焊条电弧焊的原理是利用焊接电弧燃烧所产生的热量将焊条与焊件熔化在一起并冷却结晶后形成焊缝,从而完成焊接的过程。首先将电弧焊机、焊条和焊件按照图5-12所示的示意图通过电缆连接在一起。焊接过程中,在焊条和焊件之间产生的焊接电弧将焊件和焊条局部熔化,焊件之间就会熔化形成焊缝熔池,焊条也会熔化并过渡到焊缝熔池中,随着焊条的移动,熔池金属逐渐冷凝,形成焊缝。
图5-12 焊条电弧焊的焊接过程
2.焊条电弧焊的操作技术
(1)引弧
引弧是指在焊件和焊条之间建立稳定的焊接电弧。焊条电弧焊的引弧方法有两种:划擦法和敲击法。所以引弧就是将焊条末端和焊件表面进行快速的划擦和敲击形成瞬间短路,然后迅速将焊条提起2~4mm,引燃焊接电弧的过程。
划擦法引弧的具体操作过程就是在打开电弧焊机电源之后,将焊条末端对准焊缝,并使焊条与焊件表面保持一定的距离,快速地左右来回转动手腕,使焊条边划擦边提起,从而引燃焊接电弧,进行焊接。
敲击法引弧的具体操作是打开电弧焊机,将焊条末端对准焊缝,并使焊条与焊件表面之间保持一定的距离,快速上下地点几次手腕,使焊条快速短暂地接触焊件表面几次,并将焊条迅速地提起到2~4mm,引燃焊接电弧,进行焊接。
划擦法和敲击法引弧的操作方法如图5-13所示,其中划擦法比较容易掌握,适合初学者学习。
图5-13 常用的引弧方法
(2)焊条的运动操作
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图5-14 焊接运条的基本操作
焊条电弧焊是靠手工操作焊条运动实现焊接的,此操作也称为运条。为了能够顺利进行焊接过程,并使焊缝成型效果好,应掌握好焊条在焊接时的各个角度和运条的基本动作,如图5-14所示。运条的基本操作有四个:一是沿焊接方向的移动;二是焊条角度的控制;三是焊条的向下送进;四是焊条的横向移动。其中沿焊接方向的移动应保持与焊条的熔化速度相同,也就是焊条电弧焊的焊接速度要与焊条的熔化速度相同。焊条的角度是指在包含焊条且与焊件表面垂直的平面内焊条与焊件表面之间所夹的锐角,焊接时,焊条角度应控制在70°~80°。焊条向下送进时焊条向熔池方向不断送进,送进速度应与焊条的熔化速度一致,以维持稳定的焊接电弧。焊接的横向移动是为了获得不同的焊缝宽度。
运条技术的具体运用是由焊件材质、接头形式、焊接空间位置、焊接厚度等因素决定的。常见的运条方法有直线型运条、锯齿形运条、月牙形运条、正三角形运条和圆圈形运条等。
(3)焊缝的起头、接头和收尾
①焊缝的起头
焊缝的起头是指刚开始进行焊缝焊接时的操作。此时焊件温度低,焊接电弧稳定性较差,焊接的焊缝容易出现气孔、夹渣等缺陷。为避免造成这样的缺陷,应在引弧后将焊接电弧稍微拉长,对焊件起焊部位进行适当的预热,并且多次往复运条,到达所需熔深和熔宽后再调整到正常弧长进行焊接。
②焊缝的接头
焊缝的接头是指连续两次焊接时的连接部分。在完成一次长焊缝焊接时,往往要使用多根焊条,前后两根焊条在进行更换继续焊接过程中就会产生焊缝接头。
为了形成良好的焊缝,保证焊缝接头的焊接质量,更换焊条的速度越快越好,而且要在接头弧坑前15mm处起弧,然后移到原来的弧坑位置进行继续焊接。
③焊缝的收尾
焊缝的收尾是指焊接结束时的操作,收尾时将焊条端部往坡口斜角方向拉,同时抬高电弧,缩小熔池,减少液态金属的量以及电弧释放的热量。在进行焊缝的收尾操作时,应保持熔池温度正常,逐渐将焊缝填满,使焊缝收尾处不至于产生气孔、裂纹、夹渣等缺陷。
如图5-15所示,常见的焊缝收尾方式有三种:一是画圈收尾法,它是利用手腕做圆圈运动,直到弧坑被填满再停止电弧燃烧;二是反复断弧收尾法,在弧坑处反复断弧、引弧,直到弧坑被填满;三是回焊收尾法,它是在焊条达到收尾处后就停止移动,但不立刻终止焊接电弧,直到填满弧坑后再拉起来收尾。
图5-15 常用的焊缝收尾方式
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