不重要的结构 。不开坡口的搭接接头,一般用于厚 12mm 以下钢板.其重叠部分长度由设计决定。当重叠钢板面积较大时,为保证强度可分别选用圆周内塞焊或长孔内角焊的形式。圆孔和长孔的大小和数量根据板厚和对结构的强度要求而定。

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坡口形式:搭接接头可分为不开坡口.圆孔内塞焊、长孔内角焊三种形式,

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二.坡口的加工

坡口的加工方法可根据工件尺寸、形状及加工条件选择,一般有以下几种方法

(1)剪边 I 形坡口可在剪扳机上剪切加工,或 气体火焰切割。

(2)刨边 用刨床或刨边机加工坡口,有时也 可采用铣削加工。

(3)车削 用车床或车管机加上坡口,适于加 工管子的坡口。

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(4) 热切割 用气体火焰或等离子弧手工切割或 自动切割机加工坡口。可切割出 v 形或Y 形、 双 Y 形坡口,如球罐的球壳板坡口加工。 (5)碳弧气刨 主要用于清理焊根时的开坡 口,效串较高,但劳动条件较差。 (6)铲削或磨削 用手工或风动工具铲削或使 用砂轮机 ( 或角向磨光机 )磨削加上坡口。效率低,多用于有缺陷时返修部位的开坡门。

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三、焊接位置

熔焊时,焊接件接缝所处的空间位置称为焊接位置,一般用两个参数来表示。

(1) 焊缝倾角 焊缝轴线与水平面之间的夹角,如图所示

见课本

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四、焊接坡口 概念:焊接坡口是指根据设计或工艺需要,将

焊件的待焊部位加工成一定几何形状,经装配后形成的沟槽 。

1 .坡口的选择 开坡口主要是为了保证接头质量和方便施

焊.坡口形式主要取决于焊接方法、焊接位置、板材的厚度、熔透要求及经济合理性等因素

同厚度的工件,采用双面 V 形或 Y 形坡口比单面 v 形或 Y 形坡口可节省较多的焊接材料、电能和工时。选择适当的坡口形式,配合合理的工艺,还可以有效地减小焊接变形.

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另外选择坡口应考虑以下问题: ①应尽可能地提高生产率,节省填充金属; ②是否能保证焊透; ③坡口的形状是否容易加工; ④焊后焊接变形应尽可能小

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2 、焊缝转角 概念:通过焊缝轴线的垂直面与坡口的二等分

平面之间的夹角 常用的焊接位置如下 (1) 平焊位置 指焊缝倾角 0~ 5° 、焊缝转角

0~ 10° 对接位置。 (2)横焊位置 指焊缝倾角 0~ 5° 、焊鞋转角

70°~ 90°( 对接焊缝 ) ,焊缝倾角 0~ 5· ,焊缝转角 30~ 55°( 角焊缝 ) 的焊接位置。

(3)立焊位置 指焊缝倾角 80~ 90° 、焊缝转角 0~ 180° 的焊接位置。

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(4)仰焊位置 指焊缝倾角 0~ 15° 、 焊缝转角 165°~ 180°( 对接焊缝 ) .焊缝慎角 0°~ 1 5° 、焊缝转角 11 5°~ 180°( 角焊缝 ) 的焊接位置。

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分课题三 焊缝类型与焊接符号

一、焊缝类型 焊缝是焊接接头的主体部分,按不同的分类

方法可分为下列几种形式: 1 、按焊缝在空间的不同位置分类 (1) 平焊缝 在平焊位置施焊的焊缝。 (2)立焊缝 在立焊位置施焊的焊缝。 (3)横焊缝 在横焊位置施焊的焊缝。 (4)仰焊缝 在仰焊位置施焊的焊缝

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2 .按焊缝的不同结合形式分类 (1) 对接焊缝 在工件的坡口面间或一零件的坡 门面与另一零件表面间焊接的焊缝,称为对接焊缝。对接焊缝一般情况下是指对接接头的焊缝,但有时根据结构要求, T 形( 十字 ) 接头也町形成对接焊缝。 (2) 角焊缝 角焊缝是指沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。角焊缝在载受力时,其应力集中较严重,其承载能力比对接焊缝差。

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3 .按焊缝的不同断续情况分类

(1) 连续焊缝 沿接头全长连续焊接的焊缝称 为连续焊缝。

(2)断续焊缝 沿接头全长焊接具有一定间隔的焊缝称为断续焊缝。它又可分为交错式焊缝和链状焊缝两种。

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4 .按焊缝的不同作用分类 (1) 承载焊缝 ( 工作焊缝 ) 指焊件上用作承受载荷的

