1. 二氧化碳气体保护焊为什么要采用具有平硬外特性的焊机?
二氧化碳气体保护焊时,由于电流密度大、保护气体对弧柱的冷却作用,所以电弧静特性曲线是上升的。为使电弧稳定燃烧,并保证电弧具有较强的自调节作用,所以要求电源具有平硬外特性。
2. 二氧化碳气体保护焊的焊接规范参数有哪些?
二氧化碳气体保护焊规范参数主要有:焊丝直径、焊接电流、电弧电压、送丝速度、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、回路电感以及电源极性等。
3. 满足二氧化碳气体保护焊最佳焊接规范的条件有哪些?
满足二氧化碳气体保护焊最佳焊接规范的条件有:
(1)焊接过程稳定,飞溅小。
(2)焊缝外表美观无缺陷。
(3)焊缝具有一定的熔深。
(4)具有较高的生产率。
4. 厚度为3mm的钢板对接焊缝,其二氧化碳气体保护焊的主要焊接规范是什么?
焊接规范参数一般可参照下述规范选用:
(1)焊丝直径:0.8~1.0mm。
(2)焊接电流:120~160A。
(3)电弧电压:21~25V。
(4)焊接速度:25m/h左右。
(5)焊丝伸出长度:10~12mm。
(6)气体流量:8~10L/min。
5. 二氧化碳气体保护焊产生飞溅的原因有哪些?
产生飞溅的原因有:
(1)冶金反应。
(2)极点压力。
(3)熔滴过渡。
(4)非轴向熔滴过渡。
(5)焊接规范选择不当。
6. 减少二氧化碳气体保护焊飞溅的措施有哪些?
减少飞溅的措施有:
(1)限制焊丝中的含碳量。
(2)正确地选用焊接规范。
(3)焊口表面及附近母材清理干净。
(4)采用药芯焊丝或活化焊丝。
7. 何谓气焊?有何特点?应用范围如何?
气焊是利用可燃气体与氧混合燃烧形成的火焰,加热熔化工件和填充材料形成焊接接头的熔焊方法(见下图)。
氧—乙炔焊示意图
1—氧气胶管;2—减压器;3—氧气瓶;4—乙炔发生器;5—回火防止器;
6—乙炔胶管;7—焊炬;8—焊丝;9—焊件
可燃气体主要有乙炔、氢气、液化石油气等,乙炔在氧气中燃烧时释放出有效热量最多,火焰温度最高,它是目前气焊、气割中应用最广泛的一种可燃气体。但氧-乙炔气焊较电弧焊的热量分散,工件受热面积大,变形大,生产效率低;同时由于气焊火焰中的氢、氧等气体和熔化金属相互作用使某些合金元素分解和烧损,会降低焊缝金属的性能,因此焊接质量不如电弧焊好。
气焊的优点在于可焊接较薄的工件、有色金属和铸铁件等。在没有电源的情况下,对于要求不高的较厚工件,也可以采用气焊施焊。气焊的设备简单,预热和施焊都比较灵活方便,所以气焊广泛应用于碳钢、合金钢等薄件的焊接。
8. 气焊火焰有几种?都有哪些特点?
气焊火焰最常用的是氧—乙炔焰,氧-乙炔焰按氧与乙炔的比值不同可分为中性焰、氧化焰、碳化焰三种,其火焰外形如下图所示。
气焊火焰的种类
(a)中性焰;(b)氧化焰;(c)碳化焰
中性焰:当O
2/C
2H
2=1~1.2时,燃烧所形成的火焰。火焰结构可分为三部分:焰心、内焰、外焰。焰心是由未经燃烧的氧气和乙炔组成。焰心外表分布一层由乙炔分解所生成的碳素微粒,温度较高(约900℃),炽热的碳粒发出明亮的白光,呈尖锥状,轮廓清楚。内焰主要由乙炔和不完全燃烧的产物(H
2和CO)组成,具有还原性,呈蓝白色,轮廓不清楚,与外焰无明显界线。内焰的温度很高,最高可达3150℃。外焰是由CO和H
2与空气中的O
2完全燃烧后产生的CO
2和水蒸气组成,具有氧化性。外焰的温度在1200~2500℃范围内,由里向外逐渐由淡紫色变为橙黄色。
氧化焰:当O
2/C
2H
2>1.2时,燃烧所形成的火焰。火焰结构可分为焰心和外焰两部分。火焰中有过量的氧,在焰心外面形成一个有氧化性的富氧区。焰心短而尖,呈青白色。焰心外是稍带紫色的外焰,比正常外焰短,火焰挺直。
碳化焰:当O
2/C
2H
2<1时,燃烧所形成的火焰。氧气不足以使乙炔完全燃烧,过量的乙炔分解为碳和氢。碳会渗到熔池中造成焊缝增碳,故称碳化焰。碳化焰具有较强的还原作用。火焰结构也分为三部分:焰心、内焰、外焰。焰心呈白色,外围略带蓝色;内焰呈淡白色;外焰呈橙黄色。乙炔量多时还带黑烟,火焰长而柔软。
9. 气焊冶金过程如何?有哪些特点?
