尚舜化工安装工段手工电弧焊培训基础资料
目录
1焊接的基本原理 .................................................................................................... 4 1.1焊接电弧的引燃 ........................................................................................... 4 1.2焊接电弧的构成 ........................................................................................... 5 1.3焊接电弧的静特性 ....................................................................................... 6 1.4焊接时的熔滴过渡 ....................................................................................... 7 1.5焊接熔池与冶金特点 ................................................................................. 10 1.6焊缝的形成和结晶 ..................................................................................... 11 1.7熔化金属与气体的相互作用 ..................................................................... 12 1.8熔渣的作用 ................................................................................................. 15 1.9焊接接头的组织 ......................................................................................... 16 2主要焊接设备 ...................................................................................................... 17 2.1对手弧焊设备的要求 ................................................................................. 17 2.2选择手弧焊机的方法 ................................................................................. 18 3焊接工艺 .............................................................................................................. 19 3.1焊接热循环与焊接工艺的关系 ................................................................. 19 3.2金属焊接性与焊接工艺的关系 ................................................................. 20 3.3焊条 ............................................................................................................. 23 3.4焊接工艺参数 ............................................................................................. 25 4焊接实例 .............................................................................................................. 27
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4.1焊前准备 ..................................................................................................... 27 4.2操作示例 ..................................................................................................... 33 5常见焊接缺陷和检验方法 .................................................................................. 48 5.1常见焊接缺陷及产生原因 ......................................................................... 48 5.2焊接检验的基本内容 ................................................................................. 49 5.3常用焊接检验方法 ..................................................................................... 49 6安全知识 .............................................................................................................. 50
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1焊接的基本原理
电弧焊是利用在两极之间的气体介质中产生持久而强烈的放电现象，产生高温使焊件熔接在一起。其主要特点是：电弧是熔化金属的热源，而电弧的能量来自电源。
手工电弧焊(简称手弧焊)，是利用手工操纵焊条进行电弧焊的方法。操作中焊条和焊件分别作为两个电极，利用焊条和焊件之间产生的电弧热量来熔化焊件金属，冷却后形成焊缝。
1.1焊接电弧的引燃
手工电弧焊开始，焊机开动，虽有空载电压作用在焊条和焊件(或称两极)上，但这时电极之间的气体仍保持为原子状态，还没有产生电弧，电弧只有经过引燃过程后才能产生。当气体原子或分子获得足够能量时，便可释放电子，形成正离子和负离子。这些正、负离子及电子组成的带电质子，在气体中达到一定浓度以后，就使气体变成导电体。
引燃电弧的重要条件之一就是使电极之间的气体导电。引燃电弧时，焊条未端碰触被焊件，焊接回路短路，强大的短路电流流过短路处，将产生很多的热量，焊条末端与焊件的接触处迅速熔化甚至蒸发。在提起焊条瞬间，短路电流通过金属的细颈，这时电流密度迅速增大，它的温度突然升高。当焊条与焊件迅速分开以后，在两极间的气体间隙中，充满了容易导电的金属蒸气。在焊条与焊件分开的同时，很高的电压作用在两电极之间，使阴极向
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外发射电子，因为气体里有金属蒸气和药皮蒸气，气体开始导电，电弧便引燃了。电弧引燃以后，气体的带电质点迅速增加，它的浓度达到平衡。阴极 的连续电子发射，气体的不断电离，就能使电弧持久而稳定地燃烧。
1.2焊接电弧的构成
焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。
电弧紧靠阴极表面的区域称为阴极区，紧靠阳极表面的区域称为阳极区。由于正离子的质量要比电子质量大得多，因此在同一电场的作用下，电子离开阴极而跑向阳极的速度要比正离子离开阳极而跑向阴极的速度大得多。这样，在阴极区便剩有较多的正离子，造成阴极区电压降。同理，在阳极区便有较多的电子造成阳极区电压降。阴极区的电场强度较大，电弧里的正离子轰击阴极表面，把它们的电场能量转变为热能，在阴极表面形成白亮的辉点，叫做阴极辉点。阴极辉点的最高温度可以达到阴极材料的沸点。同样原因，负离子和电子轰击阳极表面，形成阳极辉点。用直流电源焊接，被焊工件可以接到焊机输出端的正极或负极，前者称为焊接的正极性或正接，后者称为焊接的反极性或反接。正接的阳极辉点都落在被焊工件上，反接的阴极辉点都落在被焊工件上。熔深主要是在辉点处加热形成的，如果阴极和阳极是同样的材料，由于阳极辉点的温度高于阴极辉点的温度，所以正接比反接产生的熔深大。
位于阴极区和阳极区中间部分的电弧叫弧柱。弧柱长度随两个电极之间的距离而变化，但因为阴极区和阳极区厚度很小，通常便用弧柱的长度来代
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