焊缝.它将焊接结构的作用力从一零件传递至另一零件,对它必须进行强度计算。

(2) 非承载焊缝 (联系焊缝 ) 指焊件上不直接承受载荷而只起连接作用的焊缝。它是特两个或更多个零件连成一个整体,以保持其相对位置,该焊缝不传递零件间的作用力,一般不影响整个结构的安全,因此,通常不进行强度计算。

(3)密封焊缝 指构什上主要用于防止流体渗漏的焊缝。密封焊缝可以同时是承载焊缝或是非承载焊缝。

(4) 定位焊缝 指焊前为装配和固定焊件接头的位置而焊接的长度较短的焊缝.

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5 .按焊缝的形状及在接头处的位置不同分类 (1) 端接焊缝 指构成端接接头所形成的焊缝。

常用于要求密封的接头中。 (2)塞焊缝 指两零件相叠,其中一块开圆孔,

在圆孔中焊接两板所形成的焊缝。这类焊缝主要用于搭接接头强度不够或反面无法施焊的情况。

(3)卷边焊缝 指在工件卷边处施焊所形成的焊缝

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二,焊缝符号焊缝符号指在图样上标注焊接方法、焊缝形式和焊接尺寸等技术内容的符号,是一种工程技术语言 1 .焊缝符号的组成 (1) 基本符号 ( 2)辅助符号 ( 3)补充符号 ( 4)指引线 ( 5)焊缝尺寸符号 2. 焊缝符号表示法

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分课题五 焊接结构生产工艺流程简介

工艺过程都有大致相同的生产步骤:材料入库—零件加工——装配——焊接——校正与处理 ----涂漆与包装一成品.

一、生产组织与准备 二、材料加工 三、装配与焊接 四、结构质量检验与安全评定

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复习思考题

1 化工容器中 A , B 、 C 、 D 四类焊接接头是如 何划分的 ?

2 .焊接接头的形式有哪几种 ? 3 .焊接坡口的加工方法有哪些 ? 4 .焊缝是怎样分类的’每种分类方法中各

有哪些类型的焊缝 ?

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5 .焊缝符号由哪些部分组成 ? 在标注时应表达出哪些内容 ? 6 .焊接接头设计的内容有哪些 ?设计时应注意哪些问题 ?

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课题二 铆工基本知识

分课题一 铆工工作内容及技术特点 一、铆工的工作内容 1 铆工操作的基本内容有矫正、放样、下

料、切割、弯曲、冲压、拼装组对及焊前准备等

2 操作工序

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二、铆工技术特点

1 、装配中的各种装配技术都已成为一个独立 的工种,内容较为广泛

2 、铆工集体配合性强 3 、体力劳动强度较大 4 、作业面广,劳动强度大。集体作业多,不安全因素较多 。

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三,学习要求

1 、具有较广泛的基础知识 2 、树立集体作业观念和团结协作精神 3 、搞技术革新,提高工作效率 4 、安全放在首位,坚持文明作业

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分课题二 铆工打锤训练及注意事项 一、大锤的种类及用途 大锤分单顶、圆顶和双顶三种 二、打大锤的分类和姿势 1 、分类:打大锤按工件的需要分 ( 1)抱打 ( 2)抡打 (3)横打 (左、右撇打 ) (4)仰打 (朝天打 ) 。 (5)同时还有冷打、热打之分 2 、姿势及训练

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(1)抱打大锤训练 ①抱打大锤时两脚位置 ②抱打右撇锤的姿势和要领

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( 2 )抡打大锤训练 ①抡打时两脚的位置 ②抡打的姿势和要领

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( 3)横打大锤训练 ①横打时两脚的位置 ②横打的姿势和要领

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( 4)打大锤的操作要领 ① 打锤前,选择好站立位置。并与工作物保 持适当的距离。

②左手紧握锤柄的后端约 200mm 处。右手拿在锤柄中部适当位置.为了使大锤运用自如。工作中,右手可顺柄的后半部做上下方向滑动。

③ 打锤时,两臂,两腿和上身的动作必须协调一致,身体重心保持平衡.这样才能做到平、准、有力.姿势正确,安全可靠。

④锤击时,要注意适当的轻、重、快、慢.并利用落锤的回弹,迅速将大锤提起。连续进行锤击。

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( 5)打大锤的安全注意事项 ① 打锤的位置及四周不准有妨碍操作的障碍物,操作者脚下应平整,便于站立。

②检查锤柄安装是否松动,有无裂纹。 ③ 起锤时.应环顾身前.身后是否有人.以免伤人.

