2015年一级建造师教材机电工程预习第一章：焊接(2)

　　(三)保护气体

　　空气中有些组分会对特定的焊接熔池产生有害影响，保护气体的主要作用就是隔离空气中这些组分，使其对焊缝的影响减小或杜绝，实现对焊缝和近缝区的保护。

　　1.惰性气体：主要有氩气和氦气及其混合气体，用以焊接有色金属、不锈钢和质量要求高的低碳钢和低合金钢。

　　2.惰性气体与氧化性气体的混合气体：如Ar+C02,Ar+C02+O2等。

　　3.C02气体：是唯一适合于焊接的单一活性气体，C02气体保护焊具有焊速高、熔深大、成本低和全空间位置焊接，广泛应用于碳钢和低合金钢的焊接。

　　4.保护气体还可来自其他方面，如焊条药皮就可以产生保护气体，产生气体的主要有纤维素，碳酸盐等。埋弧焊焊剂也能产生少量的保护气体。

　　(四)焊剂

　　1.焊剂的分类

　　(1)按制造方法可分为熔炼焊剂、烧结焊剂、粘结焊剂三大类。

　　1)熔炼焊剂。熔炼焊剂是指一定比例的各种配料放在炉内熔炼，然后经过水冷，使焊剂形成颗粒状，经烘干，筛选而形成的一种焊剂。主要优点是化学成分均匀，可以获得性能均匀的焊缝。由于焊剂在制作过程中高温熔炼过程合金元素被氧化，所以焊剂中不能添加铁合金，因此不能依靠焊剂向焊缝大量添加合金元素。熔炼焊剂是目前生产中使用最为广泛的一种焊剂。

　　2)烧结焊剂。烧结焊剂是指将一定比例的各种粉状配料加入适量粘接剂，混合搅拌后经过高温烘干烧结成块，然后粉碎、筛选而制成的一种焊剂。

　　3)粘接焊剂。粘接焊剂是指将一定比例的各种粉状配料加入适量粘接剂，经过混合搅拌，粒化和低温烘干而制成的一种焊剂，以前称之为陶质焊剂。

　　后两种焊剂都是属于非熔炼焊剂，由于没有熔炼过程，所以化学成分不均匀，容易造成焊缝性能不均匀，但可以再焊剂中添加铁合金，增大焊缝金属合金化能力，灵活调整焊缝金属的合金成分，目前这两种焊剂在国外已经广泛用于焊接碳钢，高强度钢和高合金钢，但国内生产中应用还不够广泛，具有较高的发展前景。

　　(2)按化学成分可分为高猛焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂。

　　(3)按化学特种可分为酸性焊剂、碱性焊剂、和中性焊剂。

　　(4)按焊剂用途可分为埋弧焊剂和电渣焊剂。

　　2.焊剂的作用：焊剂在焊接电弧的高温区内熔化反应生成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金作用。

　　3.焊剂使用的注意事项：

　　(1)焊剂应放在干燥的库房内。库房内应装有去湿机，控制室内湿度，防止焊剂受潮，影响焊接质量。

　　(2)焊剂使用前应按说明书所规定的参数进行烘焙，通常在250～300℃：烘焙2h。

　　(3)为防止产生气孔，焊前接缝处及其附近20mm的焊件表面应清除铁锈、油污、水分等杂质。

　　(4)回收的焊剂，应过筛清除渣壳、碎粉及其他杂物，与新焊剂按比例(如1:3)混合均匀后使用。

　　(5)埋弧焊的焊剂必须与所焊钢种和焊丝相匹配，保证焊接质量和焊缝性能。电渣焊的焊剂应具有适当的导电率;适当的黏度;较高的蒸发温度;良好的脱渣性、抗裂性和抗气孔的能力。

