常見的電弧焊焊接工藝比較
電弧焊是目前應(yīng)用zui廣泛的焊接方法。它包括有:手弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護電弧焊、等離子弧焊、熔化極氣體保護焊等。絕大部分電弧焊是以電極與工件之間燃燒的電弧作熱源。在形成接頭時,可以采用也可以不采用填充金屬。所用的電極是在焊接過程中熔化的焊絲時,叫作熔化極電弧焊,諸如手弧焊、埋弧焊、氣體保護電弧焊、管狀焊絲電弧焊等;所用的電極是在焊接過程中不熔化的碳棒或鎢棒時,叫作不熔化極電弧焊,諸如鎢極氬弧焊、等離子弧焊等。
(1)手弧焊
手弧焊是各種電弧焊方法中發(fā)展zui早、目前仍然應(yīng)用zui廣的一種焊接方法。它是以外部涂有涂料的焊條作電極和填充金屬,電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒。涂料在電弧熱作用下一方面可以產(chǎn)生氣體以保護電弧,另一方面可以產(chǎn)生熔渣覆蓋在熔池表面,防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。熔渣的更重要作用是與熔化金屬產(chǎn)生物理化學反應(yīng)或添加合金元素,改善焊縫金屬性能。手弧焊設(shè)備簡單、輕便,操作靈活??梢詰?yīng)用于維修及裝配中的短縫的焊接,特別是可以用于難以達到的部位的焊接。手弧焊配用相應(yīng)的焊條可適用于大多數(shù)工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。
(2)埋弧焊
埋弧焊是以連續(xù)送時的焊絲作為電極和填充金屬。焊接時,在焊接區(qū)的上面覆蓋一層顆粒狀焊劑,電弧在焊劑層下燃燒,將焊絲端部和局部母材熔化,形成焊縫。在電弧熱的作用下,上部分焊劑熔化熔渣并與液態(tài)金屬發(fā)生冶金反應(yīng)。熔渣浮在金屬熔池的表面,一方面可以保護焊縫金屬,防止空氣的污染,并與熔化金屬產(chǎn)生物理化學反應(yīng),改善焊縫金屬的萬分及性能;另一方面還可以使焊縫金屬緩慢泠卻。埋弧焊可以采用較大的焊接電流。與手弧焊相比,其zui大的優(yōu)點是焊縫質(zhì)量好,焊接速度高。因此,它特別適于焊接大型工件的直縫的環(huán)縫。而且多數(shù)采用機械化焊接。埋弧焊已廣泛用于碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼的焊接。由于熔渣可降低接頭冷卻速度,故某些高強度結(jié)構(gòu)鋼、高碳鋼等也可采用埋弧焊焊接。
(3)鎢極氣體保護電弧焊
這是一種不熔化極氣體保護電弧焊,是利用鎢極和工件之間的電弧使金屬熔化而形成焊縫的。焊接過程中鎢極不熔化,只起電極的作用。同時由焊炬的噴嘴送進氬氣或氦氣作保護。還可根據(jù)需要另外添加金屬。在國際上通稱為TIG焊。鎢極氣體保護電弧焊由于能很好地控制熱輸入,所以它是連接薄板金屬和打底焊的一種好方法。這種方法幾乎可以用于所有金屬的連接,尤其適用于焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦和鋯這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質(zhì)量高,但與其它電弧焊相比,其焊接速度較慢。
(4)等離子弧焊
等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊。它是利用電極和工件之間地壓縮電?。ń修D(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)移電弧)實現(xiàn)焊接的。所用的電極通常是鎢極。產(chǎn)生等離子弧的等離子氣可用氬氣、氮氣、氦氣或其中二者之混合氣。同時還通過噴嘴用惰性氣體保護。焊接時可以外加填充金屬,也可以不加填充金屬。等離子弧焊焊接時,由于其電弧挺直、能量密度大、因而電弧穿透能力強。等離子弧焊焊接時產(chǎn)生的小孔效應(yīng),對于一定厚度范圍內(nèi)的大多數(shù)金屬可以進行不開坡口對接,并能保證熔透和焊縫均勻一致。因此,等離子弧焊的生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量好。但等離子弧焊設(shè)備(包括噴嘴)比較復雜,對焊接工藝參數(shù)的控制要求較高。鎢極氣體保護電弧焊可焊接的絕大多數(shù)金屬,均可采用等離子弧焊接。與之相比,對于1mm以下的極薄的金屬的焊接,用等離子弧焊可較易進行。
(5)熔化極氣體保護電弧焊
這種焊接方法是利用連續(xù)送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源,由焊炬噴嘴噴出的氣體保護電弧來進行焊接的。熔化極氣體保護電弧焊通常用的保護氣體有:氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。以氬氣或氦氣為保護氣時稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護氣體時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,統(tǒng)稱為熔化極活性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MAG焊)。熔化極氣體保護電弧焊的主要優(yōu)點是可以方便地進行各種位置的焊接,同時也具有焊接速度較快、熔敷率高等優(yōu)點。熔化極活性氣體保護電弧焊可適用于大部分主要金屬,包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護焊適用于不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種焊接方法還可以進行電弧點焊。
(6)管狀焊絲電弧焊
管狀焊絲電弧焊也是利用連續(xù)送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧為熱源來進行焊接的,可以認為是熔化極氣體保護焊的一種類型。所使用的焊絲是管狀焊絲,管內(nèi)裝有各種組分的焊劑。焊接時,外加保護氣體,主要是CO。焊劑受熱分解或熔化,起著造渣保護溶池、滲合金及穩(wěn)弧等作用。管狀焊絲電弧焊除具有上述熔化極氣體保護電弧焊的優(yōu)點外,由于管內(nèi)焊劑的作用,使之在冶金上更具優(yōu)點。管狀焊絲電弧焊可以應(yīng)用于大多數(shù)黑色金屬各種接頭的焊接。管狀焊絲電弧焊在一些工業(yè)先進國家已得到廣泛應(yīng)用。
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