④手提锤柄严禁戴手套,以防大锤滑出. ⑤注意防止锤柄端部搅拌衣袖,发生走锤的危险。

⑥两人工作时,避免相互对面工作,以防铲屑、锤头飞脱,发生人身事故.

⑦精神集中,听从指挥,随时注意工件的变化和所需锤击力的大小

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复习思考题 1 .铆工技术有何特点,学习时应注意哪些问题 ? 2 .试述抱打、抡打和横打大锤的基本要领.

3 .打大锤时应注意的事项有哪些 ?

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课题二 化工检修常规焊接方法和技术

分课题一 焊条电弧焊 目前,焊接的应用范围很广,焊接方法的

种类也很多,但手工电弧焊,仍然是焊接生产中的主要方法。据介绍,手工电弧焊焊条的焊芯量占焊接材料用钢量的 60~ 80%,这充分说明手工电弧焊在焊接生产中占有重要地位。

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一、焊条电弧焊原理及特点

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1 .焊条电弧焊原理 接触短路 —— 引燃电弧 —— 局部熔化—— 形成熔池 —— 药皮冶金反应 —— 冷却结晶 —— 形成焊缝 。

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2 .焊条电弧焊的特点 (1)上艺灵活、适应性强 (2) 应用范围广、质量易于控制 ( 3)设备简单一、成本较低

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二。焊条电弧焊电源 概念:电源是在电路中向负载提供电能的装置,焊条电弧焊电源则是为电弧负载提供电能并实现焊接过程稳定的电气设备,即通常所说的焊条电弧焊焊机。为了区别其他电源.也称弧焊电源 。

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1 .对弧焊电源的要求 要想提高焊接工作质量,得到优质的焊接接头,焊接电源要保证焊接电弧的稳定燃烧,并在焊接中保证焊接电流和焊接电压稳定,而且能够根据焊接材料和焊条直径的不同来随时调节焊接电流和电压。影响电弧稳定燃烧的因素很多,其中主要是:焊接电源、性能 · ,电流种类,焊条性能,焊接规范,焊工操作技术等。因此,手工电弧焊对焊接电源提出一些基本要求

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(1) 焊机必须具有陡降的外特性 (2) 要有适当的空载电压 (3) 能承受瞬时短路电流 (4)必须具有适当的功率和焊接规范的调节 特性良好 (5) 要有合适的弧焊电源动特性

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(1) 弧焊电源的外特性,按照焊接方法的需要,焊接电弧的静特性大体分以下几种。 ①下降特性: 这种特性适用于手工焊条电弧焊。其弧柱的电流密度较小,弧柱截面可以自由膨胀,随 I 弧增大, U 弧下降,如下图所示。

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② 平直特性: 这种特性适用于手工焊条电弧焊、埋弧 自动焊、钨极氩弧焊。其弧柱电流密度中等,弧柱截面可以自由膨胀,随 I弧增大, U 弧几乎不变,如下图所示。

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③上升特性 : 此特性适用于埋弧焊 (细丝 ) 、熔化极气体保护焊。其弧柱电流密度较大或受大气压缩,弧柱不能自由膨胀,随 I弧增大, U 弧上升,如图所示

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小结 弧焊电源的外特性 : 弧焊电源外特性是指在规定的范围内,弧焊电源稳态输出电流与端电压的关系。从电弧的静特性曲线可知,为达到焊接电弧由引弧到稳定燃烧的目的,要求电弧按照一定规律性来供给电压和电流。即要求电源在引弧时能供给高的电压和较小的电流,当电弧稳定燃烧时,电流增大,而电压急剧下降。能满足这一要求的电源,称为陡降外特性电源。在坐标图上表示出这种电源的外特性曲线,称为电源陡降外特性曲线,如下图所示

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2 .弧焊电源的分类及型号

(1) 弧焊电源的分类、特点 : 按结构原理不同可分为交流弧焊电源、直流

弧焊电源和逆变式弧焊电源三种类型 按电流性质可分为直流电源和交流电源 ① 弧焊变压器. ②直流弧焊发电机 ③ 弧焊整流器 ④弧焊逆变器

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(2) 弧焊电源型号的编制 我国焊接电源 ( 焊机 ) 型号是按 GB10249 一 88统一规定编制,它采用汉语拼音字母和阿拉伯数字来组成。焊机型号组成形式如下所示:

