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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课题二 焊条电弧焊,本单元要点,:,主要介绍与电弧焊有关的基础理论，钢板的对接焊、薄板焊接厚板焊接、对接立焊等。,1,第一节 焊条电弧焊原理,（一）,焊条电弧焊的原理及特点,1,、,焊条电弧焊的基本原理,原理,焊条电弧焊（也称手工电弧,焊 ）是利用手工操纵焊条进行焊,接的电弧焊方法。它利用电弧产,生的高温熔化焊条和焊件，使两,块分离的金属熔合在一起，从而,获得牢固的接头 ，其原理如图,5-1,所示。,图,5-1,焊条电弧焊的原理示意图,2,3,2,、焊条电弧焊的特点,设备简单、操作灵活,待焊接头装配要求低,可焊金属材料种类多,焊接生产率低,焊缝质量依赖性强,4,3,、,电焊条,（,1,）组成,由药皮和焊芯两部分组成。,（,2,）作用,焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又熔化,填充金属，,与熔化的母材共同形成焊缝金属。药皮是压涂在焊条芯表面上的涂料层，焊接时形成熔渣及气体。,药皮的主要作用是：,(1),保护作用,(2),冶金作用,(3),改善焊接工艺性能,5,4,、焊条电弧焊设备,焊条电弧焊的电源设备分三类：包括交流电弧焊电源、,直流弧焊电源、逆变弧焊电源。,5,、高效焊条电弧焊方法,下面介绍目前我国已推广应用的几种高效焊条电弧焊的方法。,1.,高效焊条和专用焊条,1,）高效率铁粉焊条,2,）立向下焊专用焊条,2.,高效率重力焊接法,3.,焊条电弧焊单面焊双面成形,6,焊缝,熔合区,过热区,正火区,部分相变区,第二节 焊接接头的组织及力学性能,（一）焊接接头的组成,焊接接头,焊接工件上温度,的变化各点处：,常温,较高温度,常温,固态,液态,固态,7,在焊接过程中，母材因受热的影响,(,但未熔化,),而发生金,相组织和力学性能变化的区域称为,热影响区,。熔焊焊缝和母,材的交界线叫,熔合线,，熔合线两侧有一个,很窄,的焊缝与热影,响区的过渡区，叫,熔合区,，也叫,半熔化区,。因此，,焊接接头,由,焊缝,、,熔合区,和,热影响区,组成。,8,（二）焊缝的组织和性能,1,、焊缝的组织,焊缝组织是由熔池金属结晶得到的,柱状的铸造组织,。焊接熔池的结晶,首先从熔合区中处于半熔化状态的晶粒表面开始，晶粒沿着与散热最快的,方向的相反方向长大，因受到相邻的正在长大的晶粒的阻碍，向两侧生长,受到限制，因此，焊缝中的晶体是方向指向熔池中心的,柱状晶体,，,焊缝中的铸态组织，晶粒粗大，组织不致密，但是，由于焊接熔池小，,冷却快，焊条药皮、焊剂或焊丝在焊接过程中的冶金处理作用，使得焊缝,的金属的化学成分优于母材，硫、磷含量较低，所以容易保证,焊缝金属的,性能不低于母材,，特别是强度容易达到。,9,2,、焊缝形状与焊接质量的关系,焊缝形状是焊件熔化区横截面的形状，它可用焊缝,熔深,s,、焊,缝熔,宽,c,和,余高,h,三个参数来描述，如图,4,7,所示。合理的焊缝形状要求,s,、,c,和,h,之间有适当的比例。生产中常用焊接成形系数（,c,s,）和余高,系数（,c,h,）来表征焊缝成形的特点。,熔焊较适宜的成形系数为,1,2,。为了保证焊缝的强度，对一般焊,缝允许有适当的余高，通常对接接头允许,h=0,3mm,，对于重要角接构,件，也应焊出余高后再打磨成凹形。,图,4,7,焊缝的横截面,焊缝宽度,焊缝余高,焊缝的熔深,10,焊接参数决定焊缝输入的能量，是影响焊缝成形的主要,工艺参数。焊接参数对焊缝熔深,s,、焊缝熔宽,c,和余高,h,的影响,如图,4-8,所示。,焊接电流主要影响焊缝熔深,s,；,电弧电压主要,影响焊缝熔宽,c,；焊接速度的快慢主要影响母材的热入，,提高,焊速焊缝熔深,s,、焊缝熔宽,c,、余高,h,均减少,。,图,4,8,焊接参数对焊缝熔深,s,、焊缝熔宽,c,和余高,h,的影响,a),焊接电流的影响；,b),焊接电压的影响；,c),焊接速度的影响。,11,（三）熔合区的特征,熔合区,，又称半熔化区，是焊缝与母材的交界区,加热温度,：,1495,1538,（固、液相线之间）,组织,：（未熔化但因过热而长大的）粗晶组织和（部分新,结晶的）铸态组织。,特点,：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很差，是,产生裂纹及局部脆断的发源地。,12,（四）低碳钢接头的热影响区,热影响区：受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材因焊接热作用发,生组织或性能变化的区域。 低碳钢的热影响区分为,过热区,、,正火区,和,部,分相变区,。