气焊的冶金过程主要是金属的氧化和还原过程。还原主要与火焰还原层中的一氧化碳(CO)和氢(H2)以及二氧化碳(CO2)和氮(N2)的含量有关。对于铜、镍、铁等氧化物,可以被还原层所还原。但对于如镁、铝、锌等有色金属元素则难于还原,而采用焊剂使其氧化物生成易溶解于熔渣的复合化合物进入熔渣被除掉。
在一般碳钢气焊时,主要冶金过程是氧化铁被一氧化碳和氢还原,产生气体。碳和氢使焊缝金属易出现气孔,但由于气焊冷却速度较慢,气体可以充分逸出,因此,情况会有所改善。同时,正是由于气焊加热时间长,冷却速度慢,所以气焊接头热影响区较大,晶粒也大,易有过热组织,从而降低了接头强度、塑性和冲击韧性。
10. 中性焰的温度怎样分布?何处温度最高?
中性焰的温度沿火焰的轴线而变化。火焰温度最高处是在距离焰芯末端2~4mm的内焰处,其温度分布见下图。
中性焰温度分布
火焰在横向断面上的温度分布也是不同的,断面中心温度最高,越向边缘,温度越低。
11. 为什么低碳钢要用中性焰进行焊接?
主要原因是:
(1)碳化焰中有过剩的乙炔,分解为碳和氢,游离状态的碳会渗到熔池中去,增高焊缝的含碳量。用这种火焰焊接低碳钢,会使焊缝金属的塑性下降,同时,过多的氢进入熔池,会使焊缝产生气孔和裂纹。因此,低碳钢是不用碳化焰进行焊接的。
(2)氧化焰有游离的氧、二氧化碳及水蒸气存在,故整个火焰具有氧化性。用来焊接一般的低碳钢件,焊缝中的氧化物较多,同时熔池产生严重的沸腾现象,使焊缝性质变脆,严重降低焊缝质量。因此,一般低碳钢也不用氧化焰进行焊接。
(3)中性焰的焰芯和内焰之间燃烧生成一氧化碳和氢气,与熔化金属作用,使熔化金属里的氧化物还原,净化焊缝金属。所以一般低碳钢多采用中性焰进行焊接。
12. 氧气、乙炔的纯度对焊接质量有什么影响?
一般气焊用的工业氧气分为二级。氧气的纯度,一级品中大于99.2%,二级品中大于98.5%。氧气中的杂质大部分是氮气。由于氮的存在,不但使火焰温度降低,影响生产率,而且氮气还会与熔化的金属化合,生成氮化铁。使接头的塑性和冲击韧性大大降低。因此,气焊用的氧气纯度越高越好。
乙炔是由电石和水反应后产生的。由于电石内含有大量的杂质,故产生的乙炔气也不纯,常有杂质存在。如硫化氢、磷化氢,它们使焊缝变脆。水蒸气、氮气等,使火焰温度降低,增加可燃气体的消耗量。所以气焊用的乙炔也是越纯越好,对不纯的乙炔,必须经过过滤后才能使用。
13. 气焊的主要工艺参数有哪些?
气焊的主要工艺参数包括:焊丝的牌号及直径、气焊熔剂、火焰的性质及能率、焊炬的倾斜角度、焊接方向以及焊接速度等。
14. 何谓火焰能率?如何选择?
火焰能率是以每小时可燃气体的消耗量(L/h)来表示,由焊炬型号及焊嘴大小决定。
火焰能率的选择由焊件的厚度、金属材料的物理性质及焊件的空间位置来决定。焊件厚度较大、熔点较高或导热性较好的工件,选用火焰能率就大,以保证母材焊透;而薄件、熔点低或立焊、仰焊位置的焊件,火焰能率就要适当减小,才不至于过热。
焊接低碳钢和低合金钢时,火焰能率可按下列经验公式计算。
左向焊法:V=(100~200)δ
右向焊法:V=(120~150)δ
式中V——火焰能率,L/h;
δ——钢板厚度,mm。
15. 气焊时如何选择焊炬倾角?