口口口口—— X X X 口口 前部分第一个字为大类名称。 “ A”表示发电机, “ Z”表示整流器, “ B”表示变压器。

第二个字表示焊接电源的外特性种类, “ X”表示下降外特性,“ P” 为平外特性, “ D” 为多用外特性

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第三个字为附加特征。若没有字,就表示是同轴电动发电机组,若是“ D”表示单一发电机, “ Q”表示汽油机拖动, “ C”表示柴油机拖动,( 以上均为焊接发电机 ) , “ X”表示、硒整流器,“ G”表示硅整流器 “ Z”表示锗整流器 ( 以上为焊接整流器 ) , “ L”表示铝绕组 ( 焊接变压器 ) ,

第四个字表示系列产品序号 横线后面的数字代表焊接电源的额定电流值,型号后半段的第一个字表示基本规格 第二个字表示派生及改进序号, 第三个字表示特殊环境 型号中的基本规格和派生及改进序号,均用阿拉伯数字表示

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例如: AX 一 320 型一陡降外特性直流弧焊发电机,额定电流为 320安培。 AXD1 一 500TH 型——陡降外特性单一弧焊发电机,额定电流为 500安培,供湿热带用。 BX1 一 300 型——陡降外特性弧焊变压器。额 定电流为: 300安培。 ZPG6—1000 型——平外特性硅焊接整流器,额定电流为 1000安培,多头焊机

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注意:额定焊接电流是对弧焊电源规定的电流使用限额,超过额定值工作称为过载,但额定焊接电流不是最大焊接电流.

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特殊环境的代表符号列表特殊环境的代表符号列表

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( 3) 焊接变压器 ( 电弧焊机 ) 的技术指标 BX 一 500 型交流弧焊机铭牌

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每台焊机上都有一个铭牌,铭牌上面标示着焊机的主要技术指标。如上例。 铭牌上各技术指标说明:型号;表示焊机的类型、规格,便于设计,制造,使用等。编号:是生产单位用以统计生产指标。相数:表示输入到焊机的电源线是单相的还是三相的。一般交流焊机多是单相,而直流焊机多为三相。周率:就是交流电频率,即 50赫芝。

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初级电压:是指输入电压,一般是 380V或 220V 。交流弧焊变压器是 380V 。直流焊机一般由一个电动机和一个弧焊发电机组成,网络电流 ( 电源线 ) 与电动机相接,若网络电压是三相 380V 电动机定子绕组为“ y” 形接法。若网络电压为三相 220V ,则电动机定子绕组应为“△”形接法,其表示方法是 220V / 380V 、△/ y

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3 .常用焊条电弧焊电源简介 (1)BX3—300 型弧焊变压器 ① 外部构造:如下图 ② 内部构造:如下图 ③ 工作原理:如下 ④工作特点:如下

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工作原理; BX1 一 330 型交流弧焊机的工作原理。见图。焊机空载时,由于无焊接电流通过,电抗线圈不产生电压降,故形成较高的空载电压,便于引弧。焊接时,次级线圈有焊接电流通过,同时在铁芯内产生磁通,这部份磁通经过可动铁芯然后回到第二次线圈而构成回路,这种磁通称为漏磁通。在漏磁式变压器中,可动铁芯成为漏磁通的闭合回路。铁芯磁阻很小,因此漏磁通很大,漏磁通在二次线圈内感应出一个反电动势,这样,电压就降低。短路时,工作电压为零,二次线圈电压几乎全部被反电动势抵消,这样就限制了短路电流

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BX3—300 工作原理: 通过丝杆连接,转动手柄可使二次侧绕组上下移动,以改变一次、二次侧绕组间的距离,从而调节焊接电流的大小。 焊接电流的调节有两种方法,即粗调节和细调节。粗调节是通过改变一次、二次侧绕组的接线方法( 接法 I 或接法Ⅱ ) ,即通过改变一次、二次侧绕组的匝数进行调节,当接成接法 I 时空载电压为 75V ,焊接电流调节范围为 40~ 125A;当接成接法Ⅱ时,空载电压为 60V ,焊接电流调节范围 115~ 400A 。

细调节是通过手柄来改变一次、二次侧绕组的距离来进行的,一次、二次侧绕组距离越大,漏磁增加,焊接电流就减小;反之,焊接电流增大。

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工作特点: 交流弧焊机 (即焊接变压器 ) 是指手孤焊电源中最简单的一种;交流电焊机供给焊接的电源是交流电,其电弧稳定牲比直流电源的电弧稳定性要差,但由于交流弧焊机具有构造简单;维护方便,效率高,节省电能和材料,焊接时不易产生磁偏吹等优点。因此,交流弧焊机仍得到广泛应用,在工厂中常用的焊机有动铁式,同体式、动圈式等