,图,4,10,低碳钢焊接接头的组织示意图,（,1,）,过热区,：紧靠熔合区,加热温度,：,1100,1490,（,1100,固相线）,组织,：粗大的过热组织。,特点：,宽度为,1,3mm,，塑性和韧性下降。焊,接刚度大的结构时，该区易产生裂纹。,（,2,）,正火区,：紧靠着过热区,加热温度,：,850,1100,（,AC3,至,1100,）,组织,：均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似,于正火组织）,特点,：宽度约,1.2,4.0mm,，力学性能优于母材。,（,3,）,部分相变区,加热温度,：,AC1,AC3,之间,组织,：,F+P,（,F,粗、细不均）,相变的,F,，变细小； 未相变的,F,，变粗大,特点,：部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学,性能稍差,综上所述，,熔合区,和,过热区,是焊接接头中的,薄弱部分,，对焊接质量有严重影响，应尽可能的减小之。,13,第三节 电焊条,一）电焊条分类、组成和作用,分类,：,（,1,）,焊条按熔渣的化学性质分为两大类,1,）酸性焊条：熔渣呈酸性，药皮中含大量,SiO,2,、,TiO,2,、,MnO,等氧化,物。,2,）碱性焊条：熔渣呈碱性，药皮的主要成分为,CaCO,3,和,CaF,2,。,（,2,）焊条按用途,共分为十大类：如结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条等，其中应用最广的是 结构钢焊条。,14,二）焊条的型号,主要介绍常用的低碳钢和低合金钢焊条型号的编制方法。,1,、低碳钢焊条型号的编制,(1),型号的第一字母“,E”,表示焊条,(electrode),；,(2)“E”,后面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小,值，单位为,MPa,；,(3) “E”,后面的第三位数字表示焊条的焊接位置；,(4) “E”,后面的第三位和第四位数字组合时表示焊接药皮,类型及电流种类,;,(5) “E”,后面的第五位有时附加“,R”,表示耐吸潮焊条；,附加“,M”,表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊,条；附加“,-1”,表示冲击韧性有特殊规定的焊条。,15,低碳钢焊条型号举例：,16,2,、低合金钢焊条型号,（,1,）“,E”,后面的两位数字焊条系列有,50,、,55,、,60,、,70,、,75,、,85,六种，分别表示熔敷金属抗拉强度的最小值,490MPa,（,50 Kgf,mm2,）、,540MPa,（,55 Kgf,mm2,）、,590MPa,（,60,Kgf,mm2,）、,690MPa,（,70 Kgf,mm2,）、,740MP,（,75Kgf,mm2,）、,830MPa,（,85 Kgf,mm2,）； ；,（,2,）“,E”,后面的第五位为后缀字母，表示熔敷金属的化学成,分分类代号。,A1,表示碳钼钢焊条；,B1,、,B2,、,B3,、,B4,、,B5,表,示铬钼钢焊条；,D1,、,D2,、,D3,表示锰钼钢焊条；,G,、,M,、,M1,、,W,表示其它合金焊条；,（,3,）“,E”,后面的第六位为附加的化学元素符号，如不具有化,学成分时，该项省略；,（,4,）对于,E50,、,E55,、,E60,型低氢焊,条的熔敷金属的化学成分分类后缀字母，或附加化学成分,后面加字母“,R”,时，表示耐吸潮焊条。,17,三）常用焊条牌号的编制,主要介绍最常用的第一大类焊条，即结构钢焊条。,结构钢焊条（包括碳钢焊条和低合金焊条）的牌号用,“,J,”,字表示，,“,J,”,后面的第一、第二位数字表示焊缝金属的抗拉强,度等级，其系列见表,5-2,；第三位数字表示焊条药皮类型和焊,接电源种类，见表,5-3,；数字后面的符号表示焊条的特殊性能,见表,5-4,，常用焊条牌号和型号的对照见表,5-5,。,造船行业专用结构钢焊条通常在其牌号前加,“,C,”,，即,“,造船专用,”,，如,CJ322,CJ422,CJ506,等。,18,四）焊条的选用和保管,1,、,选用原则,（,1,）考虑母材的力学性能、化学成分和物理性能,（,2,）考虑船体结构和构件受力情况,（,3,）考虑结构的工作条件和使用性能,（,4,）考虑劳动条件和劳动生产率,2,、,保管,干燥、避免受潮。特别是碱性焊条，每次使用前都要经烘干处理后才能使用。,19,思考与练习题：,请说明电焊条电弧焊的基本原理。,焊条药皮的作用是什么？,作业与任务：,说明焊接电弧的产生过程,说明常用电焊条的选择与使用,20,欢迎进入第四节学习内容,21,
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