焊炬与焊件表面的倾斜角度,主要由焊件的厚度、熔点、导热性来决定。厚度越大,焊炬的倾角越大,焊炬的倾角与板厚的关系见下图。金属的熔点高、导热性大,倾角也大。
焊炬倾角与焊件厚度的关系
16. 气焊时焊丝与焊炬的位置关系如何?
在气焊过程中,焊丝与焊件表面的倾斜角一般为30°~40°,它与焊炬中心线的角度为90°~100°,见下图。
焊炬与焊丝的位置
17. 气焊时气剂有什么作用?
气剂在焊接过程中被直接加到熔池表面,是气焊时的辅助熔剂,其作用是:保护熔池;减少有害气体侵入;去除熔池中形成的氧化物杂质;增加熔池金属的流动性。一般低碳钢气焊不必用气剂。但在焊接有色金属、铸铁以及不锈钢等材料时,必须采用气焊熔剂。
18. 焊接用的乙炔什么条件下需要过滤?
乙炔中的磷化氢、硫化氢含量超过标准或焊缝金属中硫、磷含量超过规定值时,应对所用的乙炔进行过滤。
19. 气焊前应做哪些准备工作?
气焊前的准备工作包括坡口制备、焊件焊丝清理、对口和定位焊等内容,对规程中规定应进行预热的焊件应按规定进行预热。
20. 气焊加焊丝时应注意什么?
气焊加焊丝时应注意以下几点:
(1)在加热熔池的同时,要将焊丝末端伸进外焰处进行预热,待焊件被加热到熔化状态后,立即加进焊丝。
(2)焊丝熔滴加入后,焊炬微微向前移动,造成新的熔池。
(3)焊丝须一滴滴地连续加入,不能一整段一整段地加。
(4)焊丝在熔池中不断搅拌,能促使熔渣浮出。
21. 薄板气焊时要注意什么?
对厚度小于3mm的板材进行焊接,称为薄板焊接。薄板焊接易烧穿和产生大的变形或翘曲。故焊接时要注意以下几点:
(1)要正确选择焊接规范,焊炬的倾角要小一些,约10°~20°,火焰能率也应小一些。
(2)为了防止烧穿,焊接时火焰不要正对着焊件,可略向焊丝方向偏斜,并不断向上挑动,让熔池有冷凝的机会。
(3)当板厚小于1mm时,可采用卷边接头,而不加焊丝。
(4)为了防止变形,工件在焊接前必须先进行点固焊。
22. 何谓右向焊法?有何特点?
气焊时,焊炬的移动从左到右称右向焊法,见下图(a)。
右向焊法的特点:
(1)火焰指向焊缝,能很好地保护熔池金属。
(2)由于火焰对着焊缝,起到焊后回火的作用,使焊缝缓慢地冷却,改善了焊缝组织。
右向焊法和左向焊法
(a)右向焊法;(b)左向焊法
(3)火焰热量较为集中,使熔深增加,提高生产率。
(4)技术上不易掌握。
由于右向焊法的焊接质量比左向焊法好,因此,在电力系统一般都推荐采用右向焊法。
23. 何谓左向焊法?有何特点?
气焊时,焊炬的移动从右到左称左向焊法,见下图(b)。
左向焊法的特点:
(1)火焰指向未焊的母材金属,有预热的作用。
(2)焊工能清楚地看到熔池,操作方便,易于掌握。
(3)左向焊法时焊缝易于氧化,冷却较快,热量利用率低。
右向焊法和左向焊法
(a)右向焊法;(b)左向焊法
24. 锅炉管子气焊时怎样操作?
根据管子空间位置的不同,常见的有全位置焊和横焊两种。
全位置焊包括各种焊接位置,如下图(a)所示。焊接时,焊炬和焊丝随着焊接位置的改变而相应变化,始终保持焊炬和焊丝之间的夹角为90°,焊炬和焊丝与焊件间的夹角为45°,并视实际需要适当调整,使管子根层焊透。焊缝接头处要搭接一段(约5mm)。
横焊始焊时,先将钝边熔化,形成一个等于或稍大于焊丝直
固定管子的焊接
(a)全位置焊;(b)横焊
a—横焊时运条范围;B—管子坡口宽度
径的熔孔,如图(b)所示,以保证根层熔透和控制熔池温度。焊炬垂直管子,配合焊丝摆动,以控制熔池温度。焊丝始终浸在熔池中,并不断地划圈往上搅拌铁水,运条范围a不超过下部管子坡口的一半。
25. 常用的割炬有哪些?型号是什么?
常用的氧—乙炔割炬有两种:即射吸式割炬和等压式割炬。
射吸式割炬型号有G01—30、C01—100、C01—300、G02—30、G02—100等。
等压式割炬型号为GD2—100。