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( 2)整流弧焊机 我们使用直流电焊机所得到的焊接电流是直流电。直流电焊机具有引弧容易,电弧稳定,焊接质量好。三相电网负荷均匀等特点。目前使用的旋转直流弧焊机种类很多,但都是在一般直流发电机的基础上采用特殊的结构,使它们具有下降特性和良好的动特性,以及在空载电压变化不太大的情况下,电流能在较大的范围内均匀调节等性能,以满足焊接工艺要求。 1 . AX 一 320 型直流弧焊机 AX 一 320型 (AT 一 320 型 )直流弧焊机是目前使用较广的一种焊机,属于裂极式类型

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1) 外形尺寸: 1202X 600X 992毫米 , 重量:560公斤

2)技术数据: 弧焊发电机:空载电压 50—80伏 工作电压 30伏 电流调节范围 45~ 320安

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(3) 弧焊逆变器

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三、手工焊机的外部接线 1 、各种焊机都要接受外电网的供电才能成为焊接电源。焊机通过闸箱与外电网连接,以及焊机与焊把、焊件的连接统称为外部接线,只有完成了对焊机的外部接线才能形成焊接回路,所以焊接回路中一般包括外电网电源、闸箱,焊机,电板及连接电缆等。

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2 、任何一台交流电焊机都有两套接线柱、一套由焊接变压器一次线圈引出,应与外电网连接,称为一次接线柱。另一称为线柱由变压器第二次线圈引出,应与焊件、焊把连接,套接二次接线柱。由外电网到焊机要有闸箱控制及保险箱保护,外电网是三相交流电,引到闸箱通过保险丝后,有三个接线柱,焊接变压器,一般是两相的,一次电压,一般是 380V ,一次线圈只有两个接线柱,只要用一定规格的电缆线把变压器一次接电柱与外电网三个接线柱的任意两个连接起来,就能满足外电网对焊接电源的供电。

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3 、焊机的二次接线柱有两个接头,一个要与焊件相连接,另一个要与焊把相连接,这样通过电弧形成回路。由于是交流电,所以焊把或焊件都可以接在焊机的二次接线柱的任一个接头上。平时。我们把连接焊件的那根电缆线叫做“地线”把连接焊把的电缆线叫做“把线 "

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四、焊机的保养和维修( 一 ) 焊机的使用 正确的使用焊机可以延长焊机的寿命,利于生产。因此,每个焊工都应该正确地、合理地使用焊机,要正确合理地使用焊机,应注意以下几个问题: 1)每个焊机的铭牌上都标有该焊机的主要技术数据,焊工应按规定的技术数据使用,不得超载使用。 2)调节电流或改变极性时,应在空载状态下进行。

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3) 焊机工作时,不允许有长时间短路,特别注意在非焊接时间里,是否有焊把与焊件接触的短路现象。 4) 在使用焊机前,应做必要的检查,以避免发生损害焊机的事故发生。

①首先应检查连接导线各接头是否有松动,如发现松动,应立即将螺母拧紧。 ②应检查闸箱的保险线或熔片是否完好,还要检查调节性能是否完好

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③ 对直流焊机要检查极性是否接对,检查发电机电刷和.发电机枢 ( 简称铜头 )摩擦是否均匀,铜头上是否清洁无污。如发现铜头有不均匀或污物,应用细砂纸磨平擦净。还要注意铜头是否转动自如,可用手拨动,观察是否有障碍,若有障碍应立即修理。 起动时,应注意铜头旋转方向是否正确。若出现反转。应立即停车,改变接线,使铜头接规定方向旋转,同时还要注意转动是否有杂音,若有声音不正常,也应停车检查修理。 ④检查焊机各转动部位是否有障碍物,以防止各转动部分遭破坏

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( 二 ) 对焊机的保养:合理地保养焊机是延长焊机使用寿命的一个重要措施。每个焊工必须注意保养焊机,其重点是:1 、应把焊机放在干燥通风处,并要保持焊机的平衡。 2 、使用后,应用帆布罩盖好,以防止灰尘或雨水侵入焊机内部。 3 、移动焊机时,不应使焊机受剧烈的震动。 4 、应经常给焊机调节装置的螺杆、螺母等部件上润滑油,以保证这些部件正常工作。同时要检查各接线板是否有烧坏或其他损坏现象。 5 ,应经常检查焊接电缆是否有破裂处,如有破裂处,应立即用绝缘漆布包好,以避免和焊件相碰而产生短路。