　　二、常用的焊接设备及选用原则

　　(一)焊接电源

　　1.弧焊电源一般有弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器。弧焊电源的外特性应是陡降的，即随着输出电压的变化，输出电流的变化应很小。熔化极气体保护电弧焊和埋弧焊可采用平特性电源，它的输出电压在电流变化时变化很小。

　　2.弧焊变压器提供的是交流电，应用较广。与直流电源相比具有结构简单、制造方便、使用可靠、维修容易、效率高、成本低等优点。

　　3.直流弧焊发电机其稳弧性好、经久耐用、受电网电压波动的影响小，但制造较复杂，消耗材料较多，空载损耗大，已被列入淘汰产品。

　　4.弧焊整流器是采用硅二极管或可控硅作整流器的直流弧焊电源。

　　5.晶体管式弧焊电源用大功率晶体管组成，能获得较高的控制精度和优良的性能，但成本较高。

　　6.电阻焊变压器，空载电压范围为1～36V，电流可达几万安，适用于交流电阻焊机。

　　(二)焊机

　　1.焊机的分类

　　焊机根据焊接自动化程度可分为手工焊机和自动焊机。

　　(1)手工焊机。主要有C02气保焊机，氩弧焊机，混合气体保护焊机等类型，其中氩弧焊机对工人的操作技能要求较高。

　　(2)自动焊机。是由电气控制系统，并根据需要配备送丝机，焊接摆动器，弧长跟踪器，各种回转驱动装置，工装夹具，滚轮架，焊接电源等组成的一套自动化焊接设备。包括焊接机器手，环纵缝自动焊机，变位机，焊接中心，龙门焊机等。

　　2.常用的焊机

　　(1)埋弧焊机特性

　　1)埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。生产效率高、焊接质量好、劳动条件好。

　　2)埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件，主要适用于平位置(俯位)焊接。

　　3)埋弧焊剂的成分主要是Mno,Si02等金属及非金属氧化物，难以焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。

　　4)适用于长缝的焊接。

　　5)不适合焊接薄板。

　　(2)钨极氩弧焊机特性

　　1)氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化，焊缝致密，机械性能好。

　　2)明弧焊，观察方便，操作容易。

　　3)穿透性好，内外无熔渣，无飞溅，成形美观，适用于有清洁要求的焊件。

　　4)电弧热集中，热影响区小，焊件变形小。

　　5)容易实现机械化和自动化。

　　(3)熔化极气体保护焊机特性

　　1)C02气体保护焊生产效率高、成本低、焊接应力变形小、焊接质量高、操作简便。但飞溅较大、弧光辐射强、很难用交流电源焊接、设备复杂。有风不能施焊(环境风速达到或超过2m/s，在没有采取防风措施的情况下，不能施焊)，不能焊接易氧化的有色金属。

　　2)熔化极氩弧焊的焊丝既作为电极又作为填充金属，焊接电流密度可以提高，热量利用率高，熔深和焊速大大增加，生产率比手工钨极氩弧焊提高3～5倍，最适合焊接铝、镁、铜及其合金、不锈钢和稀有金属中厚板的焊接。

　　(4)等离子弧焊机特性

　　具有温度高、能量集中、较大冲击力、比一般电弧稳定、各项有关参数调节范围广的特点。

　　(三)焊接设备选用原则

　　1.选用原则

　　(1)安全性必须通过国家对低压电器的强制性“CCC"认证。

　　(2)经济性价格服从于技术特性和质量，其次考虑设备的可靠性、使用寿命和可维修性。

　　(3)先进性提高生产率、改善焊接质量、降低生产成本。

　　(4)适用性充分发挥应有的效能。

　　2.淘汰落后设备

　　根据《住房及城乡建设部公告》第659号(2008年4月30日公布)，立即淘汰落后设备清单中，焊接设备有：直流弧焊机;电动机驱动旋转直流弧焊机全系列;交流弧焊机BX1一135;BX2--500;直流弧焊机电动发电机AXl--500;AP-1000;箱式电阻炉SX系列。