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(三 ) 焊机的常见故障及排除故障现象原因 排除方法焊接变压器过热过载1 .打开焊机外罩,使 通风良好。 2 .减小电流。焊机冒烟,甚至被烧毁。 1 .过载 2变压器线圈的绝缘 损坏 1立即拉闸,停止使用。 2修理变压器,重新缠上良好的包布。导线接线处过热,以至接线板被烧坏。接线柱螺丝太松 1拧紧螺丝。 2更换接线板。可动铁芯与制动螺杆松动,焊接时,电流忽大忽小。螺杆受损或装配不好 更换螺杆或调整 螺杆。铜头不转,发出不正常的声音。

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单相 1闸箱有问题,应把 闸合好,三相都保 证接触。 2 保险丝出问题,检查保险丝或熔片有损坏要换。铜头反转 三相接线不对应 调换电源接线的中间 和边上两个接头。焊接时,电 弧不正常。极性接错检查接线,倒换电极 接线。焊机不发电 1铜头太脏 2碳刷和铜头不接触 3自激发电机剩磁不 足。 1清理铜头污物,更 换碳刷,使碳刷和 铜头接触良好。2 用其他直流电源对 发电机充电。 焊机过热1 使用过载 2发电机内部线圈损 坏 1停止使用,待冷却 后减少负荷 2修理焊机

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五、手工电弧焊工具 为了保证焊接过程的顺利进行,保证焊工安全,手工焊时应备有下列各种工具和辅助工具。 1 、电焊钳 电焊钳作用是夹住焊条和传导电流。它主要由上下钳口,弯臂,弹簧,直柄,胶木手柄及固定销等组成。焊钳的构造,对焊接质量影响很大,为此,对电焊钳有导电性能好,重量轻,夹住焊条要牢固及换装焊条要方便等要求

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常用焊钳型号 G 一 352 ,能额定通过电流300安培,连接焊接电缆的孔径为 +14毫米。适用焊条直径 2—5毫米,重量 0 . 5公斤,外型尺寸 250X 80X40毫米。其导电部份用紫铜制成,焊钳的外壳均用胶木粉压制的绝缘罩壳保护,上下钳口的罩壳用绝缘耐热纤维塑料压制而成,并依靠弹簧的弹力夹住焊条。

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2 、电缆线的选择 电焊机的外部接线都是由绝缘良好的电缆线来完成。电缆线的选择包括与电网相接的“后线”,还有“把线”和“地线”等。 1 、后线的选择:直流焊机的后线是三芯电缆,其导线 T截面积 S接下式选择: S=I/j 式中: I 一通过导线的电流,在每个焊机的铭牌上都有注明。 j——流过导线的电流密度,常以j=4~ 9安/ (毫米 )2 。

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算得截面积后,再从“电子手册”中查到三芯电缆线的规格。 上述两种直流焊机,其后线规格见表。

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交流焊机的后线是双芯电缆,导线截面积的选择与直流 焊机相同。流过导线的电流在焊机的铭牌上有标明。这样, 我们可以求得下列焊机后线的规格

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把线的选择焊接电缆的作用是传导焊接电流,一般应满足下列要求;①一般要求用多股紫铜软线制成,要具有足够的导电截面积。 ②容易弯曲,柔性要好,这既便于操作,又减轻焊工劳动强度,③绝缘性良好,以免发生短路,损坏电焊机。焊接电缆截面积大小应根据焊接电流大小来决定。焊接电缆截面积和允许焊接电流如下最大焊接电流最大焊接电流 ((安培安培 ) 200 300 450 600) 200 300 450 600焊接电缆截面积焊接电缆截面积 ((毫米’毫米’ )25 50 70 95)25 50 70 95

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三,面罩及护目玻璃 面罩的作用是保护焊工的面部,免受强烈的电弧光和金属飞溅灼伤。面罩有手持式和头戴式两种,可根据工作者的 ·需要而选用。 面罩是由轻而坚韧的深褐色或暗红色纤维板制成。在面罩的正面有安置护目玻璃片的铁框,内有弹簧钢片压住护目玻璃片,起固定作用。 护目玻璃,又称黑玻璃,用于减弱电弧光的强度,过滤红外线和紫外线照射。焊接时,焊工通过护目玻璃观察熔池情况,以便掌握和控制焊接过程,并使眼睛免受弧光的灼伤。 护目玻璃片的颜色有深和浅之分,焊工应根据使用的焊接电流大小和焊接方法进行选用。

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护目玻璃色号颜色深浅适用焊接电流范围 (安培 ) 9 , 较 浅 <100 10 中 等 100 , 350 11 较 深 >350

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六、辅助工具 焊工常用的辅助工具有焊条箱,尖头榔头、钢丝刷及凿子等。为了防止焊工被弧光和飞溅金属损伤及防止触电,焊接时必须戴好皮革手套,工作帽和穿白帆布工作服,脚盖,绝缘鞋等。另外,焊工在敲渣时,应带平光眼镜。

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三、焊接材料

目前,焊接的应用范围很广,焊接方法的种类也很多,但手工电弧焊,仍然是焊接生产中的主要方法。焊条的质量及能否正确使用, ·对焊接接头质量影响很大。因此,有必要了解并掌握有关焊条的知识。

概念:电焊条就是金属丝 (即焊条芯 )表面涂上适当厚度药皮的手工电弧焊用熔化电极

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1 .焊条的组成及作用

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( 1) 电焊条的组成:

① 焊条分焊芯和药皮两部分,焊芯用钢和普通钢材在化学成分上有很大区别,主要是, 结构钢焊条的焊芯其含碳量在 0 . 1%以下,硫、磷是有害元素,且焊接过程很难除掉。故限制在 0 . 03~ 0 . 04%以下,硅能降低焊缝的塑性和韧性,且通过焊接冶金反应往往会使焊缝渗硅,故焊芯的含硅量限制在 0 . 03%以下。

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②根据国家标准 (GBl300—77) ,焊芯( 包括焊丝 ) 有碳素结构钢、 合金结构钢 不锈钢三类,其中,用量最多的是碳素结构钢焊芯H08A ,它通常用于结构钢焊条,珠光体耐热钢焊条和部分堆焊焊条。 焊芯H08A 的化学成分为: C≤0 . 10%, Si≤0 . 03%,

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③ 焊条规格是.以焊芯直径来表示的,常用的有¢ 2mm 、¢ 2 . 5mm 、¢ 3 . 2mm 、¢ 4 .0mm 、¢ 5 .0mm 几种规格,其长度“ L” 一般在 250~ 450mm之间。

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(1) 焊芯 焊芯有两个功能,一是传导焊接电流在焊条端部形成电弧;再是焊芯自身熔化,冷却后形成焊缝金属。各种焊条的焊芯材料如表所示。电焊条的长度一般在 250~450mm之间选择。电焊条的长短取决于焊条直径、材质及药皮类型等因素。 电焊条在国家标准中规定的基本尺寸 (根据 GB / T 5117 、 GB / T 5118 和 CB / T 983 焊条标准的规定 )列于表 2—2 。

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   (2)药皮 压涂在焊芯表面上的涂料层称为药皮。涂料系由各种氧化物、碳酸盐、氟化物、硅酸盐、铁合金、有机物、金属粉末等粉末及黏结剂,按一定比例配制成的药皮原料。 药皮的主要作用是造气、造渣、脱氧、合金化、稳弧、粘接、成形等。 焊接的质量和成形与药皮的成分和配比有着密切的关系。

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(3)药皮的作用

①机械保护作用。 ②冶金处理渗合金作用。 ③改善焊条的焊接工艺性能。

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(4)药皮类型及特点

  焊条药皮类型较多,主要有钛铁矿型、钛钙型、高纤维素钾型、高纤维素钠型、高钛钠型、铁粉钛型、低氢钠型、低氢钾型、铁粉低氢型、氧化铁型等。见表

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目前,我国焊接生产中用得最多的是钛钙型药皮的结 422 焊条和低氢型药皮的结 506 ,结 507( 或结 426 ,结 427) 焊条。这两类焊条,按其熔渣性质来分,前者为酸性焊条,后者为碱性焊条。熔渣中酸性氧化物 SiO:, TiO:较多者称酸性焊条,碱性氧化物 CaO , MgO较多者称为碱性焊条。表 5—1 中,前五类焊条属酸性焊条,后两类焊条属碱性焊条

 现介绍生产中常用的几种药皮类型

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①钛钙型。 ② 高纤维素钾型 ③低氢钠型 ④低氢钾型。

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2 .焊条的分类及型号

( 1)焊条的分类 ① 按用途分类:我国焊条按用途分为十大

类,如结构钢焊条,不锈钢焊条,铸铁焊条等 ② 按熔渣性质分类;

可以分为酸性焊条和碱性焊条两类

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酸性焊条:钛铁矿型、钛钙型、高纤维素钾型、高钛钠型、铁粉钛型、氧化铁型药皮类型的焊条为酸性焊条

碱性焊条 :低氢钠型、低氢钾型药皮焊条为碱性焊条

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(2) 焊条型号

①碳钢焊条和低合金钢焊条型号。 按国家标准 GB / T 5117—1995 《碳钢焊

条》和 GB / T 5118—1995 《低合金钢焊条》规定,碳钢焊条和低合金钢焊条型号是根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和电流种类来划分的。

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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,单位为 10MPa;第三位数字表示焊条的焊接位置,“ o” 及“ 1“表示焊条适用于全位置焊接,“ 2”表示焊条只适用于平焊及平角焊,“ 4”表示焊条适用于向下立焊;第三位数字和第四位数字组合时,表示焊接电流种类及药皮类型 (见表 2—2—2)

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低合金钢焊条 还附有后缀字母,为熔敷金属的化学成分分类代号 (见表 2—2—3) ,并以短线“—”与前面数字分开;若还有附加化学成分时,附加化学成分直接用元素符号表示,并以短线“—”与前面后缀字母分开。焊条型号举例如下:

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② 不锈钢焊条型号。 按国家标准 GB / T 983—1995 《不锈钢焊条》 规定,不锈钢焊条型号是根据熔敷金属的化学成分、药皮类型、焊接位置和电流种类来划分的 字母“ E”表示焊条;“ E” 后面的数字表示熔敷金属化学成分分类代号,如有特殊要求的化学成分,该化学成分用元素符号表示,放在数字后面;数字后的字母“ I 。”表示含碳量较低,“H”表示含碳量较高,“ R”表示含硫、磷、硅量较低;短线“—”后面的两位数字表示焊条药皮类型、焊接位置及焊接电流种类 (见表 2—2—4) 。

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( 3)焊条型号与牌号对应关系 及焊条牌号表示方法 型号与牌号都是焊条的代号 焊条型号是指国家标准规定的各类焊条的代号

牌号则是焊条制造厂对作为产品出厂的焊条规定的代号

1 、焊条牌号表示方法

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在各大类焊条牌号中,除第三位数字代表的意义相同外,其余均不相同,这里仅介绍结构钢焊条的牌号表示方法。 ①牌号前加“结”字,表示结构钢焊条。②牌号的第一、第二位数字,表示焊缝金属的抗拉强度等级。目前,我国生产的结构钢焊条,焊缝金属的抗拉强度等级共有 42 、 50 、 55 、 60 、 70 、80 , 90 和 100(公斤/毫米’ )八个级别。

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③牌号的第三位数字表示药皮类型和焊接电源种类。 ④药皮中铁粉含量大于或等于 30%时,在牌 号末尾加注“铁”字,药皮类型称为铁粉 X X 型。 ⑤焊条具有特殊性能和用途的,在牌号后加注起主要作。用的元素或主要用途的汉字⑥例

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2 、焊条型号与牌号对应关系

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3 .焊条的选用及管理

(1) 焊条的选用原则 ① 按焊件的力学性能、化学成分选用.在选择焊条时,一个基本原则就是应保证焊缝金属能满足产品使用性能的要求

②酸性焊条和碱性焊条的选用。 ③ 按简化工艺、生产串和经济性来选用 。

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(2) 焊条的管理及使用 ① 焊条的烘干:各种焊条的烘干规范

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② 焊条的储存保管。 焊条必须分类、分型号、分规格存放,避免混淆;焊条必须存放在通风良好、干燥的库房内。重要焊接结构使用的焊条,特别是低氢型焊条,最好储存在专用的库房内。库房内应设置温度计、湿度计,室内温度在 5℃以上,相对湿度不超过 60%;焊条必须放在离地面和墙壁的距离均在 o . 3m 以上的木架上,以防受潮变质

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四、焊接工艺参数的选择

焊条电弧焊的焊接工艺参数主要包括焊条直径、焊接电流、电弧电压,焊接速度、焊接层数等

1 .焊条直径:焊条直径大小的选择与下列因素有关

(1) 焊件的厚度 (2) 焊缝位置 (3) 焊接层次 (4) 接头形式

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2 .焊接电流

焊接时决定焊接电流大小的因素 (1) 焊条直径 (2) 焊缝位置 (3) 焊条类型 (4) 焊接层次

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3 .电弧电压

在焊接过程中,电弧不宜过长,电弧过长会出现下列几种不良现象。

① 电弧燃烧不稳定,易摆动,电弧热能分散,飞溅增多,造成金属和电能的浪费。

② 焊缝厚度小,容易产生咬边、未焊透、焊缝表面高低不平,焊波不均匀等缺陷.

③ 对熔化金屑的保护差,空气中氧、氨等有害气体容易侵入,使焊缝产生气孔的可能性增加.使焊缝金属的力学性能降低.

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4 .焊接速度

5 .焊接层数 每层厚度最好不大于 4~5mm 根据实际经验,每层厚度约等于焊条直径的 0.

8—1.2

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五、焊条电弧焊操作技术


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